摘要
介绍了植物基因工程和动物基因工程的研究内容。植物基因工程在抗病虫害方面和动物基因在基因疫苗、基因和的方法、基因的调控、基因调控的研究方法 关键词：基因工程 基因疫苗 抗病虫害
绪论
近20年来，现代生物技术发展迅猛，在医药、农业、工业、环保等诸多领域显示出深远而广阔的应用前景。目前，全球生物技术发展的基本格局是：美国占据了绝对优势，拥有世界上约一半的生物技术公司和一半的生物技术专利；西欧和日本属于第二层次，各国政府都在调动企业、学校等多方生物技术和生物工程资源，积极建立强大的生物技术基础研究基地；第三层次是古巴、以列、韩国、印度等国，它们也投入到竞争行列。生物技术的成长，为生物制品业发展提供了巨大的技术支持动力。
与发达国家相比，我国生物技术发展起步较晚，基础较差。但随着我国政府的高度重视，特别是把现代生物技术列入国家“863”计划和重点科研攻关项目以来，我国生物技术行业取得了令人瞩目的成绩，总体水平和规模在发展中国家居于领先地位。目前，我国从事生物技术研究开发的高校和科研院所约300家，公司约有300多家，科研人员超过2万人，资金总投入约为23.2亿元。
起源与发展
在10世纪时中国发明了种痘术，用人痘接种法预防天花，这是人工自动免疫预防传染病的创始。种痘不仅减轻了病情，还减少了死亡。17世纪时，俄国人来中国学习种痘，随后传到土耳其、英国、日本、朝鲜、东南亚各国，后又传入美洲、非洲。1796年英国人E.詹纳发明接种牛痘苗方法预防天花，他用弱毒病毒（牛痘）给人接种，预防强毒病毒（天花）感染，使人不得天花。
此法安全有效，很快推广到世界各地。牛痘苗可算作第一种安全有效的生物制品。微生物学和化学的发展促进了生物制品的研究与制作。19世纪中期，“免疫”概念已基本形成。1885年法国人L.巴斯德发明狂犬病疫苗，用人工方法减弱病毒的致病毒力，做成疫苗，被
狂犬咬伤的人及时注射疫苗后，可避免发生狂犬病。巴斯德用同样方法制成鸡活疫苗、活疫苗，将过去以毒攻毒的办法改为以弱制强。D.E.沙门、H.O.史密斯等人研究加热灭活疫苗，先后研制成功伤寒、等灭活疫苗。19世纪末日本人北里柴三郎和德国人贝林，E.(A.）用化学法处理白喉和破伤风毒素，使其在处理后失去了致病力，接种动物后的血清中和相应的毒素，这种血清称为抗毒素，这种脱毒的毒素称为类毒素。R.科赫制成结核菌素，用来检查人体是否有结核菌感染。抗原—抗体反应概念的出现，有助于临床诊断。这些为微生物和免疫学发展奠定了基础，继续发展出各种生物制品，在预防疾病方面越发显得重要，是控制和消灭传染病不可缺少的步骤之一。
1.1 基因工程
基因工程（genetic engineering）又称基因拼接技术和DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。基因工程技术为基因的结构和功能的研究提供了有力的手段。
1.1.2基因工程的前景
基因工程师指按照人们的意愿，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的生物类型和生物产品。
现状:基因工程自20世纪70年代兴起后，在短短的40年间得到飞速的发展，目前已成为生物开心的核心技术。基因工程在实际应用领域——农牧业，工业，环境，能源和医药卫生等。
前景：植物：抗虫转基因，抗病转基因等植物
动物：用于提高动物生长速度，改善产品的品质，药物（单克隆抗体等）
1.1.3泥浆固液分离植物基因工程的含义及研究的主要内容
植物基因工程是指植物在植物学领域的基因，其只要研究的对象是植物。植物基因的研究始于20世纪70年代，在基因突变和有性杂交研究的基础上拓宽植物可利用的基因库，进行基因转移，采用分子生物学和基因工程技术将外源基因有目的有计划的插入整合到事先准备好的受体植物中，使其在后一植株中得以遗传和表达，从而使受体植物获得新的性状，培养出优良品种。
植物基因工程不断发展，目前以形成了一套较为成熟的植物基因转化技术，构成了植物基因工程的研究内容，主要内容包括一下几个方面：
⑴ 目的基因的获取，供植物基因转化的基因可以来自植物本身，也可以来自微生物和动物，少数还可以人工合成，通常以来自植物本身为主，它有一些常用的技术：①PCR技术 ②转做子示踪技术 ③基因组相减技术 ④染体步查技术
⑵ 目的基因的修饰
⑶ 目的基因的转化到植物受体细胞的方法：①将目的基因与运载体结合，实际上不同来源的DNA重组过程 ②直接转移法。聚乙二醇、多聚赖氨酸、多聚鸟氨酸等，尤其是聚乙二醇是常采用的协助基因转移的聚合物。点击法、基因法是常用的方法。此外，还有激光法、微束穿孔法、显微注射法、脂质介导法等。
