轉(zhuǎn)基因技術(shù)發(fā)展歷程和前景展望_第1頁
轉(zhuǎn)基因技術(shù)發(fā)展歷程和前景展望_第2頁
轉(zhuǎn)基因技術(shù)發(fā)展歷程和前景展望_第3頁
轉(zhuǎn)基因技術(shù)發(fā)展歷程和前景展望_第4頁
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/轉(zhuǎn)基因技術(shù)發(fā)展歷史1945年首次使用分子生物學(xué)這一術(shù)語,主要指針對生物大分子的化學(xué)和物理結(jié)構(gòu)的研究。生物學(xué)經(jīng)歷了一個漫長的研究歷程,最早人們從研究動物和植物的形態(tài)、解剖和分類開始,以后進(jìn)一步研究細(xì)胞學(xué)、遺傳學(xué)、微生物學(xué)、生理學(xué)、生物化學(xué),進(jìn)入細(xì)胞水平的研究。到20世紀(jì)中葉以來,生物學(xué)以生物大分子為研究目標(biāo),分子生物學(xué)開始形成了獨(dú)立的學(xué)科。分子生物學(xué)是針對所有生物學(xué)現(xiàn)象的分子基礎(chǔ)進(jìn)行研究。這一術(shù)語由WillianAstbury于1945年首次使用,主要指針對生物大分子的化學(xué)和物理結(jié)構(gòu)的研究。1871年,Miescher從死的白細(xì)胞核中分離出DNA。1871年,Miescher從死的白細(xì)胞核中分離出DNA。1928年,Griffith發(fā)現(xiàn)肺炎鏈球菌的無毒菌株與其被殺死的有毒菌株混合,即變成致病菌株。1944年Avery等發(fā)現(xiàn)從強(qiáng)致病力的S型肺炎鏈球菌中提取的DNA能使致病力弱的R型轉(zhuǎn)化成S型。如果加入少量DNA酶,這種轉(zhuǎn)化立即消失,但加入各種蛋白水解酶則不能改變這種變化。這一著名的實(shí)驗(yàn)證明了引起細(xì)菌遺傳改變的物質(zhì)為DNA。1949年發(fā)現(xiàn)了了Chargaff規(guī)律:G=C,A=T;以及DNA具有典型的螺旋結(jié)構(gòu)隨著核酸化學(xué)研究的不斷發(fā)展,1949年Chargaff從不同來源的DNA測定出4種核酸堿基〔胸腺嘧啶T、胞嘧啶C、腺嘌呤A和鳥嘌呤G中〔A+T/〔G+C的比值隨不同來源的DNA而有所不同,但鳥嘌呤的量與胞嘧啶的量總是相等,腺嘌呤與胸腺嘧啶的量相等,即G=C,A=T,這個規(guī)律稱為。與此同時(shí),Willkins及Franklin用X射線衍射技術(shù)測定了DNA纖維的結(jié)構(gòu),表明了DNA具有典型的螺旋結(jié)構(gòu),并由兩條以上的多核苷酸鏈組成。1953年,Watson和Crick提出了DNA雙螺旋模型1953年,Watson和Crick提出了DNA雙螺旋模型。該模型表明,DNA具有自身互補(bǔ)的結(jié)構(gòu),根據(jù)堿基配對原則,DNA中貯存的遺傳信息可以精確地進(jìn)行復(fù)制。這一理論奠定了現(xiàn)代分子生物學(xué)的基礎(chǔ)。1970年Smith從大腸桿菌中分離出第一個限制性內(nèi)切酶于1970年從大腸桿菌中分離出第一個能切割DNA的酶,它可以在DNA核苷酸序列的專一性位點(diǎn)上切割DNA分子,這種酶被稱為限制性內(nèi)切酶,以后很多種限制性酶陸續(xù)被分離出來,目前已有數(shù)百種。限制性內(nèi)切酶的分離成功使得重組DNA成為可能。因?yàn)镈NA是一個長鏈的生物高分子,在研究DNA重組、表達(dá)質(zhì)粒的構(gòu)造即它的堿基序列分析之前需要將DNA切割成為較短的片段,限制性內(nèi)切酶這把?分子剪刀?正好可以實(shí)現(xiàn)這一功能。1972年Berg首次成功進(jìn)行了重組DNA的克隆而在此以前,科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了細(xì)菌中存在的DNA連接酶。1972年Berg首次將不同的DNA片段連接起來,并且將這個重組的DNA分子有效地插入到細(xì)菌細(xì)胞之中,重組的DNA進(jìn)行繁殖,產(chǎn)生了重組DNA的克隆。