染色体的发展史

染色体工程的研究与进展

王婧雅

染色体，是细胞核内由核蛋白组成、能用碱性染料染色、有结构的线状体，是遗传物质基因的载体。但科学家对染色体的发现与研究却是经历了一个多世纪的漫长历程。如今对染色体的研究早已不再停留在它的构造及功能，而是利用其独特的结构来实现更多超越性的科技创新，并由此有了染色体工程。

染色体工程，又称染色体操作(chromosome manipulation)，是人们按照一定的设计，有计划的削减、添加或代替同种或异种染色体，从而达到定向改变遗传特性和选育新品种的一种技术。自从1879年,由德国生物学家弗莱明（Alther Flemming,1843～1905年）经过大量实验发现了染色体的存在。由此后1883年美国学者提出了遗传基因（所谓遗传基因(Gene,Mendelian factor)，也称为遗传因子，是指携带有遗传信息的DNA或RNA序列，是控制性状的基本遗传单位。）在染色体上的学说，科学家们对染色体的研究就从未断过，染色体工程也就不断在进展。

若把对染色体工程的研究分为植物和动物等几块，则植物染色体工程的基本程序是人工杂交，细胞学鉴定，在杂种或杂种后代中筛选所需要的材料。这些研究不仅仅只在实验室里有展现，而已经运用于实践。下面举几个运用实例：

一、多倍育种。多倍体育种是指体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体，是利用人工诱变或自然变异等，通过细胞染色体组加倍获得多倍体育种材料，用以选育符合人们需要的优良品种。最常用、最有效的多倍体育种方法是用秋水仙素或低温诱导来处理萌发的种子或幼苗。秋水仙素能抑制细胞有丝分裂时形成纺锤体，但不影响染色体的复制，使细胞不能形成两个子细胞，而染色数目加倍。例如对西瓜进行多倍体育种。自1937年Blakeslee和Avery利用秋水仙素诱发曼陀罗四倍体获得成功以后，各国相继展开人工诱发多：、倍体的研究。自1939年发表关于获得四倍体西瓜的报告后，多倍体西瓜育种的研究由此进入了新时代。据联合国粮农组织（FAO）2002年统计，西瓜在世界10大果品中居第5位，其中无籽西瓜以其优质、口感好、食用方便、抗病、耐贮运而倍受消费者青睐。随着人民生活水平的提高，西瓜的栽培面积也不断扩大。据2007年全国无籽西瓜科研与生产协作组不完全统计，全国无籽西瓜栽培面积由2000年的6．7万hm2增加为2007年的21．87万hm2，遍及全国逾20个省市。我国现已成为世界上第一无籽西瓜科研、生产和出口大国。

二、染色体基因介导的基因转移技术，由此得到多种转基因动物，animal Gene targeting Transposon ZFN iPS 转基因动物是生物科学领域最有效、最令人振奋的研究手段之一。随着重组DNA技术的迅猛发展，转基因动物技术的研究取得了一系列的进展与成果。转基因动物技术自从诞生以来就在改良家畜生产性状、提高家畜抗病力以及生产人药用蛋白和工业用酶等方面显示了广阔的应用前景，也成为了探讨基因调控机理、致癌基因作用和免疫系统反应的有力工具。同时，人类遗传病的转基因动物模

型的建立，为遗传病的基因治疗打下坚实的理论基础。随着基因工程技术的不断发展，转基因动物技术将会不断得到完善，从而在未来的动物育种和药物蛋白的生产中发挥巨大的作用。现就介绍几种常见的制作转基因动物所采用的技术。1 原核显微注射方法原核显微注射方法是最早应用于转基因动物研究的方法。1980年，Gordon等采用这种方法首次成功地将SV40启动子和疱疹病毒TK基因的融合基因进行受精卯原核注射，然后将注射后的受精卵移植于假孕的母鼠输卵管，成功得到了转基因小鼠，白此，这种技术开始被广泛的应用。

不仅如此，染色体工程在制药上方面也有很大进展。1989年，我国批准了第一个在我国生产的基因工程药物——重组人干扰素αlb，标志着我国生产的基因工程药物实现了零的突破。重组人干扰素αlb是世界上第一个采用中国人基因克隆和表达的基因工程药物，也是到目前为止唯一的一个我国自主研制成功的拥有自主知识产权的基因工程一类新药。从此以后，我国基因工程制药产业从无到有，不断发展壮大。1998年，我国基因工程制药产业销售额已达到了7.2亿元人民币。截止1998年底，我国已批准上市的基因工程药物和疫苗产品共计15种。目前，国内已有30余家生物制药企业取得了基因工程药物或疫苗试生产或正式生产批准文号。

而关于转基因生物的安全性，目前仍没有科学性共识。尽管如此，基因工程农作物已被大规模投放，生物医学应用也日益增加。转基因生物还被投入工业使用和环境恢复,而公众对此却知之甚少。最近几年，越来越多的证据证明存在生态、健康危害和风险,对农民也有不利影响。更可怕的是美国等发达国家早已向外大量出口有害的转基因食品。美国虽是转基因粮食生产大国，但是国内消费转基因食品却很少。小麦是美国的主粮，转基因小麦安全证书已经通过，但遭遇美国民众的强烈抵制，在美国至今没有转基因小麦种植。其所种植的转基因大豆、玉米在美国本土主要用于动物饲料和生产酒精燃料，再就是出口给发展中国家，包括中国。

人们对未知的事总是满怀好奇，基因工程还会继续进展，但我们始终要以理性的态度面对。

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《我国基因工程制药业发展》龙敏南

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《转基因食品文献综述》