⑷ 植物转化细胞的筛选和转基因植物细胞的组织培养。目前，转化细胞与未转化细胞的区分及未转化细胞的淘汰常采用抗生素抗性基因和抗除草剂基因。即筛选标记基因和筛选试剂，为了实现有效的转化必须依据转化材料和方法选择合适的抗性基因和筛选试剂。
⑸ 目的基因的表达和鉴定。
1.1.4植物基因工程在抗病虫害方面的应用
律师执业管理办法
据不完全统计,全世界农作物每年因病虫害造成的损失约占其总产量的37 % ,其中13 %是由虫害引起的 。植物虫害使全世界每年大约损失数千亿美元,美国在小菜蛾的防治上所耗费用达10 农村经济与科技亿美元,作物产量损失为4000 多万T ,我国因虫害每年造成田间作物减产水稻达10 % ,小麦近20 % ,棉花则达30 %以上。目前,对农作物病虫害的防治主要依赖化学药物。化学药物对害虫的防治起到重要的作用,同时也有成本高、污染环境、易残留、会毒害有益的昆虫及害虫的天敌等弊端。
基因工程的发展为培育抗病虫的作物提供了新的手段。利用基因工程手段培育抗病虫害作物品种可克服常规育种的不足: (1) 它不仅利用存在于植物中的抗病虫基因贾大山 取经,还可以利用某些动物、微生物中的抗性基因,将其重组到植物染体上,并使之在植物体内特定地遗传及表达,从而产生抗病虫害性状,因此基因资源非常丰富。(2) 培育出的抗病虫新品种可控制任何时期植物任何部位发生的病虫害。(3) 育种周期短、成本低。(4) 利用基因工程培育抗病虫作物品种还具有不污染环境及抗病虫物质不易被环境因素所破坏的优点。目前,人们已发现
并分离到了许多有用的抗虫基因,有的抗虫基因已导入植物体内而获得了转基因抗虫植物,有的转基因抗虫作物进入了大田试验,展现出了美好的应用前景,转抗虫基因的烟草、棉花在一些国家已进入商品化生产。已克隆得到的抗虫基因根据它们的来源可分为三类:第一类是从细菌中分离出来的抗虫基因,主要是苏云金杆菌杀虫结晶蛋白(Bt) 基因;第二类是从植物组织中分离出的抗虫基因,主要为蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、外源凝集索基因等,其中应用最广泛的是豇豆胰蛋白酶抑制剂基因(CpTi) ;第三类是从动物体内分离的毒素基因,主要有蝎毒素基因和蜘蛛毒素基因等。
1987 年比利时的Vacek 研究小组、美国Monsanto 公司Fischhoff 等人报道了首例有关转Bt 基因烟草和番茄的研究结果,此后Bt 基因相继被转入到棉花、水稻、玉米、苹果和核桃等农作物中,是目前世界上应用最为广泛的生物杀虫剂。据粗略统计,目前已经有60 多种Bt 基因被报道。美国是育成世界上首例抗虫棉的国家,我国是继美国后育成抗虫转基因棉的第二个国家,育成的中国第一代单价抗虫棉,抗虫性90 %以上,减少用药60 %李含琳～80 % ,增产30 %～40 %。1992 年底中国农科院生物技术研究中心的郭三堆等人在国内首先人工合成了Bt 基因之后,又对豇豆胰蛋白酶抑制剂(CpTi) 基因进行了修饰,构建了同时带有这两种基因的双价杀虫基因高效植物表达载体,再通过花粉管通道转化技术导入我国不同棉花生产区的主栽品
种,已获得了数十个双价转基因抗虫棉株系。南京农业大学等单位培育出的转基因抗虫棉—南抗3 号,具世界该种业领先水平。南抗3 号是我国“863”重点攻关科技项目,该品种具有较好的丰产性、优质性和适应性,产量比国外基因棉种增产20 %以上。这一成果引起世界农业专家和跨国种业公司的强烈关注和震惊。许多国家都投入大量资金研究开发利用转基因抗虫农作物新品种。Bt 抗虫棉在美国、澳大利亚、南非和我国已被批准商业化释放 ;Bt 土豆在美国、加拿大和日本实现了商业化;Bt玉米在美国、加拿大、阿根廷、日本和欧共体也进入了市场。这些转基因作物能减少杀虫剂和农药的用量,降低杀虫剂和农药及其残留物对食物链、水体造成的污染,m901从而有利于保护生态环境。相信在不远的将来会有更多的转基因抗虫农作物新品种问世。
抗病
长期以来,植物病害的防治主要靠抗病育种和合理栽培管理。采用有性杂交的方式来获得抗病品种存在着各种局限性,因为抗性基因是受多基因控制,并且往往与一些不良基因连锁在一起,而基因工程则是在单个目的基因上进行,具有快速性和定向性。另外抗病品种存在选育时间长、抗性容易退化等问题。
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