植物转基因方法及特点和转基因沉默现象_崔广荣

转基因农作物的利与弊

利用分子生物技术，将一种生物的基因转移到另一物种，使其品种特性向人们所希望的方向发生转变，即为“转基因技术”。利用转基因技术培育出来的农作物，即为“转基因农作物”。以转基因农作物为直接食品或作为原料加工生产的食品就是“转基因食品”。 世界上越是农业发达的国家（如美国、加拿大、巴西、阿根廷、澳大利亚），其转基因农作物的种植比重越大。转基因农作物自1983年诞生以来，对增加粮食产量产生了巨大的推动作用。经过观察、研究和论证，我国自上世纪90年代开始批准引进转基因农作物。我们日常能够接触到的转基因农作物，都是经过国家论证批准的。止目前，没有确切的研究证明其对人体和生态环境的有害性。但事物都具有两面性，下面分述其主要利弊。 转基因农作物的优点： 一、能够大幅度降低生产成本，提升品质和产量。其抗病、抗虫、抗除草剂特性还可以大幅度减少农药用量，利于保护环境。 二、将豆科植物的固氮特性转移到小麦和玉米等大宗农作物中，能够大幅度降低化肥用量。 三、部分转基因农作物具有预防和治疗疾病的作用，可以用来开发生产功能性食品。

三、四季常青的转基因牧草能够大幅度提高单位面积牧场的载畜量并防止草原沙化。 四、耐寒、耐旱的新品种能够使不能耕种的高纬度和高海拔地区变成牧场甚至良田。 转基因农作物的弊端： 一、对生态环境影响的远期不确定性。尽管目前的研究证明其对生态环境没有明显的不良影响，但长期大规模种植对生态环境的影响尚不确定。 二、对人体健康影响的远期不确定性。食物品种和食物结构的长期改变，究竟会对人体健康产生什么样的影响，尚需长期观察和研究。 三、已有研究证明，对于某个物种过敏的人群，由于该物种的基因转移到了另一物种，该过敏人群也可能会对该新物种产生过敏反应。而该过敏人群可能预先并不清楚，从而产生不可预料的后果。 四、医疗上抗生素长期大量使用，产生了具有耐药性的细菌变种，使部分抗生素失灵。高抗性物种的大规模推广也可能催生新的有害物种。

真题答案

2011年真题答案 1.T-DNA插入诱变原理及应用？ 原理：T-DNA是农杆菌Ti质粒中的一段DNA序列，可以从农杆菌中转移并稳定整合到植物核基因组中。人们将目的基因插入到经过改造的T-DNA区，借助农杆菌的感染实现外源基因向植物细胞的转移与整合，获得转基因植物。除用于转基因以外，T-DNA插入到植物的基因中，基因由于发生碱基的插入或缺失而发生突变。 应用：T-DNA插入诱变已成为反求遗传学研究的重要手段之一。 1）通过T-DNA插入获得突变植株，通过对突变体与野生型的变化对比，可对植物特定基因的功能进行分析。 2）已广泛应用与拟南芥等模式植物的突变体库构建。 3）T-DNA作为外源基因的载体，可携带外源基因感染植物，获得转基因植物。 2.反向遗传学原理及应用？ 原理：在已知生物体基因组全部序列的基础上,通过DNA重组、RNA干扰、基因沉默等技术对靶基因进行必要的加工和修饰,如定点突变、基因插入\缺失、基因置换等,对生物基因组进行改造，研究生物体基因组的结构与功能,以及这些修饰可能对生物体的表型、性状有何种影响等方面的内容。 应用：1）用于研究高等动植物相关基因功能: 2）利用反向遗传学,可以对病毒的编码基因进行定向突变,从而可以知道该基因的编产物在病毒生命周期中的作用,为药物和疫苗设计奠定结构生物学和细胞生物学的基础。 3)利用反向遗传操作技术对RNA 病毒的cDNA 克隆进行点突变, 降低或消除病毒的活力，可能获得理想的减毒株来研制疫苗。 3.植物转基因沉默的可能原因？ 1）位置效应：因为转基因均是在基因组D N A序列的不同位置随机整合。如果转基因整合位置处于基因异染色质区或转录不活跃区，转基因就会在该区空间结构和成分影响下形成类似结构，导致转录不活跃或异染色质化而失活。 2）转录水平的基因沉默：整合进去的外源基因可能发生了DNA甲基化，抑制其转录。3）转录后和翻译水平的基因沉默：转录后形成的mRNA进入细胞质中，可能被植物细胞质内的RNA酶识别，将其降解；或发生RNA干扰，将mRNA降解。 翻译出的多肽发生了异常的剪接或折叠，失去活性，或被蛋白酶降解。 4.分子标记技术在植物学研究和育种工作的应用？ 分子标记技术主要包括RFLP、VNTR、SNP、染色体原位杂交等技术。 1）植物基因遗传图谱的建立：如通过RFLP技术对植物基因进行限制性片段多态性分析，从而建立植物基因组的遗传图谱，对于研究植物基因的功能有很重要的意义。 2）利用遗传多样性的结果可以对物种进行聚类分析，进而了解其系统发育与亲缘关系。3）标记育种是利用与目标性状基因紧密连锁的遗传标记，对目标性状进行跟踪选择的一项育种技术。

