转基因技术与其他生物技术的异同

浅析转基因技术与其他生物技术的异同

李嘉伟

摘要：21世纪是生命科学的世纪，现代生物技术是以生命科学的最新成就没基础建立起来的新兴学科和高新技术，几乎涉及到了国民经济和社会组成的各个方面，而转基因技术作为现代生物技术的重要组成部分，因其在本质、发展以及应用领域上存在着与其他生物技术的差距，彰显转基因技术在现代生物技术中举足轻重的地位。

关键词：转基因技术生物技术异同

2013年9月22日，崔永元录制完了他在央视的最后一期节目，之后开始了他自费的前往日本，美国等地调查转基因食品安全问题的孤独之旅。此事在全国范围内引起了轩然大波，于是“转基因”这个陌生而又熟悉的名词再一次进入人们的视野里，今天且不争论其到底安全与否，我们姑且先探析下转基因技术与其他生物技术的异同。

所谓生物技术（biotechnology），是指人们以现代生命科学为基础，结合其他基础科学的科学原理，采用先进的科学技术手段，按照预先的设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需产品或达到某种目的。它的发展可以划分为三个不同的阶段：传统生物技术、近代生物技术、现代生物技术。传统生物技术的技术特征是酿造技术，近代生物技术的技术特征是微生物发酵技术，现代生物技术的技术特征就是以基因工程为首要标志。而转基因技术属于现代生物技术中的基因工程，换句话说，转基因技术是进行其他现代生物技术的基础。

在生物学上，通常将把转基因技术定义为：将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中，由于导入基因的表达，引起生物体的性状的可遗传的修饰，这一技术称之为转基因技术（Transgene technology）。其论基础来源于进化论衍生来的分子生物学。人工转基因技术就是把一个生物体的基因转移到另一个生物体DNA中的生物技术。具有不确定性。常用的方法和工具包括显微注射、基因枪、电破法、脂质体等。转基因最初用于研究基因的功能，即把外源基因导入受体生物体基因组内（一般为模式生物，如拟南芥或斑马鱼等），观察生物体表现出的性状，达到揭示基因功能的目的。由此可见，转基因技术与传统生物技术与近代生物技术在本质上有巨大差别。

相对于其他生物技术，转基因技术的年龄比较年轻，它诞生于1974年，科恩（Cohen）将金黄色葡萄球菌质粒上的抗青霉素基因转到大肠杆菌体内。仅仅在4年后，纳森斯（Daniel Nathans）、亚伯（Werner Arber）与史密斯（Hamilton Smith）因为发现了DNA限制酶一举摘得诺贝尔医学奖。又是一个4年后，美国Lilly公司首先实现利用大肠杆菌生产重组胰岛素，标志着世界第一个基因工程药物的诞生。经历过先前十年的技术成熟期，接着在1992年荷兰培育出植入了人促红细胞生成素基因的转基因牛，由此开始进入转基因技术的产业发展期。转

基因技术标志着不同种类生物的基因都能通过基因工程技术进行重组，人类可以根据自己的意愿定向地改造生物的遗传特性，创造新的生命类型。同时转基因技术在药物生产中有着重要的利用价值。转基因技术，包括外源基因的克隆、表达载体、受体细胞，以及转基因途径等，外源基因的人工合成技术、基因调控网络的人工设计发展，导致了21世纪的转基因技术将走向转基因系统生物技术 2000年国际上重新提出合成生物学概念，并定义为基于系统生物学原理的基因工程与转基因技术。而在今天，我们所处的是转基因技术的战略机遇期。

虽然年轻，但大体上来说转基因技术与传统育种生物技术还是一脉相承的。众所周知，自从人类耕种作物以后，我们的祖先就从未停止过对作物的遗传进行改良。在过去的几千年中，人类对作物改良的方式主要通过对自然突变产生优良基因和重组体的选择和利用，通过随机和自然方式来积累优良基因。而转基因技术本质也与之相同，都是获得优良基因然后进行遗传改良。这其实是一个发展的过程，是一个从自然驯化、人工选择、人工诱变、杂交育种，逐步发展到现在的分子标记辅助育种、分子设计育种和转基因育种技术的过程。但是在基因转移的范围和效率上，转基因技术和传统育种生物技术有两点本质上的区别。其一，传统生物技术一般只在生物种内个体间实现基因转移，而转基因技术所转移的基因不受生物体间亲缘关系的限制。其二，传统生物杂交与选择技术一般在生物个体水平上进行，操作对象是整个基因组，所转移的是大量的基因，不可能对某个基因进行操作和选择，对后代的表现预见性较差。然而转基因技术所操作和转移的一般是经过明确定义的基因，功能清楚，对后代表现性可以进行准确的预期。由此可见，转基因技术是对其他生物技术的发展和补充。将两者紧密结合，便可相得益彰，大大提高对作物基因改良的效率。［1］

