農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物小常識(shí)（系列）

9. 轉(zhuǎn)基因技術(shù)目前主要應(yīng)用于哪些領(lǐng)域？

答：目前，轉(zhuǎn)基因技術(shù)廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)保、能源、新材料等領(lǐng)域。

轉(zhuǎn)基因技術(shù)的第一個(gè)浪潮是醫(yī)藥轉(zhuǎn)基因技術(shù)，如應(yīng)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)生產(chǎn)重組疫苗、抑生長素、胰島素、干擾素、人生長激素等。

轉(zhuǎn)基因技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用主要包括纖維素的開發(fā)利用、食品工業(yè)和新型抗生素的生產(chǎn)等，在食品工業(yè)方面，主要有利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)及產(chǎn)品用于乳制品發(fā)酵、單細(xì)胞蛋白質(zhì)及釀酒工業(yè)等。

轉(zhuǎn)基因技術(shù)的第二個(gè)浪潮發(fā)生在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，包括農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物、植物及微生物的培育，特別是轉(zhuǎn)基因作物發(fā)展速度最快，培育了一批具有抗蟲、抗病、耐除草劑等性狀的轉(zhuǎn)基因作物，目前轉(zhuǎn)基因技術(shù)正在朝著改善農(nóng)藝性狀，如光合效率、肥料利用效率、抗旱耐鹽和改善品質(zhì)等方向發(fā)展。

此外，轉(zhuǎn)基因技術(shù)還可用于環(huán)境保護(hù)，如污染物的生物降解；用于能源生產(chǎn)，如利用轉(zhuǎn)基因生物發(fā)酵酒精；用于新材料領(lǐng)域，如利用轉(zhuǎn)基因生物生產(chǎn)高價(jià)值的工業(yè)品等。

10. 目前開發(fā)的轉(zhuǎn)基因植物主要解決了哪些問題？

答：目前開發(fā)的轉(zhuǎn)基因植物最普遍的性狀是抗蟲和耐除草劑。抗蟲主要指的是對(duì)鱗翅目昆蟲的抗性，如抗棉鈴蟲、棉紅鈴蟲、玉米螟、水稻螟蟲等； 耐除草劑主要指的是提高作物對(duì)草甘膦和草丁膦類除草劑的抗性。

另外，還有一些其他性狀的轉(zhuǎn)基因植物，如抗環(huán)斑病的轉(zhuǎn)基因番木瓜等，提高賴氨酸含量、半胱氨酸含量的轉(zhuǎn)基因玉米，耐貯存的番茄，含ω-3的轉(zhuǎn)基因油菜和大豆，減少煙堿含量的轉(zhuǎn)基因煙草，提高β-胡蘿卜素（維生素A原）含量的金稻，生產(chǎn)支鏈淀粉的轉(zhuǎn)基因馬鈴薯，改變花色和延長鮮花保質(zhì)期的香石竹等。

11. 國內(nèi)外已經(jīng)應(yīng)用的轉(zhuǎn)基因植物轉(zhuǎn)的都是哪些基因？

答：國內(nèi)外已經(jīng)應(yīng)用的轉(zhuǎn)基因植物主要的目的基因包括以下幾類：

抗蟲的基因：cry1Ab、cry1Ac基因抗鱗翅目昆蟲，cry3A基因抗鞘翅目昆蟲等。

耐除草劑的基因：CP4 epsps基因抗草甘膦類除草劑，bar基因、pat基因抗草丁膦類除草劑。

抗病的基因：主要是一些病毒的外殼蛋白基因，也有一些是復(fù)制酶基因等。如轉(zhuǎn)番木瓜環(huán)斑病毒（PRSV）外殼蛋白（CP）基因抗環(huán)斑病的番木瓜，轉(zhuǎn)煙草花葉病毒（TMV）外殼蛋白基因抗花葉病的番茄。