Berg是重組DNA或基因工程技術(shù)的創(chuàng)始人,并于1980年獲得了諾貝爾獎。重組DNA技術(shù)的出現(xiàn)奠定了現(xiàn)代轉(zhuǎn)基因技術(shù)的基礎(chǔ)。轉(zhuǎn)基因技術(shù)的基本原理就是在生物體中插入新的遺傳物質(zhì)。1973年,科學(xué)家在大腸桿菌中表達(dá)了一個來自沙門氏菌的基因,從而首次在科學(xué)界引發(fā)了關(guān)于轉(zhuǎn)基因安全性的深入思考。1975年的阿西拉瑪大會〔AsilomarConference上,科學(xué)家建議政府對重組DNA相關(guān)研究進(jìn)行監(jiān)管。1978年重組DNA技術(shù)公司-Genetech利用重組DNA技術(shù)創(chuàng)建了一個新的大腸桿菌菌系,用于生產(chǎn)人胰島素。之后不久,HerbertBoyer創(chuàng)建全球第一個重組DNA技術(shù)公司-Genetech,并于1978年宣布利用重組DNA技術(shù)創(chuàng)建了一個新的大腸桿菌菌系,用于生產(chǎn)人胰島素。1986年,美國加利福尼亞州奧克蘭市一個叫做領(lǐng)先遺傳科學(xué)〔AdvancedGeneticSciences的小型生物技術(shù)公司準(zhǔn)備對一種保護(hù)植物免受凍害的基因工程防霜負(fù)型細(xì)菌進(jìn)行田間試驗(yàn),但該試驗(yàn)由于反生物技術(shù)人士的阻擾而一再延期。同年,孟山都公司取消了一項(xiàng)表達(dá)殺蟲蛋白的基因工程微生物的田間試驗(yàn)。20世紀(jì)80年代后期到90年代初期,包括糧農(nóng)組織〔FAO、世界衛(wèi)生組織〔WHO在內(nèi)的一些國際組織開始制定關(guān)于轉(zhuǎn)基因植物及其產(chǎn)品的安全評價(jià)規(guī)范。80年代后期,在加拿大、美國開始出現(xiàn)小規(guī)模的轉(zhuǎn)基因植物田間試驗(yàn)。90年代中期,美國首次批準(zhǔn)轉(zhuǎn)基因植物大面積種植,從而揭開了轉(zhuǎn)基因植物商業(yè)化應(yīng)用飛速發(fā)展的序幕。國際轉(zhuǎn)基因食品發(fā)展現(xiàn)狀轉(zhuǎn)基因食品發(fā)展領(lǐng)域自世界上第一例轉(zhuǎn)基因煙草1983年問世以來,轉(zhuǎn)基因技術(shù)研究范圍不斷擴(kuò)大,到20XX轉(zhuǎn)基因植物研究已涉及35個科的50多個物種,共120多種植物,研究內(nèi)容包括抗蟲、抗病、抗除草、品質(zhì)改良等大面積種植的轉(zhuǎn)基因作物有棉花、大豆、水稻、玉米等。由于轉(zhuǎn)基因大豆基礎(chǔ)研究進(jìn)行的較早技術(shù)成熟所以其推廣面積一直領(lǐng)先于棉花、水稻等作物。轉(zhuǎn)基因技術(shù)應(yīng)用綜述近十幾年來,現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展在農(nóng)業(yè)上顯示出強(qiáng)大的潛力,并逐步發(fā)展成為能夠產(chǎn)生巨大社會效益和經(jīng)濟(jì)利益的產(chǎn)業(yè)。世界很多國家紛紛將現(xiàn)代生物技術(shù)列為國家優(yōu)先發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域,投入大量的人力、物力和財(cái)力扶持生物技術(shù)的發(fā)展。截至20XX底,全球共有25個國家種植了轉(zhuǎn)基因作物。25個國家中,美洲國家最多為12個,其次是歐洲6個,亞洲和非洲各為3個,大洋洲1個。其中美國是種植大戶,占全球種植面積的72%。從1996年轉(zhuǎn)基因作物首次規(guī)?;瘧?yīng)用以來,轉(zhuǎn)基因食品已經(jīng)經(jīng)歷了13年的發(fā)展。全年種植面積達(dá)1.25億公頃,產(chǎn)值達(dá)75億美元,13年間增長了84倍[3]。轉(zhuǎn)基因食品在飛速發(fā)展的同時(shí)帶來了巨大的社會和經(jīng)濟(jì)效益,并且得到了日益廣泛的認(rèn)同和接受。