在发展的速度、广度以及前景上，转基因技术与其他生物技术也存在差异。转基因技术有两句话特别传神，一是人类有史以来发展最快的技术，它每年面积的增长基本都在10%，并且经过短短数十年就完成了从抗病虫和除草剂等第一代特性向抗逆、改良营养品质、改变代谢途径、工业或医用生物反应器等第二、三代转基因作物的过渡，在改变传统农业的面貌的同时也在改变我们的生活。二是转基因产业在争论中飞速发展。发展快与争论大”真实反映了转基因作物产业化的发展历程和现状。到现在为止，从94转基因到现在，实际上只涉及到两类基因来自细菌的抗虫的基因，转移到四种作物，大豆、棉花、玉米、油菜，到2009年全球的转基因作物的种植面积达到了1.3亿公顷，全球有25个国家种植面积是1996年的79倍。全球的转基因作物里面，大豆面积的3/4，棉花的一半，玉米面积的1/4，油菜面积的1/5都是转基因品种，从这些数字可以得出两个结论，一是转基因技术是大势所趋，转基因产业已势不可挡。当然，转基因技术还在我们今后人类应对气候变化、资源短缺、环境污染方面发挥重要的作用。转基因玉米可以提高产量，专家估计，生物技术对玉米产量的贡献今后可能贡献率要达到50%。另一个例子，玉米根叶甲，这种害虫是在根茎，传统文化因素抗这种害虫的玉米品种，而农药由于很难进入到土壤里面去，对这样的害虫，转基因抗根叶

甲玉米发挥了重要作用，它解决了传统技术难以解决的农业生产问题。另外一个转β-胡萝卜素合成基因的水稻，已经被称之为金稻。这种水稻富含胡萝卜素，对于像维生素A缺乏者，对于老人孩子，特别是贫困地区，这种金稻可望在2012年批准上市，转基因可以培育成抗旱的作物，它的目标是减少10%—20%的灌溉用水，提高产量8~10%，这样的耐旱玉米也可望在今后实现商业化。另外氮高效利用转基因作物，也可以提高产量，减少氮的使用量。［2］因为转基因技术可以定向改变生物的基因，从而达到定向改变生物性状的目的，所以人类通过转基因技术可以定向的达到人类对一些作物的预期，比如减轻病虫害危害，改善农业生态环境，降低生产成本，拓展产业形态，提高产品附加值等等。所以转基因技术成为21世纪最有前景的技术之一也当之无愧。

另外在应用的领域上，转基因技术与细胞工程、发酵工程等现代生物技术也存在着差异。不同于上述的生物技术基本只应用于农业、食品学与医学上，转基因技术目前还广泛应用于工业、环保、能源等领域。转基因技术首先在医药领域得到广泛应用，1982年美国食品药物管理局（FDA）批准利用转基因微生物生产的人胰岛素商业化生产，是世界首例商业化应用的转基因产品。此后，利用转基因技术生产的药物层出不穷，如重组疫苗、抑生长素、干扰素、人生长激素等。

转基因技术广泛应用的第二个领域在农业，包括转基因动物、植物及微生物的培育，其中转基因作物发展最快，具有抗虫、抗病、耐除草剂等性状的转基因作物大面积推广，品质改良、养分高效利用、抗旱耐盐碱转基因作物纷纷面世。转基因技术在工业中的应用也有长久历史，如利用转基因工程菌生产食品用酶制剂、添加剂和洗涤酶制剂等。此外，转基因技术还广泛应用于环境保护和能源领域，如污染物的生物降解以及利用转基因生物发酵燃料酒精等。

综上所述，转基因技术在本质、发展以及应用领域上存在着与其他生物技术的差距，所以转基因技术在现代生物技术中占据着举足轻重的地位。

[1]吴嘉麟.生物技术与生物安全性——转基因技术与生物安全性.2011

[2]林敏.转基因生物技术研究与应用.2010

Analyses the differences between transgenic technology and other biological technology

Li Jiawei

Abstract: the 21st century is the century of life science, modern biological technology is based on the latest achievements of life science didn't set up the new subject and new and high technology, almost covers all aspects of the national economic and social, and transgenic technology as an important part of modern biological technology, because it exists in the nature, development and application fields of the gap with other biological technology, transgenic technology in modern biological technology in the important position.

Key words: genetically modified (gm) technology biotechnology similarities and differences