转基因作物的利弊

转基因作物的利与弊 转基因作物，是利用基因工程将原有作物的基因加入其他生物的遗传物质，并将不良基因移除，从而生产品质更好的作物。通常转基因作物可以增加作物产量，改善品质，提高抗旱、抗寒及其他性能。转基因作物的出现是人类9000年作物栽培历史上的一场空前的革命。 一、转基因作物的优势： 第一方面，转基因作物为全球市场带来了巨大的经济效益。转基因作物能够大幅降低生产成本，提升作物的品质和产量。自1983年转基因作物研制成功后，短短几年内，转基因作物的种植生产实现了飞速的增长。由于种植抗除草剂转基因作物能消灭杂草并降低劳动强度，种植抗虫害转基因作物能节省80%的农药，生产成本随之下降，产量也相应的提高了。抗虫害转基因玉米能增产5~15%，抗虫害转基因水稻能增产6%左右。目前已有5大洲18个国家的700万户农户种植转基因作物，其中转基因大豆已经占全部大豆种植的55%，玉米占11%，棉花占21%，油菜占16%，这些作物的国际贸易出口额也在逐年增加。在美国，约有20多种转基因作物已经获准在美国播种，包括玉米、大豆、油菜、土豆和棉花。有专家预计：到2019年，美国基因工程农产品和食品的市场规模将达到750亿美元。其他还有阿根廷、加拿大等也是转基因农业生产发展迅速的国家。而在我国，也同样存在着大量的转基因食品，市场调查显示，在我国市场上，70%的含有大豆成分的食物中都有转基因成分。我国种植的转基因抗虫棉，从1997年~2013年，总的经济效益超过1500亿元。转基因作物的推

广将给各国带来巨大的经济效益。 第二方面，转基因作物在保持粮价的稳定，解决发展中国家人民的饥饿问题上做出了巨大贡献。世界人口数量，特别是在发展中国家，还在持续增长。它带来的粮食短缺问题，也就成为了一个全世界关注的重要问题。因此，通过转基因技术以获得高产的优良农作物新品种，可能将是解决21世纪不断增长的人口对粮食需求的重要途径之一。 第三方面，转基因作物减轻了农业发展对环境的影响。农业生物技术应用国际服务组织（ISAAA）发布2012转基因作物年度发展报告，认为发展转基因农作物可减少温室气体排放。报告指出，2011年全球转基因作物的种植节约了相当于47300公斤的杀虫剂，高产的转基因作物节省了相当于1.09亿公顷的耕地，同时其效果相当于降低了约230亿公斤的温室气体排放量。通常，种植转基因作物不需要大面积野外田间耕作。减少耕作能使土壤中保留更多的残留物，从而在土壤中捕获更多的二氧化碳，降低温室气体排放量。此外，较少的田间作业也必然降低燃料消耗和随之产生的二氧化碳排放。此外，转基因作物还能大大缩短作物的生长期，这些都能降低农作物对自然的索取，同时还能保持高产以满足世界人民的需求。 第四方面，转基因作物的优良特性具有很大价值。将豆科植物的固氮特性转移到小麦和玉米等大宗农作物中，能够大幅度减少化肥用量。部分转基因作物还具有预防和治疗疾病的作用，可以用来开发生产功能性食品。四季常青的转基因牧草能够大幅度提高单位面积牧场的载畜量并防止草原沙化。耐寒、耐旱的新品种能够使不能耕种的高

转基因植物的安全性评价.

1转基因植物安全评价的意义 转基因植物育种,是利用遗传工程的手段,有目的地将外源基因或DNA构建导 入植物基因组,通过外源基因的直接表达,或通过对内源基因表达的调控,甚至通过直接调控植物相关生物如病毒的表达使植物获得新的性状的一种品种改良技术,可最大限度地满足人类的需要[1]。 与此同时,转基因技术使物种的进化速度远远超过生物自然变异与选择的速度,对于这种急剧的生物物种变化,自然界能否容纳和承受?自然界的其他组成部分是否会因此受到伤害或破坏?转基因植物及其产品被人们食用时,是否会向人体肠道微生物发生基因转移?是否会出现由于某种新物质的形成对人体健康产生危害或潜在影响?要消除这些疑虑就要进行转基因植物的安全性评价。要经过合理的实验设计和严密科学的实验程序,积累足够的数据,根据这些数据判断转基因植物的大田释放和大规模商业化生产是否安全,对实验证明安全的转基因植物正式用于农业生产,对存在安全隐患的加以限制,避免危及人类生存及破坏生态环境[2]。因此,制定科学完善的安全性评价的原则与方法,对确保人类健康和环境安全及转基因技术的健康发展具有十分重要的意义。 2转基因农产品安全评价的内容 2.1转基因植物的环境安全性 转基因植物的环境安全性评价要解决的核心问题是转基因植物释放到田间后是否会将基因转移到野生植物中;是否会破坏自然生态环境,打破原有生物种群的动态平衡[2]。 转基因植物演变为农田杂草的可能性:转基因植物可通过传粉进行基因转移,可能将一些抗虫、抗病、抗除草剂或对环境胁迫具有耐性的基因转移给近缘种或杂草,如果杂草获得了这些抗性,就会变成超级杂草,使农田杂草难以控制。 基因漂移到近缘野生种的可能性:在自然生态条件下,有些栽培植物会和周围生长的近缘野生种发生天然杂交,从而将栽培植物中的基因转入野生种中。在进行转

