转基因技术发展历程及前景展望

生物学经历了一个漫长的研究历程，最早人们从研究动物和植物的形态、解剖和分类开场，以后进一步研究细胞学、遗传学、微生物学、生理学、生物化学，进入细胞水平的研究。到 20 世纪中叶以来，生物学以生物大份子为研究目标，分子生物学开场形成为了独立的学科。

份子生物学是针对所有生物学现象的份子根抵发展研究。这一术语由 Willian Astbury 于 1945 年首次使用，主要指针对生物大份子的化学和物理构造的研究。

1871 年， Miescher 从死的白细胞核中别离出 DNA。1928 年， Griffith 发现肺炎链球菌的无毒菌株与其被杀死的有毒菌株混合，即变成致病菌株。 1944 年 Avery 等发现从强致病力的 S 型肺炎链球菌中提取的 DNA 能使致病力弱的 R 型转化成 S 型。如果参加少量 DNA 酶，这种转化即将消失，但参加各种蛋白水解酶那末不能改变

这种变化。这一著名的实验证明了引起细菌遗传改变的物质为 DNA。

随着核酸化学研究的不断开展， 1949 年 Chargaff 从不同来源的 DNA 测定出 4 种核酸碱基〔胸腺嘧啶 T、胞嘧啶 C、腺嘌呤A 和鸟嘌呤 G〕中〔A+T〕/〔G+C〕的比值随不同来源的 DNA 而有所不同，但鸟嘌呤的量与胞嘧啶的量总是相等，腺嘌呤与胸腺嘧啶的量相等，即 G=C，A=T，这个规律称为。与此同时， Willkins 及Franklin 用 X 射线衍射技术测定了 DNA 纤维的构造，说明了 DNA 具有典型的螺旋构造，并由两条以上的多核苷酸链组成。

1953 年， Watson 和 Crick 提出了 DNA 双螺旋模型。该模型说明， DNA 具有自身互补的构造，根据碱基配对原那末， DNA 中贮存的遗传信息可以准确地发展复制。这一理论奠定了现代份子生物学的根抵。

于 1970 年从大肠杆菌中别离出第一个能切割 DNA 的酶，它可以在 DNA 核苷酸序列的专一性位点上切割 DNA 份子，这种酶被称为限制性内切酶，以后不少种限制性酶陆续被别离出来，目前已有数百种。

限制性内切酶的别离成功使得重组 DNA 成为可能。因为 DNA 是一个长链的生物高份子，在研究 DNA 重组、表达质粒的构造即它的碱基序列分析之前需要将DNA 切割成为较短的片段，限制性内切酶这把‚份子剪刀‛正好可以实现这一功能。

而在此以前，科学家已经发现了细菌中存在的 DNA 连接酶。 1972 年 Berg 首次将不同的 DNA 片段连接起来，并且将这个重组的 DNA 份子有效地插入到细菌细胞之中，重组的 DNA 发展繁殖，产生了重组 DNA 的克隆。 Berg 是重组 DNA 或者基因工程技术的创始人，并于 1980 年获得了诺贝尔奖。

重组 DNA 技术的浮现奠定了现代转基因技术的根抵。转基因技术的根本原理就是在生物体中插入新的遗传物质。 1973 年，科学家在大肠杆菌中表达了一个来自沙门氏菌的基因，从而首次在科学界引起了关于转基因安全性的深入思量。1975 年的阿西拉玛大会〔Asilomar Conference〕上，科学家建议政府对重组DNA 相关研究发展监管。

之后不久，Herbert Boyer 创立全球第一个重组 DNA 技术公司-Genetech，并于 1978 年宣布利用重组 DNA 技术创立了一个新的大肠杆菌菌系，用于生产人胰岛素。1986 年，美国加利福尼亚州奥克兰市一个叫做率先遗传科学〔Advanced Genetic Sciences〕的小型生物技术公司准备对一种保护植物免受冻害的基因工程防霜负型细菌发展田间试验，但该试验由于反生物技术人士的阻扰而一再延期。同年，孟山都公司取销了一项表达杀虫蛋白的基因工程微生物的田间试验。

自世界上第一例转基因烟草 1983 年问世以来，转基因技术研究 X 围不断扩大，到2022 年转基因植物研究已涉及 35 个科的 50 多个物种，共 120 多种植物，研究内容包括抗虫、抗病、抗除草、品质改进等大面积种植的转基因作物有棉花、大豆、水稻、玉米等。由于转基因大豆根抵研究发展的较早技术成熟所以其推广面积向来率先于棉花、水稻等作物。

转基因技术应用综述

近十几年来，现代生物技术的开展在农业上显示出强大的潜力，并逐步开展

成为能够产生巨大社会效益和经济利益的产业。世界不少国家纷纷将现代生物技术列为国家优先开展的重点领域，投入大量的人力、物力和财力扶持生物技术的开展。截至 2022 年底，全球共有 25 个国家种植了转基因作物。 25 个国家中，美洲国家最多为 12 个，其次是欧洲 6 个，亚洲和非洲各为 3 个，大洋洲 1 个。其中美国是种植大户，占全球种植面积的 72 %。从 1996 年转基因作物首次规模化应用以来，转基因食品已经经历了 13 年的开展。全年种植面积达 1.25 亿公顷，产值达75 亿美元， 13 年间增长了 84 倍[3]。转基因食品在飞速开展的同时带来了巨大的社会和经济效益，并且得到了日益广泛的认同和承受。世界卫生组织

〔WHO〕强调转基因作物可以通过提供更营养的食品，减少食物致敏性和提高生产率从而造福人类安康。转基因作物的持续推广显示了转基因技术在农业生产上的巨大优势，也说明全球数以百万计的农户从转基因作物的种植中获得了切实的收益。

但是，转基因食品在世界各个国家和地区之间的开展是不均衡的。美国是应用转基因技术最多的国家，1998 年它的转基因作物播种面积为 2050 万公顷，是 1997 年的 2.5 倍。全美玉米种植联合会估计，美国转基因玉米的种植面积将由 1998 年占玉米总播种面积的 28%上升为 1999 年的 33%。美国大豆联合会估计转基因大豆的种植面积可能到达 1.619 亿公顷，占大豆播种面积的 55%。在转基因动物研究方面，美国利用转基因技术使猪的生长速度提高 40%，加快了猪肉的上市速度，降低了饲养本钱。此外，还发现了通过运用能控制和刺激产奶的基于是使牛奶增产 10%~20%的方法。加拿大、阿根廷是继美国之后大量采用转基因技术的国家。加拿大有 50%摆布的大豆和玉米播种面积采用转基因处理的种子。在阿根