|
轉(zhuǎn)基因生物離我們有多遠?
轉(zhuǎn)基因生物離我們有多遠?轉(zhuǎn)基因生物離我們有多遠? 文/張敏杰 轉(zhuǎn)基因技術通常也稱為基因工程技術，是指利用載體系統(tǒng)的重組ＤＮＡ技術以及通過物理、化學和生物學等方法，將重組ＤNＡ導入有機體的技術。轉(zhuǎn)基因技術是首先在體外進行基因操作，然后轉(zhuǎn)入受體細胞表達。外源基因在受體細胞中的表達可進行人為調(diào)控，克服了生物物種之間生殖隔離的自然屏障，可按照人們的意志創(chuàng)造出自然界中原來并不存在的新的生物功能和類型。 1 轉(zhuǎn)基因植物 轉(zhuǎn)基因作物的研究規(guī)模已達到了空前的水平。自1983年世界上第一例轉(zhuǎn)基因抗病毒植物誕生以來，轉(zhuǎn)基因作物的研制、中間試驗、田間釋放和商業(yè)化種植得到了迅速的發(fā)展，到1997年底，轉(zhuǎn)基因植物已達幾百種；轉(zhuǎn)基因作物于1986年在美國和法國首次進入大田試驗，到1997年底全世界轉(zhuǎn)基因作物的田間試驗已達25000多例；1994年，美國批準了轉(zhuǎn)基因延熟番茄的商業(yè)化生產(chǎn)，到1997年底，全世界共有51種轉(zhuǎn)基因植物產(chǎn)品被正式投入商品化生產(chǎn)。 轉(zhuǎn)基因作物的種植面積正在迅速擴大。全世界轉(zhuǎn)基因作物的種植面積在1995年僅為1．2×10６ｈｍ２，1996年為2．84×10６ｈｍ２，1997年為1．25×10７ｈｍ２，1998年為2．78×10７ｈｍ２，1999年增至3．99×10７ｈｍ２。2000年進一步增至4．42×10７ｈｍ２，2001年已達5．26×10７ｈｍ２。2001年全球轉(zhuǎn)基因作物按作物種類統(tǒng)計為：大豆占46%，棉花占20%，油菜占11%，玉米占7%；按國家統(tǒng)計：美國占70%（面積，下同）、阿根廷占22%、加拿大占6%、中國占1%～3％，上述4國占全球轉(zhuǎn)基因作物種植面積的99%；按目標性狀分類：抗除草劑轉(zhuǎn)基因作物占77%，抗蟲轉(zhuǎn)基因作物占15%。據(jù)統(tǒng)計，1999年美國轉(zhuǎn)基因大豆、棉花和玉米的種植面積，分別占該國相應作物種植面積的55%、50%和30%。 轉(zhuǎn)基因作物具有巨大的經(jīng)濟效益，1997年美國轉(zhuǎn)基因抗蟲棉種植面積為1×10６ｈｍ２，平均增產(chǎn)70%，每公頃抗蟲棉可增加凈收益83美元，直接經(jīng)濟效益近1億美元；1998年美國種植轉(zhuǎn)基因抗蟲玉米達5×10６ｈｍ２，平均增產(chǎn)9%，其凈收益為68．1美元／ｈｍ２，可產(chǎn)生直接經(jīng)濟效益3．4億美元。1995年全球轉(zhuǎn)基因作物的銷售額僅為0．75億美元，1998年達到12億美元～15億美元，2000年已達30億美元，5年間增加了40倍。預計2005年將達60億美元，2010年將達到200億美元。 2 植物用轉(zhuǎn)基因微生物 自上世紀80年代以來，重組農(nóng)業(yè)微生物工程研究取得了突破性進展，其中新型重組固氮微生物研究已進入田間試驗，一些殺蟲、防病遺傳工程微生物進入田間試驗或商業(yè)化生產(chǎn)。防凍害基因工程菌株已于1987年進入田間試驗，防治果樹根癌病工程菌株也于1991年和1992年先后在澳大利亞和美國獲準登記，目前已在澳大利亞、美國、加拿大和西歐一些國家銷售，這是世界上首例商品化生產(chǎn)的植病生防基因工程細菌制劑。具有殺蟲活性的轉(zhuǎn)Ｂ．ｔ基因工程細菌，自1991年起已有多個產(chǎn)品進入市場。在高銨條件下仍保持良好固氮能力的耐銨工程菌株，也進入田間試驗。 3 轉(zhuǎn)基因動物 轉(zhuǎn)基因動物主要應用于以下幾個方面：改良動物品種和生產(chǎn)性能；生產(chǎn)人藥用蛋白和營養(yǎng)保健蛋白；生產(chǎn)人用器官移植的異種供體；建立疾病和藥物篩選模型；生產(chǎn)新型生物材料等。1998年全球動物生物技術產(chǎn)品總銷售額約為6．2億美元，預計2010年總銷售額將達到110億美元，其中75億美元是轉(zhuǎn)基因動物產(chǎn)品。 4 獸用基因工程生物制品 獸用基因工程生物制品是指利用重組ＤＮＡ技術生產(chǎn)的獸用免疫制劑。主要包括：單克隆抗體等診斷試劑，目前國內(nèi)外正在研究、開發(fā)或已應用的單克隆抗體診斷試劑已達1000多種；基因工程疫苗，已有44例獲準進行商品化生產(chǎn)，其中重組亞單位疫苗30例，基因缺失活疫苗12例，基因重組活疫苗2例。