植物DNA甲基化与转基因沉默

植物DNA 甲基化与转基因沉默 蒋自立 (贵州省遵义师范学院生物系,贵州遵义563002) 摘要 D N A 甲基化是表观遗传修饰的重要形式之一,植物D N A 甲基化及其引起的转基因沉默现象的研究对植物基因工程领域的发展有着举足轻重的作用。介绍了植物D N A 甲基化作用机理及其过程中至关重要的3种胞嘧啶甲基转移酶:M E T1甲基转移酶家族、染色质甲基化酶(C M T)和结构域重排甲基转移酶(D R M),并阐述了植物D N A 甲基化的相关机制,包括RN A 介导的D N A 甲基化(Rd MD )、组蛋白修饰与D N A 甲基化和D N A 去甲基化。通过分析植物转基因沉默现象与D N A 甲基化的关系,提出了克服由D N A 甲基化引起的转基因沉默的相关对策。关键词 D N A 甲基化;转基因沉默;表观遗传;基因工程 中图分类号 S188 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2009)12-05386-04 D NA Methylation and T ransgene Silencing in Plants JIA NG Zi 2li (Bio lo g y D epart ment of Z u nyi N ormal Co llege,Z un yi,G uizh ou 563002) Abstract D N A m eth ylati on is one o f the mo st sig nificant epig en etic m odificatio n m od us.A nd the research o f p lan t D N A m eth ylati on and tran sgene si 2lencing has been playin g a vital role in the dev el op ment of genetic engi neeri ng tec hnol og y.The study in tro duces the mo de o f D N A m eth ylati on and the mo st im po rtant D N A meth yltransferase throu g h D N A methy lated process:ME T1,D R M,an d C M T,w hich i ndicates the p ro g ress o f research o n the mechani sms o f D N Amethylation ,such as R N A 2depen dent D N A methy latio n,histo ne meth ylatio n,and D N A dem eth ylati on.Thro ug h analyzin g the relati on ship betw een D N A m ethylati on an d trans gene silencin g,it pu ts forw ard so me relativ e strateg ies to av oid o r reduce the effect o f trans gene silencin g.Key w ords D N A methy latio n;T ransg ene silencin g;E pigenetic in heritance;G enetic en gineerin g tech nol og y 作者简介 蒋自立(1966-),男,贵州遵义人,副教授,从事生物化学 与分子生物学研究。 收稿日期 2009202201 遗传学告诉我们,基因结构的改变会引起生物体表现型的改变,而这种改变是可以遗传的。然而,近年来的研究表明,现代生物从祖先基因组中所获得的生长、发育和进化信息并不仅仅是基因序列。在基因的D NA 序列不发生变化的条件下,基因表达发生的改变也是可以遗传的,导致可遗传的表现型变化。这种表现型变化因没有直接涉及基因的序列信息,因而是/表观0的,称为表观遗传变异,又叫表观遗传修饰。D NA 甲基化作为从细菌到人类最普遍的表观修饰方式,是表观遗传修饰的一种重要方式,对功能基因组时代的研究具有重要的意义。甲基化修饰在基因表达、细胞分化以及系统发育中起着重要的调节作用。如D NA 甲基化与基因的转录失活,尤其是转基因的失活、转座子的转移失活等多种后生遗传基因的失活存在密切的关系[1]。并且,从所报道的转基因沉默例子来看,几乎所有的转基因沉默现象与转基因及其启动子的甲基化都有关。笔者就D NA 甲基化这一表观遗传现象做简要介绍,并分析D N A 甲基化同植物转基因沉默现象之间的联系,借此探讨D N A 甲基化引起的植物转基因沉默的解决对策。 1 DNA 甲基化模式 1.1 D NA 甲基化作用 D N A 甲基化修饰方式为CpG 二核苷酸胞嘧啶第5碳原子的甲基化,是通过甲基转移酶(D NA me thyltransfe rase,M tase)的催化作用,以S 腺苷甲硫氨酸(S A M )为供体,将甲基转移到DN A 分子的腺嘌呤或胞嘧啶碱基上的过程,主要形式有52甲基胞嘧啶,N62甲基腺嘌呤和72甲基鸟嘌呤。在高等植物中,多数D NA 甲基化发生在GC 富集区和高度重复序列处。对于重复序列,甲基化除发生在CpG 二核苷酸中的胞嘧啶第5位碳原子上,还常发生在C AG 、C TG 三核苷酸和C C G 模体中,并且常常是对称的甲基化,但也有非对称序列甲基化的报道[2]。而非重复序列基因 在这些位点常常并不发生甲基化[3]。 D NA 甲基化作为最早被发现,最普遍的表观修饰途径广 泛存在于生物界。研究发现D NA 甲基化在不同生物中发生情况各不相同,在原核生物中CC A/T TG 和C A TC 常会被甲基化;真核生物D NA 中,52甲基胞嘧啶是唯一存在的化学性修饰碱基;植物则分布于5c 2C G 23c 或5c 2C NG 23c 序列中;脊椎动物中,甲基化位点存在于5c 2C G 23c 序列处。真核生物中,大部分GC 序列都处于甲基化状态,而位于管家基因和少量组织特异性基因的5c 端C pG 岛(C pG 成簇出现的区域)则呈非甲基状态。其分布一般与基因的密度有很好的线形对应关系。如,人类基因组中,大小为100~1000bp 的C pG 岛总是处于未甲基化状态,并且与56%的人类基因组编码基因相关。植物基因组的52甲基胞嘧啶水平与基因组的重复序列水平是相关的。如,总共只有120Mb 碱基的拟南芥,其基因组中约有6%的甲基化胞嘧啶;而具有2500M b 的玉米基因组中大约有25%的胞嘧啶被甲基化。在同种生物中D NA 甲基化的程度也不相同。以植物为例,植物中胞嘧啶发生甲基化的比例因植物种类而异,裸子植物比开花植物D NA 包含更少的甲基化胞嘧啶[2],高等植物D NA 的甲基化比例从4.6%~30.0%不等[4]。在同一物种不同组织或同一类型细胞的不同发育阶段,基因组D NA 各CpG 位点甲基化状态也各不相同。玉米中编码胚乳特异性表达的B 2z ip 的O paque 2基因,启动子序列在叶片组织中(非表达组织)D NA 高度甲基化[5]。此外,在不同环境下以及植物特定基因及其启动子区域的甲基化分布也不同。 1.2 胞嘧啶甲基转移酶 在植物D NA 甲基化过程中,D NA 甲基转移酶起着非常重要的作用,它催化D NA 甲基化的完成。根据甲基化作用过程,可将植物细胞中的DN A 甲基转移酶分为结构和功能不同的3类[6],即M E T1甲基转移酶家族、染色质甲基化酶和结构域重排甲基转移酶。 1.2.1 M ET1甲基转移酶家族。该类甲基转移酶的主要功能可能是作为维持性甲基化酶,也可能在重新甲基化中起作用,现已在胡萝卜、豌豆、番茄和玉米中分离得到了M ET1及 安徽农业科学,Jo u rnal of Anh ui Agri.S ci.2009,37(12):5386-5389 责任编辑 孙红忠 责任校对 况玲玲