世界衛(wèi)生組織〔WHO強(qiáng)調(diào)轉(zhuǎn)基因作物可以通過提供更營養(yǎng)的食品,減少食物致敏性和提高生產(chǎn)率從而造福人類健康。轉(zhuǎn)基因作物的持續(xù)推廣顯示了轉(zhuǎn)基因技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的巨大優(yōu)勢,也表明全球數(shù)以百萬計(jì)的農(nóng)戶從轉(zhuǎn)基因作物的種植中獲得了切實(shí)的收益。國際轉(zhuǎn)基因技術(shù)發(fā)展差異但是,轉(zhuǎn)基因食品在世界各個國家和地區(qū)之間的發(fā)展是不均衡的。美國是應(yīng)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)最多的國家,1998年它的轉(zhuǎn)基因作物播種面積為2050萬公頃,是1997年的2.5倍。全美玉米種植聯(lián)合會估計(jì),美國轉(zhuǎn)基因玉米的種植面積將由1998年占玉米總播種面積的28%上升為1999年的33%。美國大豆聯(lián)合會預(yù)計(jì)轉(zhuǎn)基因大豆的種植面積可能達(dá)到1.619億公頃,占大豆播種面積的55%。在轉(zhuǎn)基因動物研究方面,美國利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)使豬的生長速度提高40%,加快了豬肉的上市速度,降低了飼養(yǎng)成本。另外,還發(fā)現(xiàn)了通過運(yùn)用能控制和刺激產(chǎn)奶的基因而使牛奶增產(chǎn)10%~20%的方法。加拿大、阿根廷是繼美國之后大量采用轉(zhuǎn)基因技術(shù)的國家。加拿大有50%左右的大豆和玉米播種面積采用轉(zhuǎn)基因處理的種子。在阿根廷,1/3以上的大豆播種面積采用了經(jīng)過改變基因的豆種。世界上應(yīng)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)比較多的國家還有墨西哥、西班牙和南非等。轉(zhuǎn)基因技術(shù)發(fā)展趨勢基因技術(shù)是一項(xiàng)投入和產(chǎn)出都十分巨大的高新技術(shù),有著巨大的知識價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值?;蚣夹g(shù)是一項(xiàng)投入和產(chǎn)出都十分巨大的高新技術(shù),有著巨大的知識價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。從某種意義上講,基因技術(shù)代表著一個國家的科技水平,世界各國都把生物技術(shù)特別是基因研究確定為21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)科技發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù),生產(chǎn)符合人類需要的基因食品已經(jīng)越來越明朗化和可操作化。轉(zhuǎn)基因技術(shù)在解決生存危機(jī)方面具有重要作用全球的人口正在增長。到2020年世界人口將增至75億,到2050年將達(dá)到100億,屆時(shí)能源枯竭和環(huán)境污染將會使人類陷入生存的危機(jī)[4]。20世紀(jì)60~70年代進(jìn)行的糧食生產(chǎn)方面的"綠色革命"增加了作物的品種,配合使用農(nóng)用化學(xué)品<肥料和殺蟲劑>使產(chǎn)量大增,從而使全球的糧食產(chǎn)量增加達(dá)到3倍。自20世紀(jì)80年代全球糧食產(chǎn)量達(dá)到高峰后,由于多次種植使土地的肥力消耗和保護(hù)農(nóng)作物的化學(xué)物失效等原因使糧食產(chǎn)量在下降。通過傳統(tǒng)的繁育技術(shù)不太可能讓現(xiàn)有的作物產(chǎn)量繼續(xù)增長,因此,利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)來尋找增加糧食生產(chǎn)的新途徑就變得極其重要,同時(shí)還可以減少農(nóng)業(yè)和食品生產(chǎn)對環(huán)境造成的負(fù)擔(dān)。