最新基因工程在育种上的应用

基因工程在育种上的

应用

转基因植物研究现状及发展

姓名：杨加信

学号：

班级：农学院07级农学2班

指导教师：

日期：2010-5-11

转基因植物研究现状及发展

杨加信

（内蒙古农业大学农学院，内蒙古呼和浩特，010018）1【摘要】1986年美国和法国的科学家在世界上第一次进行了抗除草剂转基因烟草的田间试验。自此之后,植物转基因的研究与应用在世界各地蓬勃发展,被认为是21世纪农业的希望,是新的农业科技革命的重要组成部分。中国转基因植物研究比美国等国相对较晚，但近几年进展很快，而且取得了突破性进展。我国农业部迄今为止批准进行商品化生产的转基因植物除抗棉铃虫棉花外,还有耐储存番茄、抗黄瓜花叶病毒的番茄、甜椒和转花色矮牵牛花。从长远看，转基因作物将继续发展。同时种植转基因作物的国家将一步增加。转基因植物技术有些方面理论依据不充足，有待加强这方面的研究。

【关键词】转基因植物；转基因作物；抗虫棉；转基因烟草；

转基因植物(transgemc plant)是采用基因工程手段将从不同生物中分离或人工合成的外源基因在体外进行酶切和连接,构成重组DNA分子,然后导入植物细胞基因组中,使新的基因在植物细胞内整合、表达,并能通过无性或有性增值过程,将外源基因遗传给后代,由此获得基因改良植物,使之稳定遗传并赋予植物新的农艺性状,如抗虫、抗病、抗逆、高产、优质等.【1】

1作者简介：杨加信，男，1987年出生，陕西渭南人，在读本科生，E-mail:jiaxin@，个人主页：/yjiaxin

转基因植物技术及其产品是当今世界农业生物技术研究与产业化开发的重点和热点,也是我国农业科技革命的核心内容之一,对我国农业科技手段的更新换代以及农业产业结构的调整具有重要的战略意义.随着现代生物技术的迅速发展,植物转基因技术方兴未艾,因而对它的研究意义也显得尤为重要.

1986年美国和法国的科学家在世界上第一次进行了抗除草剂转基因烟草的田间试验。自此之后,植物转基因的研究与应用在世界各地蓬勃发展,被认为是21世纪农业的希望,是新的农业科技革命的重要组成部分。【2】

一全球转基因植物发展现状

到1997年底,全球45个国家大约对60种作物的10类性状进行了25 000个田间试验,其中15 000个田间试验是在前10年进行的,10 000个是在近2年(1996~1997)进行的,占总数的40%。美国是转基因植物研究第一大国,共进行了14 153个田间试验,占总数的57%;其次是加拿大,进行了3 747个,占15%;东欧和俄罗斯地区占1%;其余的8%主要集中在拉丁美洲和以中国为主的亚洲。绝大多数田间试验是在工业化国家进行的,占总数的91%。1987~1997年间,最经常被改良的作物在美国依次是玉米(44%)、番茄(12%)、大豆(11%)、马铃薯(11%)、棉花(8%)、瓜类(4%)、烟草(4%)、油菜(2%)、甜菜(1%)和其它(3%)。全球该比例的变化不大,但是在加拿大油菜占60%以上。最常改良的性状,同期在美国依次为抗除草剂(30%)、抗虫(24%)、品质改良(21%)、抗病毒(10%)、抗真菌(4%)和其它(11%)。加拿大最常改

良的性状为抗除草剂,1990年占90%、1995年占74%、1997年占52%,呈下降趋势,随之增加的主要是抗虫和抗病毒性状。

到1997年底,全球在12个作物、6类性状上批准了48个转基因植物品种进行商业化生产。第一个被批准进行商业化生产的遗传工程产品是美国Calgene公司开发的延熟番茄Flavr-SavrTM。就作物而言,48个已商业化的植物品种中,玉米占36%,油菜占17%,番茄占13%,棉花占11%。在6类性状中,有4个单一性状和2个双重性状,抗除草剂占36%,品质占19%,抗虫占15%,抗病毒10%,抗虫+抗除草剂占10%,雄性不育+抗除草剂占10%。1997年全球转基因作物面积从1996年的280万公顷增加到1280万公顷,增加了4.5倍。主要种植国家依次是美国,810万公顷,占64%;中国180万公顷,占14%(注:国际认为中国种植了450万公顷的抗病毒烟草和番茄,并预计到本世纪末70%的烟草为转基因品种);阿根廷140万公顷,占11%;加拿大130万公顷,占10%;澳大利亚和墨西哥不到1%。转基因作物的种植面积在工业化国家的比例从1996年的57%增加到1997年的75%。而发展中国家从1996年的43%减少到1997年的25%。增加最快的阿根廷(13倍),墨西哥(10倍),加拿大(9.2倍)和美国(5.6倍)。1996~1997年间,转基因作物的种植面积在工业化国家的增长是发展中国家的4倍。美国是世界上主要的转基因作物种植国,其面积占全球的比例从1996年的51%增加到1997年的64%。就作物而言,大豆在1997年占转基因作物总面积的40%,510万公顷,居第一位。玉米从1996年的第四位上升到第二位,320万公顷,占25%。大豆和玉米共占了总面积的三

分之二。其次是烟草13%,棉花11%,油菜10%,番茄1%。就性状而言,1996年与1997年也有明显改变,抗除草剂性状从1996年的第三位,总面积的23%上升到1997年的第一位,占总面积的54%;抗虫性状从37%下降到31%;抗病毒性状从40%下降到14%;品质性状在这2年均不到1%。如果将作物和性状结合分析,1997年抗除草剂大豆种植了510万公顷,占转基因植物总面积的40%;抗虫玉米300万公顷,占23%;抗病烟草160万公顷,占13%;抗除草剂油菜120万公顷,占10%;抗虫棉花110万公顷,占8%;抗除草剂棉花40万公顷,占3%;抗除草剂玉米20万公顷,占2%;抗病番茄、延熟番茄、既抗虫又抗除草剂的棉花等面积较小。与1996年相比,1997年最大的变化是美国抗除草剂大豆、北美的抗虫玉米和加拿大的抗除草剂油菜大量增加。转基因大豆、玉米、棉花和油菜占全部转基因植物的86%,其中75%种植在北美。

转基因作物的广泛种植,因产量的增加和除草剂、农药的使用减少,带来了巨大的经济和环境效益。在美国,1996年5600个农户种植了73万公顷抗虫棉花,70%的农户没有喷药,其余农户也仅喷药一次,而非抗虫棉品种喷药4~6次,由此共节省农药25万加仑,产量平均增加7%,高的达20%,共增加纯利6000万美元,并减少了环境污染。抗螟虫玉米增产9%,节约了大量农药,增加收益1900万美元。该年抗虫玉米约占全美总面积的1%,1997年面积将增加10倍,占全美3200万公顷面积的9%。在加拿大,1996年5公顷的抗除草剂油菜平均增产9%,一级菜籽率从63%提高到85%,共增加收益600万美元。在美国