转基因生物的利弊分析

转基因生物的利弊分析 第二临床医学院2012101061 黄俊霖 内容摘要:转基因生物指经遗传基因修饰了的生物体。转基因生物包括转基因 动物、转基因工程药物和转基因作物，用转基因生物材料制成的食品称为转基因食品。转基因生物及其产品是现代生物技术或基因工程技术的产物，是当代科学技术的进步与成功。但它也与科学技术一样是柄“双刃剑”，福祸相依，如何趋利避害、化险为夷，在于对其正反两方面的关系和机制有充分的认识，要掌握得法、监管适宜、运用得当。必须加强转基因生物安全监管，给公众以充分信息，让公众从非理性的恐慌和迷茫中明智地走出来。 关键词：转基因生物、食品安全、基因经济、人类环境与健康 20世纪以来,生物技术以前所未有的速度迅速发展,并在医药、农业及食品工业等领域获得广泛的应用,取得了巨大的经济效益和社会效益。转基因技术作为生物技术的核心, 是指利用分子生物学手段将人工分离和修饰过的基因导入生物体基因组中,使其生物性状或机能发生部分改变。这一技术称为转基因技术,在中国亦称为“遗传工程”、“基因工程”。经转基因技术修饰的生物体常被称为“遗传修饰过的生物体”(genetically modifiedorganism,简称GMO)。 目前, 转基因作物在一些发达国家像美国、阿根廷逐渐推广,上市的转基因食品已达几千种,转基因动物的研究给疾病的治疗、新药的制造带来了新的契机。总之,转基因技术的发展与应用给农业、医药的发展与之,转基因技术的发展与应用给农业、医药的发展与疾病的治疗提供了崭新的空间,将给人类带来巨大的利益。毫无疑问,转基因技术将成为近期内发展最快、应用潜力最大的生物技术领域之一。 一、转基因生物的优点 1、转基因植物 1.1抗除草剂转基因植物 杂草是农作物生产的大害，将抗除草剂基因转入栽培作物，可以有效地使用除草剂除治田间杂草，保护作物免受药害，从而增产增收。抗除草剂基因植物是最先进入田间生产的转基因植物，也是当前种植面积最大的一类转基因作物。 1.2抗虫转基因植物 害虫是农业生产的另一大患害。全世界每年用于化学杀虫的费用高达数十亿美元。杀虫剂大量使用既增加农业成本又造成环境污染，特别是难降解、亲脂性的农药，其不但残留高，还可以通过食物链逐级富集放大，破坏生态平衡。因此，将各种抗虫基因导入栽培作物，由植物自身合成杀虫剂具有重大的经济和环境效益。2、转基因动物 利用DNA重组技术将特定的外源基因导入动物染色体，使其发生整合并能遗传，这将产生新的动物个体或品系。这些转基因动物作为医学研究的模型，用于疾病的病因、发病机制和治疗等方面的研究。研究转基因动物的重要目的之一是用它来培养人体器官，解决人体器官移植供体短缺问题，也可利用这种动物“生产”获得所需的药物，因为某种药品无法或极难用人工合成的方法来获得，只能从生

基因沉默与RNAi技术

基因沉默与RNAi技术 定义：基因沉默双是指链RNA被特异的核酸酶降解，产生干扰小RNA(siRNA)，这些siRNA 与同源的靶RNA互补结合，特异性酶降解靶RNA，从而抑制、下调基因表达。 RNA干扰是指在进化过程中高度保守的、由双链RNA诱发的、同源mRNA高效特异性降解的现象。由双链引发的植物RNA沉默，主要有转录水平的基因沉默(TGS)和转录后水平的基因沉默(PTGS)两类:TGS是指由于DNA修饰或染色体异染色质化等原因使基因不能正常转录;PTGS是启动了细胞质靶mRNA序列特异性的降解机制。有时转基因会同时导致TGS和PTGS。 基因沉默是一种RNA干扰技术。 RNA干扰是由双链RNA 引发的转录后基因静默机制。其原理是：RNaseIII核酶家族的Dicer，与双链RNA结合，将其剪切成21 - 25nt及3'端突出的小干扰RNA (small interfering RNA ，siRNA)，随后siRNA与RNA诱导沉默复合物(RNA - induced silencing complex ，RISC结合，解旋成单链，活化的RISC受已成单链的siRNA引导，序列特异性地结合在靶mRNA上并将其切断，引发靶mRNA的特异性分解，从而阻断相应基因表达的转录后基因沉默机制. 一、基因沉默的分类及其机制 （一）转录水平基因沉默 转录水平基因沉默是指对基因专一的细胞核 ＲＮＡ合成的失活， 它的发生主要是由于基因无法被顺利转录成相应的ＲＮＡ而导致基因沉默。转录水平基因沉默可以通过有性世代传递，表现为减数分裂的可遗传性。引起转录水平基因沉默的机制主要有以下几种： １．基因及其启动子甲基化 甲基化是活体细胞中最常见的一种ＤＮＡ共价修饰形式，通常发生在ＤＮＡ的ＣＧ序列的碱基上，该区碱基甲基化往往导致转录受抑制，该区甲基化的频率 在人类及高等植物中分别可达４％和３６％。［４］ 近来的研究表明，发生在转基因启动子５'端的甲基化是造成转录水平基因沉默的主要原因。虽然转基因的甲基化可延伸至转基因的３'端，但甲基化过程均是从启动子区域开始的。从所报道的转基因沉默例子来看，几乎所有的转基因沉默现象与转基因及其启动子的甲基化有关。 ２．同源基因间的反式失活 反式失活主要是由于拥有同源序列的沉默位点和其他位点的ＤＮＡ的相互作用而引起的基因沉默。通过顺式作用而甲基化并失活的基因能作为一种"沉默子"，对其他与之分离的具有同源性的靶基因施加一种反式作用，使具有同源序列的靶基因发生甲基化并导致失活。反式失活的靶基因既可以与沉默基因是等位基因，也可以是非等位基因。 ３．后成修饰作用导致的基因沉默 后成修饰作用是指转基因的序列和碱基组成不发生改变，但是其功能却在个体发育的某一阶段受到细胞因子的修饰作用后而关闭。这种修饰作用所造成的转基因沉默是可以随着修饰作用的解除而被消除。后成修饰作用导致的转基因沉默与受体植物的核型构成有关。 ４．重复序列 外源基因如果以多拷贝形式整合到同一位点上，形成首尾相连的正向重复或头对头、尾对尾的反向重复，则不能表达，而且拷贝数越多，基因沉默现象越严重。这种重复序列诱导的基

