基因工程技术在农业育种中的应用及发展[1]-论文资料（word可编辑） 现代生物技术包括基因工程、细胞工程、酶工程与发酵工程。建立在植物分子遗传学与细胞生物学 基础理论上的基因工程是通过基因导入与重组技术，将不同生物的遗传基因在体外进行分离、裁剪、组合与拼接，再通过载体转移大受体细胞内进行无性繁殖、稳定表达，从而改变受体原来的遗传性状，人工构建出新的作物品种，由此便产生了转基因育种技术与转基因农作物新品种。现将世界各国采用基因工程在培育优质、高产，抗病虫、抗除草剂，抗寒、抗旱、抗盐碱作物品种方面所取得的进展概述如下。 1、 基因工程的基本模式、外源DNA导入方法与表达条件
植物基因工程的基本模式是先分离和制备目的基因，并将目的基因嵌入载体，获得重组DNA，然后将重组DNA导入受体植物细胞，使其稳定存在并能复制、转录和翻译。重组DNA还可经有性或无性方式传递给子代，达到按育种目标修饰和改造作物品种遗传性状的目的。
目的基因导入受体植物细胞中能否表达的关键，在于植物细胞的转录系统能不能识别目的基因所携带的转录信号——启动子顺序。近年来的研究结果表明，就要将外源基因和一个已知
植物细胞中有功能的启动子拼接在一起，构成嵌合基因。携带外源基因的这段DNA称载体，当载体携带外源基因共同进入受体细胞内后，整合与受体植物的DNA上。由于植物转录系统能识别启动子的顺序信号，外有基因即可在受体植物细胞中得到表达。因此，基因工程的许多研究工作都围绕着寻理想的载体而开展。结果表明，目前最有希望作为目的基因载体物质的是根癌农杆菌Ti质粒，而且已经有一些作物利用Ti-质粒
将外援基因导入受体细胞中，并获得充分表达。世界各国通过基因工程获得的转基因植株达4500多种，基因工程在农业上主要应用于农作物品种的改良与新物种的培育。
2、 基因工程培育优质、高产农作物品种进展
植物基因移植于导入技术的研究成功，为改变植物蛋白质、脂肪、淀粉与糖类的含量与品质，提高其营养价值，为改变蔬菜、果品的风味提供了可能与技术途径。世界各国应用基因工程进行农作物品质改良与优质、高产品种选育方面已取得了很大的进展。
美国科学家将大豆贮藏蛋白的基因分别转移到向日葵和马铃薯中，获得蛋白质含量高的“向日豆”和“肉土豆”品种;日本科学家将大豆蛋白转移到水稻，培育成功“大豆米”，这对改善稻米品质，提高其营养价值起到了重要作用。
澳大利亚的专家采用转基因育种技术培育成功优质高产的小麦品种。我国东北师范大学的科研人员通过基因导入途径，将野生天兰冰草抗病、高蛋白基因的染体片段，转移到小麦染体行后再运用常规育种方法，选育出优质面包小麦新品种“小冰小麦33号”，经专家鉴定达到国际优质小麦标准。该品种蛋白质含量高达17%~18%，抗叶锈病、根腐病与黄矮病，产量达到4500kg/hm2~5000kg/hm2.。“小冰小麦33号“选育成功，填补了具有我国自主知识产权优质面包小麦品种的空白。
日本农林水产业研究中心与北兴化学公司的研究人员联合，采用基因重组技术，先从稻谷中分离出能促进赖氨酸与氨酸合成的遗传
基因，然后对该基因进行改造，加强其合成氨基酸的能力，再将重组后的基因移植入水稻，成功的培育出赖氨酸和氨酸比普通水稻高10~90倍的转基因水稻新品种。
据《农业科技通讯》杂志第9期报道，中国农业大学生物学院的朱登云经过7年潜心研究，将马铃薯花粉上的一个基因转入玉米，选育成功转基因玉米品种，赖氨酸和蛋白质的 含量比常规玉米品种分别高出30%和90%。他利用选育出的转基因玉米自交系与常规自交系配置大量杂交组合，从中选育出综合农艺性状优良的YC、Y624、Y419等18个杂交组合，所
育成的10个转基因玉米品种YC组合，产量达508.6kg/667m?，比对照丹玉13号增产27.1%。课题组还利用分离出的高赖氨酸蛋白的基因，建立的高蛋白质、高赖氨酸优质玉米的转基因技术体系，已申请国家发明专利。
此外，我国专家还选育成功含油量比普通油菜品种提高25%的“超油1号”与“超油2号”油菜新品种，其中含油量高达52.8%的“超油2号”是世界上含油量最高的甘蓝型油菜品种。我国黑龙江农科院雷勃钧采用花粉管通道技术于1997年选育成功早熟、高蛋白、高油、大粒、耐盐碱的转基因大豆品种“黑生101”累计推广面积已达20
42× 10hm
3 、基因工程 培育抗病农产物品种的进展
黄瓜花叶病毒严重危害多种蔬菜、烟草、花卉、油菜、药材和树木等770多种植物，造成农作物大幅度减产和品质下降由于在多数作物上未发现抗这种病毒的基因，很难对其进行抗病育种与化学防治。温州劳务市场
在国外长期以来，对该病毒有“植物癌症”之称。采用植物基因工程技术成为防治该病毒最小提琴独奏夏夜