此外，還有ＤＮＡ疫苗和獸用基因植物源生物制品等。 5 轉(zhuǎn)基因水生生物 迄今為止，全世界研究的轉(zhuǎn)基因水生生物達20余種，已有8種進入中間試驗，其中我國有一種兩例，僅有大西洋鮭1種可能已開始小規(guī)模商品化生產(chǎn)。 6 我國農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物研發(fā)現(xiàn)狀與產(chǎn)業(yè)化概況 我國轉(zhuǎn)基因植物的研究開發(fā)始于20世紀80年代，1986年啟動的863高新技術計劃起到了關鍵性的導向、帶動和輻射作用。據(jù)1996年統(tǒng)計，國內(nèi)正在研究和開發(fā)的轉(zhuǎn)基因植物約47種，涉及各類基因103種。1997年～1999年，有26例轉(zhuǎn)基因植物獲準進行商業(yè)化生產(chǎn)。按轉(zhuǎn)基因性狀分：抗蟲16例，抗病毒9例，改良品質(zhì)1例。按作物劃分：棉16例，番茄5例，甜椒4例，矮牽牛1例。 轉(zhuǎn)基因抗蟲棉是國內(nèi)植物基因工程應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的第一個成功范例，使我國成為繼美國之后獨立研制成抗蟲棉，并具有自主知識產(chǎn)權的第二個國家。1998年～2001年4年累計種植逾1．3×10６ｈｍ２，減少農(nóng)藥使用量70%以上，產(chǎn)生了巨大的社會、經(jīng)濟和生態(tài)效益。由于其傘形輻射的帶動作用，抗蟲轉(zhuǎn)基因水稻、玉米、楊樹等一批后繼轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品正在進行田間試驗，蓄勢待發(fā)。轉(zhuǎn)基因技術將使農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)生深刻的結(jié)構(gòu)變化，向農(nóng)業(yè)與醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)與食品、農(nóng)業(yè)與加工結(jié)合的方向發(fā)展。 我國植物用轉(zhuǎn)基因微生物研究已取得長足進展，正在研發(fā)的防病殺蟲微生物13種，涉及基因16種；固氮微生物8種，涉及基因12種，大多已進入中間試驗和環(huán)境釋放試驗。我國獸用基因工程生物制品研究與產(chǎn)業(yè)化進展迅速，已有近70種單克隆抗體等診斷試劑投放市場，2例基因工程疫苗獲準進行商品化生產(chǎn)，其中重組亞單位疫苗1例，基因重組活疫苗1例。 我國轉(zhuǎn)基因水生生物研究取得了舉世注目的成就，1985年，我國培育出世界首批轉(zhuǎn)基因魚。此后，培育出比正常生長速度快3倍～4．6倍的轉(zhuǎn)基因泥鰍。目前，轉(zhuǎn)生長激素基因鯉、轉(zhuǎn)大麻哈魚生長激素基因鯉均進入中試階段。此外，我國還開展了藻類、貝類等其他水生生物的轉(zhuǎn)基因研究。我國轉(zhuǎn)基因動物研究成績斐然，生長速度快、瘦肉率高、對某些病毒有一定抗性的轉(zhuǎn)基因豬培育成功，乳腺組織能夠表達人藥用蛋白凝血因子IX、人生長激素、人紅細胞生成素的轉(zhuǎn)基因羊已進入中試和安全性評價階段，此外，還成功地培育了轉(zhuǎn)基因牛。 7 結(jié)語 近年來，農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物研究取得了突飛猛進的發(fā)展，一大批抗蟲、抗病、耐除草劑、高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)農(nóng)作物新品種相繼問世，一批具有固氮、殺蟲、防病活性遺傳重組農(nóng)業(yè)微生物相繼研制成功。1995年以來，在各國政府的積極參與下，轉(zhuǎn)基因生物產(chǎn)業(yè)化的步伐明顯加快，規(guī)模急劇擴大。國際科學界和產(chǎn)業(yè)界公認，信息技術和轉(zhuǎn)基因技術是21世紀關系國家命運的關鍵技術和作為創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟增長點，將在解決人類面臨的糧食安全、環(huán)境惡化、資源匱乏、效益衰減等問題上發(fā)揮日益重要的作用。
|