转基因农作物的利与弊

转基因农作物的利与弊 利用分子生物技术，将一种生物的基因转移到另一物种，使其品种特性向人们所希望的方向发生转变，即为“转基因技术”。利用转基因技术培育出来的农作物，即为“转基因农作物”。以转基因农作物为直接食品或作为原料加工生产的食品就是“转基因食品”。 世界上越是农业发达的国家（如美国、加拿大、巴西、阿根廷、澳大利亚），其转基因农作物的种植比重越大。转基因农作物自1983年诞生以来，对增加粮食产量产生了巨大的推动作用。经过观察、研究和论证，我国自上世纪90年代开始批准引进转基因农作物。我们日常能够接触到的转基因农作物，都是经过国家论证批准的。止目前，没有确切的研究证明其对人体和生态环境的有害性。但事物都具有两面性，下面分述其主要利弊。 转基因农作物的优点： 一、能够大幅度降低生产成本，提升品质和产量。其抗病、抗虫、抗除草剂特性还可以大幅度减少农药用量，利于保护环境。 二、将豆科植物的固氮特性转移到小麦和玉米等大宗农作物中，能够大幅度降低化肥用量。

三、部分转基因农作物具有预防和治疗疾病的作用，可以用来开发生产功能性食品。 三、四季常青的转基因牧草能够大幅度提高单位面积牧场的载畜量并防止草原沙化。 四、耐寒、耐旱的新品种能够使不能耕种的高纬度和高海拔地区变成牧场甚至良田。 转基因农作物的弊端： 一、对生态环境影响的远期不确定性。尽管目前的研究证明其对生态环境没有明显的不良影响，但长期大规模种植对生态环境的影响尚不确定。 二、对人体健康影响的远期不确定性。食物品种和食物结构的长期改变，究竟会对人体健康产生什么样的影响，尚需长期观察和研究。 三、已有研究证明，对于某个物种过敏的人群，由于该物种的基因转移到了另一物种，该过敏人群也可能会对该新物种产生过敏反应。而该过敏人群可能预先并不清楚，从而产生不可预料的后果。 四、医疗上抗生素长期大量使用，产生了具有耐药性的细菌变种，使部分抗生素失灵。高抗性物种的大规模推广也可能催生新的有害物种。

植物转基因沉默的机制及克服方法

植物转基因沉默的机制及克服方法 专业：植物学学号：220100905010 姓名：潘婷 摘要：植物转基因沉默可以发生在染色体DNA、转录和转录后3种不同的层次上，转录水平基因沉默机制涉及DNA甲基化、位置效应、重复序列和同源序列等的作用，转录后水平基因沉默机制常用RNA阈值模型、异常RNA模型、双链RNA模型和未成熟翻译终止模型等解释。使用去甲基化、控制外源基因的拷贝数及结合位点、利用MAR序列、优化使用增强子、启动子等手段可以解除部分转基因沉默。 关键词：转基因沉默；外源基因；DNA甲基化；共抑制 1986年Peerbotte发现转基因烟草中出现转基因沉默(transgene silencing)现象后，研究者对转基因沉默进行了许多深入探索，以期阐明转基因沉默的机制和获得克服手段。 1 转基因沉默机制 转基因沉默可以发生在染色体DNA、转录和转录后3种不同的层次上，现在也把位置效应引起的沉默归到转录水平。 1.1 转录水平基因沉默(TGS)机制 1．1．1 甲基化作用从目前报道看，几乎所有的转基因沉默现象都与转基因及其启动子的甲基化有关，DNA甲基化都是从启动子区域开始的，主要发生在基因5’端启动子区域。甲基化通常发生在DNA的GC 和CNG序列的C碱基上，C碱基甲基化不是转基因沉默前提，但对维持基因沉默是必需的。甲基化基因序列通过抑制甲基化DNA结合蛋白的结合进而抑制转录。 1．1．2 位置效应转基因在宿主细胞基因组中的整合位点往往决定着转基因能否稳定表达。研究发现，转基因烟草中稳定表达的T-DNA