有效的方法。
聚四氟乙日本烟草产业遗传育种研究所得专家，将黄瓜花叶病毒的随体脱氧核糖核酸植入烟草细胞，成功地培育出能抗花叶病毒的新植物体。日本专家采用的技术途径是先从黄瓜花叶病毒中提取脱氧核糖核酸，然后使用反转录酶制成脱氧核糖核酸，再把脱氧核糖核酸植入到烟草业细胞里。实验证明，给烟草接种上黄瓜花叶病毒后，依然生长发育良好，说明被接种的烟草已具备抗病毒的能力。
中国科学院微生物研究所将TMV和黄瓜花叶病毒CMV的CP外壳蛋白基因拼接在一起，构建了“双价”抗病基因，转入烟草后获得了同时抵抗两种病毒基因的植株。在田间实验中，对TMV的防治效果为100%，对CMV的防治效果为70%左右，可使烟草产值增加10%~30%。目前，我国专家还通过CP 途径进行小麦抗黄萎病、水稻抗矮缩病、棉花抗枯、黄萎病等基因工程的研究，并已取得进展。
小麦黄萎病是危害世界小麦生产最严重的病毒。它是由大麦黄萎病引发的，控制此病最有效的措施是培育抗病品种，但已知栽培小麦品种不含抗大麦黄萎病的基因，难以进行抗病品种的筛选。因此，只能从含有抗病基因的大麦、杂草等通过基因移植，杂交育种途径把
抗病基因导入小麦;或者利用人工合成的病毒外壳蛋白的抗性基因来保护小麦，不受大麦 黄萎病的危害。
据成卓敏等(1996)报道，中国科学院植物研究所的科研人员，采用花粉通道法和基因法将大麦黄矮病毒CPV株系外壳蛋白基因
导入小麦栽培品种中，在世界上首次获得抗大麦黄矮病毒CPV株系转基因T0代及其后代T1、T2、T3代。检测结果证实，CP基因确已存在转基因小麦种，并能得到稳定遗传，经Westen测定，CP基因在转基因小麦中已得到表达。室内鉴定结果，转基因植株一般比对照推迟发育7~14d，有的推迟到28d.。田间人工接种鉴定实验，获得了一批抗病明显的后代。另据黄中崟报道(1992)，中国农科院作物所共同合作，综合应用生物技术和常规育种相结合的方法，将黄矮病抗性基因从中间偃麦草导入普通小麦，在国际上首次成功地育成一批抗黄矮病普通小麦新品系，创造了抗黄矮病普通小麦新种质，为小麦育种家提供了优异抗黄矮病的亲本资源，现已有一些新品系材料提供应用。
我国在番茄转基因抗病育种方面也闯在了许多抗病基因类型，如北京大学育成抗病毒番茄品种;国家基因工程中心选育成功高抗TMV、CMV、马铃薯X病毒和抗早疫病、晚疫病两种
真菌病害的多抗番茄品种。
4 、基因工程培育抗虫农作物的进展
采用生物技术，提高作物自身的抗虫害性能，为农作物害虫的无公害防治开辟了新的途径。目前，在农作物上普遍通过根癌农杆菌、发根农杆菌、花椰菜花叶病毒(CaMV)、(ANA)病毒等为中介的基因工程方法，将一些抗虫基因苏云金杆菌(Bacillus thuringiensis)抗虫毒素基因(Bt 毒素基因)、菜都抗虫蛋白质基因(胰蛋白酶抑制的CPTI基因)、蓼草抗虫基因等导入水稻、玉米、棉花、马铃薯、烟草、番茄等作物细胞，并使表达这些外源抗虫基因的转基因植株得到再
盛女爱作战生，有的投入大田实验。如含Bt的烟草能有效地阻止烟草天蛾幼虫的危害，害虫食后1d内停食，3d内全部死亡。在转基因玉米植株中，玉米螟取食后2~3d死亡率可达70%。培育成功的抗虫番茄植株，对危害番茄果实的烟草天蛾和烟草夜蛾幼虫的防治效果达100%，对棉铃虫也有很好的杀虫作用。国外正在研究的转Bt抗虫作物还有大豆、油菜、多种蔬菜及杨树等多种树木。由此表明，应用生物技术改良某些作物的抗虫性具有很大的潜力。
车流波动理论>戊戌变法论文棉花是世界重要的经济作物之一，每年由于棉铃虫的危害一般减产10%左右，高的达30%以上。施用化学农药防治，不仅耗资巨大，增加生产成本，而且容易引起环境污染、杀死害虫天敌、破坏生态平衡。采用生物防治，虽然能减轻环境污染，但也有在大发生年份防效差等局限性。因此，利用基因工程将苏云金芽孢杆菌(Bt)杀虫基因导入棉花品种中，将培育出具有抗虫性能的棉花品种，成为当今防止棉铃虫、红铃虫最为先进、安全与经济有效的手段。
美国蒙山都公司的专家采用跟癌农杆菌Ti质粒介导法培育成功携带有Bt杀虫基因的棉花新品种“保铃棉”，可是杀虫剂的用量减少80%，现已成为世界上推广面积最大的抗虫棉品种。此外，美国马萨诸塞州的国际生物技术公司的专家们将外援积引导如玉米，育成使玉米具有抗虫性能的植株。英国德翰大学和剑桥作物育种中心的科学家，利用基因工程从豇豆中把产生胰蛋白酶抑制物的基因(CPTI)转入了烟草，成功地培育成转基因抗虫烟草新品种。
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