生物工程导论论文

《生物工程导论》

课程论文

转基因水稻的发展及安全性问题任课教师陈赛华

班级学院园艺83班园艺学院

姓名学号杨华桥园艺83班

日期2010年12月22日

转基因水稻的发展及安全性问题

摘要近年来基因工程技术飞速发展，转基因水稻得到了大力发展并逐步进入到我们的日常生活，然而其安全性问题也在全球范围内引起了很大的争论。本文着重对转基因水稻的研究意义、发展历程、技术进展、安全性问题等方面的问题作简要综述，以进一步了解转基因水稻。

关键词转基因水稻发展安全性BT

Abstract With the rapid development of genetic engineering in recent years, transgenic rice have got vigorously develop and gradually into our daily life, however the safety problems in the global scope caused a lot of debate. This paper focuses on the research significance of transgenic rice, development course, technological progress and safety issues such as briefly reviewed in order to further understand the transgenic rice.

Keywords Transgenic rice ; development ; security ; BT

前言

水稻是我们最重要的粮食作物之一，世界上有将近1/2的人口是以稻米为主食。然而在水稻的生产过程中，由于各种病虫害、不良气候与环境的影响，严重制约了水稻的高产、稳产。利用转基因技术，将外源基因转入栽培稻中，创造出转基因水稻，可以大大提高水稻的产量、抗性和品质。随着转基因技术的兴起，转基因水稻的研究也成为了各国转基因技术研究的热点。这一里程碑式的重大突破，却也引起了公众对转基因食品的安全和我国的粮食安全问题的担忧，转基因水稻可能存在哪些风险，发展前景如何，目前已成为人们普遍关心的问题。

一、转基因水稻的研究意义

诚然，转基因水稻的发行引来了众多争议，许多问题也有待完善，但是，转基因水稻的安全放行也不得不说是一个里程碑。转基因植物技术无疑已成为当今植物遗传育种、改良品种体系的重要途径之一，主要集中在性状改良、增加抗性和耐储藏等方面，其研究成果和应用前景倍受重视。

它标志着中国正在打造转基因关键作物的“三驾马车”：即用于纤维的Bt棉花、用作饲料的植酸酶玉米和粮食作物BT水稻。这一举动对中国、亚洲乃至全世界的转基因作物意义重大。张启发称，相对于传统水稻品种，农业部向该校发放的转基因水稻“华恢1号”和“BT汕优63”转基因水稻品种有如下优点：可降低八成杀虫剂用量，降低农药对田间益虫的影响，维持稻田生物种群的动态平衡；节省投入成本，减少劳动强度，避免由此造成的人体中毒、中暑风险；减少农药残留对自然生态环境的污染。

当然，这仅是转基因水稻反映的表面效应，在实质上，转基因水稻完成了将外源实用基因与自身基因组的完美结合，这个结合是建立在长期的安全检测基础上的，代表着实用基因的可控制表达。这很容易让人联想到已在我国发挥重要作用的转基因BT抗虫棉花。相信，经过十年之久的安全检测，两个品种的转基因水稻将像抗虫棉一样，表现出优质性状，在农业发展中发挥不可替代的作用。

二、转基因水稻的发展历程

1973年美国C0hen和Boyer首创了重组DNA技术，成功将外源基因通过生物、物理或化学手段导入其它生物基因组，以获得外源基因稳定遗传和表达的遗传改良体后，这看似不可能完成的目标最终得以实现。

1986年，Uchimiya等首先获得了卡那霉素抗性的转基因水稻愈伤组织，相隔2年，世界上就前后有3个实验室分别获得了转基因水稻植株。直到1988年第一批转基因水稻问世之后，越来越多的研究者利用转基因技术对传统的水稻进行改良，成功地获得了许多具有高产、抗性、营养乃至药用价值的转基因水稻。

1993年，Fujimoto等首次报道成功获得转基因水稻以来，众多研究者又相继将不同类型的杀虫蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因和植物或动物源凝集素基因转入不同水稻品种，获得一系列对靶标害虫控制效果显著的转单价或多价抗虫基因水稻。

随着研究的不断深入，华中农业大学以抗虫转基因水稻为对象，经历无数实验和探究形成了自身独有的完整体系。中国首次批准的转基因水稻生产应用安全证书，便是由农业部下发到华中农大。首批两个转基因水稻品种“华恢1号”和“Bt汕优63”，均由该校作物遗传改良国家重点实验室研发而成。安全证书的有效期为2009年8月17日至2014年8月17日，种植区域限定在湖北省。

三、转基因水稻的技术进展

（一）水稻转基因方法

水稻转基因的方法有很多种，具体为：原生质体为受体的转化方法和非原生质体转化法。

1.原生质体为受体的转化方法：

早期的转基因水稻是通过将外源DNA直接导入原生质体的方法获得再生植株的，主要方法有PEG法、电激法和脂质体转化法。在20世纪80年代，PEG转化法和电激法占据了主要地位。

（1）PEG转化法：PEG转化法是禾谷类作物转化方法中最早应用方法之一。原理是利用聚乙二醇(PEG)及高pH条件诱导原生质体在体外摄取外源DNA。原生质体作为受体，具有群体数大、DNA分子易于进入、易获得纯合性的转化子等优点，但原生质体培养难度大、再生频率低、周期长。

（2）电激法：电激法也叫电穿孔法，原理是利用短暂的电场脉冲作用，使原生质体膜形成可逆的瞬间通道，使DNA进入细胞。

（3）脂质体转化法：脂质体是由磷脂组成的膜状结构，将DNA分子包在脂质体内与原生质体共保温，通过两者之间膜结构的相互作用，可以将DNA分子高效地导入到植物原生质体中去。脂质体法介导外源DNA转化可免受细胞内核酸酶的降解作用，同时还具有提高DNA浓度的效果，故转化频率较高、操作较为简便、对原生质体无毒害。缺点是需要制备原生质体和建立原生质体再生体系。

2.非原生质体转化法

为了解决基因转化对原生质体的依赖，通过研究获得了非原生质体转化的方法。主要方法有基因枪介导转化法、农杆菌介导转化法、花粉管通道转化法。

（1）基因枪介导转化法：基因枪介导转化法是将外源DNA或RNA吸附于金粉或钨粉颗粒上，通过高压加速使之穿过转化受体的细胞壁，最终使外源基因整合到植物基因组中。再经过细胞和组织培养技术，再生出植株，选出其中的阳性植株即为转基因植株。

（2）农杆菌介导转化法：农杆菌介导转化法就是将外源基因插入农杆菌的质粒上，由载体将外源基因转移并整合到植物细胞基因组中。该法利用天然的转