至少有一侧和基因组DNA富含AT的核基质附着区相邻，并且位于端粒附近。而不能稳定表达的T-DNA则位于异染色质及着丝粒旁。1．1．3 重复序列、同源序列等引起的TGS Assaad等对自交转基因(潮霉素抗性基因)植株后代进行分析时发现了重复序列诱导的基因沉默(RIGS)。重复序列诱导的基因沉默指多拷贝的外源基因以正向或反向串联的形式整合在植物基因组上而导致的外源基因不同程度的失活。它有顺式失活和反式失活2种作用方式。进行多个基因转化时，基因启动子间同源序列相互作用也能引起反式失活。 1．2 转录后水平基因沉默(PTGS)机制 1．2．1 RNA阈值模型 1994年Dougherty等提出RNA阈值模型，认为在细胞质中可能存在mRNA的监控系统。监控系统能促使超量表达的mRNA降解，使细胞内转基因转录物不超过一个特定的阈值。 1．2．2 异常RNA模型鉴于转录后基因沉默并不总是表现出较高的转录水平，而是有一种不同于正常mRNA的异常的RNA(aRNA)存在，English等1996年提出了异常RNA模型，该模型认为aRNA一旦产生并进入细胞质后，就会激活依赖于RNA的RNA聚合酶(RdRp)的活性，RdRp 再以aRNA为模板合成大量约25bp的互补RNA (cRNA)。这些cRNA如果与同源的mRNA相遇就会结合上去形成部分双链结构一dsRNA，而后被双链特异性的Rnase识别、降解。在该过程中，内源基因的同源转录产物也可能被cRNA结合，并被同时降解。这样外源基因的导入，会最终导致内源和外源基因的表达共同受阻，即出现共抑制现象。 1．2．3 双链RNA模型 Waterhouse认为转基因沉默原因在于外源基

转基因技术的利弊及其所引发的思考

转基因技术的利弊及其所引发的思考基因工程，是指将生物体内控制特定性状的基因作为外源基因，按照人类的意愿在体外进行加工操作后，再引入受体生物，使其在受体生物体内稳定存在并表达，从而生产出人们所期望得到的产物或者达到某种目的的过程。 基因工程中应用最广泛的技术就是转基因技术，它可以克服物种之间的遗传屏障，按照人的意愿创造出自然界里原来没有的生命形态或者稀有物种，以满足人类的需求。转基因技术作为一种新兴的生物技术，为人类解决诸多方面面临的困难带来了福音，同时也带来了很多令人类措手不及的问题。本文列举了作者在读书过程中总结的转基因技术利与弊的一些方面，同时提出作者对其所进行的一些思考。 转基因技术给人类带来的福祉 一．转基因技术给农业带来的革命 由于在提高生产力以及提高产品品质上的突出成绩，转基因技术已经成为正在进行的农业技术改造的最重要的组成部分之一。 1.抗病虫害的农作物 目前已经发现了多种杀虫基因，其中应用最广的是Bt毒蛋白基因和蛋白酶抑制剂基因。Bt毒蛋白基因来源于苏云金芽孢杆菌，将该基因转移到植物体后，植物体内能合成Bt毒蛋白，被害虫吞食后可导致害虫死亡；蛋白酶抑制剂基因最早从菜豆中分离，

害虫食入它的表达产物后会无法消化某些必需蛋白质从而导致死亡。另外，动物的毒素基因以及植物凝集素基因也被应用于杀虫并且成绩斐然。 在抗病害方面，人们将病毒的外壳蛋白基因、病毒的卫星RNA 基因、异种植物编码的抗病基因导入植物体内，利用它们的表达产物对付病毒的侵害；将植物抗毒素基因、几丁质酶基因等导入植物体内使植物获得抗真菌的能力等等。 2.利用植物生产疫苗 在人生的旅途中，人类时时刻刻在与疾病做着顽强的斗争，而疫苗是人类在斗争中的重要武器之一。传统的生化方法生产疫苗成本高、危险性大，为了解决这个问题，科学家利用转基因技术，使得某些植物具备了产生人类需要的疫苗的能力。 细胞生物学家米奇海因正在培育可以防止霍兰产生的苜蓿苗。他将霍乱的抗原基因切下来，把这些基因导入到能够引起植物冠瘿病的土壤杆菌细胞中，让苜蓿感染这种带有外来基因的冠瘿病毒。通过这种方法将霍乱抗原基因带入苜蓿苗中，当人们食用这些苜蓿苗后，就可以获得对霍乱的免疫力。 种植这种植物来生产疫苗成本低、产量大、危险系数小，而且食用植物疫苗不需要注射器，可以避免注射器传染疾病的威胁。 二．转基因技术给畜牧业带来的变化 1.利用转基因技术实现优质高产 动物品种的遗传改良，即提高其抗性、品质和产量，为增加

植物转基因技术

植物转基因技术 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

生物工程的导论论文之植物转基因技术 生物1002班郭雅莉 201041006 摘要：目前，转基因技术已经成熟，转基因作物已进入产业化阶段，而且种植面积逐年扩大，呈直线上升趋势。世界上已通过转基因技术培育出许多产量高、品质好、抗性强的农作物新品种，生物技术产品已应用到医药，保健食品和日化产品等各个方面，生物制药产业已成为最活跃，进展最快的产业之一。为此，我将对植物转基因技术及其应用、和当代社会发展的概况进行系统阐述，同时对转基因食品的安全性问题进行系统的讨论。 关键词：国际状况转基因技术应用安全性问题 自1983年美国在世界上首次获得转基因烟草以来，植物转基因技术得到了迅速发展，在世界范围内得到了广泛的应用人们将以转基因技术为核心的生物技术上的巨大飞跃誉为第二次“绿色革命”。植物转基因技术巨大的生产潜力将为人类带来很大的经济效益和社会效益，并将辐射性地影响人类社会、经济、技术、生活、思想等方面的发展。 然而由于人们最初对转基因技术的认识不足或不理解，以至对转基因技术存在不同的态度和看法甚至偏见，使植物转基因技术面临着不少冲击。在20世纪末，转基因作物的安全性就在全球范围内引起了激烈的争论，反对者认为转基因作物具有很大的潜在危险，可能会对人类健康和生存环境造成威胁。在欧洲，转基因作物曾被一些媒体称之为“恶魔食 品”[1]。 一、国际植物转基因技术状况简介 转基因技术已在多种植物上获得成功，转基因的棉花、大豆、玉米、水稻、烟草、番茄、油菜等重要粮食作物和经济作物已作为商品投入市场。其进入田间实验的种类不断增加，除转基因粮食作物之外，转基因蔬菜、瓜果、牧草、花卉、林木及特用植物数量逐渐增加，基因种类和来源日益丰富，转基因性状日趋多样复杂。 在所涉及的转基因方法中，农杆菌介导法占50种，基因枪轰击法24种，DNA直接转移法2种，电击介导法2种，化学介导法1种[5]。已把一