耐貯存的番茄和增加鮮花保質(zhì)期的基因：刪減過的ACC（1-氨基環(huán)丙烷-1-羧酸）合酶編碼基因，導(dǎo)入植物后能抑制本身的ACC合酶活性，減少了乙烯生成，延長了保質(zhì)期和鮮花壽命。

抗逆性狀基因：抗旱的冷激蛋白基因，耐鹽堿的甜菜堿醛脫氫酶基因（badh）等。

12. 什么是標(biāo)記基因和報(bào)告基因？常用的標(biāo)記基因和報(bào)告基因有哪些？

答：標(biāo)記基因（marker gene）是一種能夠起特異性標(biāo)記作用的基因，通常用來檢驗(yàn)重組DNA載體轉(zhuǎn)化成功與否，或者檢測(cè)目的基因在植物細(xì)胞或組織中的定位。常用的標(biāo)記基因是一些抗生素抗性基因，如卡那霉素抗性基因、潮霉素標(biāo)記基因等。

報(bào)告基因（reporter gene）是一種編碼可易于鑒定的蛋白質(zhì)或酶的基因，可用于標(biāo)定目的基因的表達(dá)調(diào)控，并篩選得到轉(zhuǎn)化成功的生物個(gè)體，通常稱為轉(zhuǎn)化體。目前常用的報(bào)告基因有氯霉素乙酰轉(zhuǎn)移酶基因（cat）、熒光素酶基因（luc）、β-葡萄糖苷酸酶基因（gus）、分泌型堿性磷酸酶基因（seap）、綠色熒光蛋白基因（gfp）等。

13. 目前研發(fā)的轉(zhuǎn)基因作物主要涉及哪些目標(biāo)性狀？

答：目前全球已有涉及抗病蟲、耐除草劑、品質(zhì)改良等目標(biāo)性狀的轉(zhuǎn)基因作物獲準(zhǔn)進(jìn)入田間試驗(yàn)。抗（耐）除草劑的性狀有抗草甘膦、抗草丁膦等；抗病的性狀有抗黃瓜花葉病毒（CMV）病、抗番木瓜環(huán)斑病毒（PRSV）病、抗煙草花葉病毒（TMV）病等；抗蟲的性狀有抗棉鈴蟲、抗玉米螟、抗馬鈴薯甲蟲、抗水稻螟蟲、抗茄子食心蟲等；抗逆的性狀有抗旱、耐鹽等；品質(zhì)改良的性狀有高賴氨酸，高不飽和脂肪酸，高植酸酶，表達(dá)人乳鐵蛋白，延熟耐貯，改變花色，增加維生素、蛋白質(zhì)、淀粉含量等，以及氮磷鉀肥高效利用等。

14. 什么是復(fù)合性狀轉(zhuǎn)基因作物？

答：復(fù)合性狀轉(zhuǎn)基因作物是指同一種轉(zhuǎn)基因植物中含有兩種及兩種以上的不同目標(biāo)性狀。比如同時(shí)耐除草劑和抗蟲的轉(zhuǎn)基因棉花，同時(shí)抗病和抗蟲的轉(zhuǎn)基因馬鈴薯，含油量高和耐除草劑的轉(zhuǎn)基因大豆，同時(shí)改變花色和耐除草劑的轉(zhuǎn)基因香石竹，同時(shí)增加賴氨酸含量和抗蟲的轉(zhuǎn)基因玉米等都是復(fù)合性狀轉(zhuǎn)基因作物。

多性狀聚合是發(fā)展趨勢(shì)。2010年，美國種植的轉(zhuǎn)基因作物中41% 具有復(fù)合性狀，包括78% 的轉(zhuǎn)基因玉米以及67% 的轉(zhuǎn)基因棉花。轉(zhuǎn)8個(gè)基因的轉(zhuǎn)基因玉米，名為SmartstaxTM，于2010年在美國和加拿大上市，擁有多種抗蟲性狀及耐除草劑性狀。