毫無疑問,21世紀(jì)是生物技術(shù)蓬勃發(fā)展的時(shí)代,轉(zhuǎn)基因食品的興起是生物技術(shù)革命的必然,它將給人類帶來巨大的社會財(cái)富和美好的前景。轉(zhuǎn)基因技術(shù)帶給我們的不僅是餐桌上的革命,巨大的市場和高額的利潤,而且將改變我們的思維和生活方式。盡管在世界范圍內(nèi)對轉(zhuǎn)基因食品的安全性有很多爭議,但這不影響轉(zhuǎn)基因食品技術(shù)的迅速發(fā)展??梢灶A(yù)計(jì),轉(zhuǎn)基因食品在不久的將來很快會成為人類食品的主要來源。轉(zhuǎn)基因技術(shù)帶給我們的不僅是餐桌上的革命,巨大的市場和高額的利潤,而且將改變我們的思維和生活方式。轉(zhuǎn)基因技術(shù)也將有利于人類的身體健康除此之外,第二代轉(zhuǎn)基因食品的營養(yǎng)作用會使人類的身體更加健康;抗蟲和抗除草劑的轉(zhuǎn)基因植物食品使人類免除了農(nóng)藥污染而造成的身體損害。因此,轉(zhuǎn)基因食品以其高的產(chǎn)量和功能性、營養(yǎng)性必將有廣闊的發(fā)展前景??偨Y(jié):轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展趨勢不可阻擋應(yīng)該看到,從世界范圍看,轉(zhuǎn)基因食品并不是隨意推向市場的。我國對生物工程的研究和開發(fā),是在保護(hù)人民健康和資源環(huán)境的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。對轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品管理和監(jiān)控是有法可依、有章可循的。1993年原國家科委發(fā)布了<基因工程安全管理辦法>,1996年農(nóng)業(yè)部又發(fā)布了《農(nóng)業(yè)生物基因工程安全管理實(shí)施辦法》,農(nóng)業(yè)部每年受理兩批基因工程體的安全評價(jià),目前已受理了193項(xiàng),批準(zhǔn)進(jìn)入商業(yè)化生產(chǎn)的僅有6項(xiàng)。在這種管理體系下,經(jīng)過安全評價(jià)和檢測的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品,是安全的。由于發(fā)展較早,美國、加拿大對轉(zhuǎn)基因食品采取一種較為寬容的政策,他們采取的是備案制。在經(jīng)過評價(jià)后,被視為安全的工程體和產(chǎn)品就不再受監(jiān)控了。從長遠(yuǎn)看,利用基因工程改良農(nóng)作物已勢在必行。這首先是由于全球人口的壓力不斷增大。專家們估計(jì),今后40年內(nèi),全球人口將比目前增加50%。為此,糧食產(chǎn)量必須增加75%才能解決世界人口吃飯問題。而城市化程度的提高,可耕地的萎縮,更加深了綠色革命的迫切性。另外,人口老齡化對醫(yī)療系統(tǒng)的壓力也不斷增加,開發(fā)有助于增強(qiáng)人體健康的食品十分必要。轉(zhuǎn)基因作物和食品的安全性,關(guān)鍵還看是否有一整套國際標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)規(guī)則。沒有規(guī)矩不成方圓。只有正確地引導(dǎo)轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品的開發(fā)和運(yùn)用,規(guī)范檢測手段,才能確保轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品的食用安全和生態(tài)環(huán)境的安全。據(jù)報(bào)道,聯(lián)合國糧農(nóng)組織、經(jīng)合組織、世界衛(wèi)生組織正在成立有關(guān)專家工作小組,準(zhǔn)備對轉(zhuǎn)基因食品的開發(fā)、生產(chǎn)及銷售確定相關(guān)規(guī)則,計(jì)劃于20XX7月以前拿出具體方案。順民心

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