浅议转基因植物的利弊

浅议转基因植物的利弊 摘要：20世纪后期，生物工程迅速发展，给人类生活带来了巨大的变化。有人说，生物工程给人类带来了更大的希望，也有人说，它也会给人类带来灾难。其中，植物转基因工程更是如此。植物基因工程又称植物转基因技术，是通过各种物理的、化学的和生物的方法将从动物、植物及微生物中分离的目的基因整合到植物基因组中，使之正确表达和稳定遗传，并且赋予受体植物预期形状的一种生物技术。 关键词：转基因植物安全性 1、转基因植物的利用 1.1抗除草剂的转基因植物 化学除草剂在现代农业中起着十分重要的作用，理想的除草剂必须具有高效、广谱的杀草能力，二队作物及人畜无害。但这样的除草剂陈本越来越高，通过转基因技术，在作物中导入抗除草剂基因，获得抗除草剂作物，就能有效地解决这些问题，提高经济效益，使除草剂的应用更加方便。据报道，现已成功地获得了转aroA基因的番茄、油菜、大豆、杨树等，在田间试验中表现出对除草剂的良好抗性。 1.2抗虫的转基因植物 虫害对农业生产的危害非常严重，如能在植物体内转入抗虫基因，使植物获得抗虫性，增加对虫害的抵抗力，将对农业生产具有重要意义。基于这个目的，人们现已成功地将苏云金芽孢杆菌的B.t毒蛋白基因转入了烟草、番茄、马铃薯、甘蓝、棉花、杨树等植物，使这些植物获得了抗虫性。 1.3抗病的转基因植物 据报道，讲烟草花叶病毒（TMV）、黄瓜花叶病毒（CMV）、马铃薯X和Y病毒（PVX 和PVY）、大豆花叶病毒（SMV）、苜蓿花叶病毒（AIMV）等病毒的外壳蛋白基因导入不同的植物体后，这些植物均获得了对相应病毒的抗性，这有望应用于农业生产。 1.4抗逆的转基因植物 小分子化合物（如脯氨酸。甜菜碱、葡萄糖等）与植物忍受环境渗透胁迫的能力有关。人们若能将与脯氨酸或甜菜碱等合成有关的酶的基因克隆后转入植物，有望提高植物对干旱和盐碱等逆境的抗性。有报道说，人们现已成功地将相关基因转入了烟草、苜蓿、马铃薯等植物，使它们获得了对不同逆境的抗性。 1.5植物生物反应器产生药物蛋白 生物反应器是指利用生物系统大规模生产有重要商业价值的外源蛋白质，用于医疗保健和科学研究。将不同的基因转入植物，可使转基因植物产生植物抗体、口服疫苗、植物药物和人类蛋白质等。据报道，到目前为止，人们已经成功地获得了4种具有潜在医疗价值的植物抗体。 2、转基因植物存在的风险 2.1转基因植物对生态环境的潜在风险 在耕地上栽种的那些实验室里培育出来的转基因植物可能会对生态环境造成许多负面影响，转基因植物对非目标生物可能造成危害，转基因植物通过基因漂变对其他物种也可能产生有害影响。 2.2对人类健康的潜在危害 转基因食品里的新基因可能对消费者造成健康威胁，因为转基因植物是在传统植物接受了动物、植物、微生物的基因的基础上形成的，所以很可能对人类健康产生影响。人们正在关注这样一些问题：毒性问题、过敏反应问题、对抗生素的抵抗作用问题、营养问题等。

农杆菌介导的植物转基因技术实验指导

农杆菌介导的植物转基因技术 一、实验目的 1 了解低温离心机、恒温振荡培养箱、超净工作台等仪器的使用。 2 学习真核生物的转基因技术及农杆菌介导的转化原理；掌握农杆菌介导转化植物的实验方法，了解转基因技术的操作流程。 二、实验原理 农杆菌是普遍存在于土壤中的一种革兰氏阴性细菌，它能在自然条件下趋化性地感染大多数双子叶植物的受伤部位，并诱导产生冠瘿瘤。农杆菌通过侵染植物伤口进入细胞后，可将T-DNA插入到植物基因组中。因此，农杆菌是一种天然的植物遗传转化体系。人们将目的基因插入到经过改造的T-DNA区，借助农杆菌的感染实现外源基因向植物细胞的转移与整合，然后通过细胞和组织培养技术，再生出转基因植株。 实验一培养基配制 一、仪器和试剂 1、仪器：高压灭菌锅，超净工作台 2、药品：Beef extract (牛肉浸膏) 5g/L ，Yeast extract (酵母提取物) 1g/L ，Peptone (蛋白胨) 5g/L ，Sucrose (蔗糖) 5g/L ， 100ml ，Agar (琼脂) 100ml， MS粉，有机溶液，肌醇，Fe盐，NAA（萘乙酸），6-BA（6-苄氨基腺嘌呤），卡那霉素（kan），利福平（rif），链霉素（str）。 二、实验方法 第一组配制YEB固体培养基 1、配制250mlYEB固体培养基：先称取 Beef extract (牛肉浸膏)； Peptone (蛋白胨)； Yeast extract (酵母提取物)； Sucrose (蔗糖)；1g ；琼脂粉；将上述药品置于250ml三角瓶中，用量筒称取200ml蒸馏水将其溶解混匀，然后再定容至250ml，用NaOH调pH=。 2、灭菌：将盛有250ml培养基的三角瓶封口，在三角瓶表面写清培养基名称，用高压灭菌锅进行灭菌。

转基因的利弊

基因改造生物带给人类收益还是危害 5月16日消息：通过基因改造的生物是否会打破自然界的生态平衡，从而导致对环境的危害？面对基因改造生物可以带给人类的巨大收益和可能带来的危害，人类该何去何从？昨天，在由国家环保总局主办，由加拿大食品检验署、南京环境科学研究所等单位协办的生物安全培训班上，到会的各路专家再次把关注的目光投到了转基因作物的安全性上。 国家环保总局自然司柏成寿告诉记者，通过基因方式对生物体进行改良取得了很大的成效。很多物种在改良后产量有了增加，也增强了防御自然灾害及病虫害的能力。但值得注意的是，改良后的品种可能会对环境产生一定危害。 他举例说，像“抗虫棉”，这种棉花经过一定的基因转化后，可以使自然界中原来危害棉花的害虫死去，但它也可以使很多非目标的有益昆虫死去。还有一些农作物被注入一种抗除草剂基因，当农田中施加除草剂时，所有的杂草都会死去，只保留下农作物本身。但在某种情况下，这种抗除草剂的农作物会和杂草出现杂交，这种杂草就被称为“超级杂草”，消灭起来就非常困难。 北京大学生命科学院许崇任和国家环保总局南京环境科学研究所的刘标还列举了近年来引起社会广泛关注的转基因作物事件，包括：将巴西豆的基因转入大豆，虽然可以改良大豆营养组成，但可能会引起部分人群发生过敏反应。转Bt基因玉米可以提高有益昆虫绿草蛉的死亡率和延长发育时间。用食转基因马铃薯的蚜虫饲喂瓢虫，会影响瓢虫的生殖力及存活。而蚜虫是温带作物中重要的害虫，瓢虫是其天敌。 通过基因改造的生物是否会打破自然界的生态平衡，从而导致对环境的危害？面对基因改造生物可以带给人类的巨大收益和可能带来的危害，人类该何去何从？昨天，在由国家环保总局主办，由加拿大食品检验署、南京环境科学研究所等单位协办的生物安全培训班上，到会的各路专家再次把关注的目光投到了转基因作物的安全性上。 国家环保总局自然司柏成寿告诉记者，通过基因方式对生物体进行改良取得了很大的成效。很多物种在改良后产量有了增加，也增强了防御自然灾害及病虫害的能力。但值得注意的是，改良后的品种可能会对环境产生一定危害。 他举例说，像“抗虫棉”，这种棉花经过一定的基因转化后，可以使自然界中原来危害棉花的害虫死去，但它也可以使很多非目标的有益昆虫死去。还有一些农作物被注入一种抗除

关于植物转基因技术的一些读书报告

关于植物转基因技术的一些读书报告 在生物工程导论课上，我了解到了一些关于植物转基因技术的知识，对此产生了浓厚的兴趣，加上自己的专业在以后会有这方面的学习和发展，所以查阅了一些相应的资料，有了一些感想。 世界上首次使用植物转基因技术是1983年美国获得了转基因烟草，自 此以后，植物转基因技术得到了迅速发展，在世界范围内得到了广泛的应用。目前，转基因技术已经成熟，转基因作物也已进入产业化阶段，而且种植面积逐年扩大，呈直线上升趋势。植物转基因技术主要应用于农业，生物和医学等领域。进行植物品种的改良，新品种的培育以及作为生物反应器生产生物药物和疫苗等。世界上已通过转基因技术培育出许多产量高、品质好、抗性强的农作物新品种，生物技术产品已应用到医药，保健食品和日化产品等各个方面，生物制药产业已成为最活跃，进展最快的产业之一。因此，人们将以转基因技术为核心的生物技术上的巨大飞跃誉为第二次“绿色革命”。这次技术革命将使全球农业生产发生深刻的变革，使人们看到消除饥饿与贫穷的希望。植物转基因技术巨大的生产潜力将为人类带来很大的经济效益和社会效益，并将辐射性地影响人类社会、经济、技术、生活、思想等方面的发展。 但是，像其它新生事物的发展过程一样，由于人们最初对转基因技术的认识不足或不理解，以至对转基因技术存在不同的态度和看法甚至偏见，使植物转基因技术面临着不少冲击。在20世纪末，转基因作物的安全性问题 就在全球范围内引起了激烈的争论，反对者认为转基因作物具有很大的潜在危险，可能会对人类健康和生存环境造成威胁。在欧洲，转基因作物曾被一些媒体称之为“恶魔食品”。甚至当前，一些电视、广播、报纸等新闻媒体为了某些利益也对公众进行炒作和误导，夸大转基因作物的风险，使人们对转基因技术及其转基因食品由最初的争论演变为恐慌甚至存在一定的抵触 情绪。如某电视广告中所提到的：某某食用油，不含转基因成分，为健康加油；某网站新闻报道：湖北某超市惊现转基因大米等等，使人们对当前社会上对转基因技术存在的一些偏见。 在此我希望可以尽量避免偏见，对植物转基因技术的应用和当代社会发展的概况进行一些比较系统的阐述，对植物转基因技术与当代社会发展的关系进行一点探讨。 植物转基因技术的基本概念和原理 基因是生命体具有的特定遗传信息和遗传效应的核苷酸序列，存在于DNA （脱氧核糖核酸）上，是控制生物性状遗传的结构和功能单位。转基因是指利用分子生物学手段，将人工分离和修饰过的某些生物的基因转移到其它物种，以改造该物种的遗传特性。植物转基因技术又称植物基因工程，是把从动物、植物或微生物中分离到的目的基因转移到植物的基因组中，即对植物进行遗传转化，使其在性状、营养和消费品质等方面满足人类需要的技术。应用转基因技术构建的植物为转基因植物，又叫基因修饰植物，其中发展最快的是转基因植物食品。 植物转基因技术的内容包括：目的基因的分离和鉴定、植物表达载体的构建、植物细胞的遗传转化、转化细胞的筛选、转基因植物细胞的鉴定以及外