转基因技术发展历程及前景展望

转基因技术发展历史 1945年首次使用分子生物学这一术语，主要指针对生物大分子的化学和物理结构的研究。 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、解剖和分类开始，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，生物学以生物大分子为研究目标，分子生物学开始形成了独立的学科。 分子生物学是针对所有生物学现象的分子基础进行研究。这一术语由Willian Astbury于1945年首次使用，主要指针对生物大分子的化学和物理结构的研究。

1871年，Miescher从死的白细胞核中分离出DNA。 1871年，Miescher从死的白细胞核中分离出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。如果加入少量DNA酶，这种转化立即消失，但加入各种蛋白水解酶则不能改变这种变化。这一著名的实验证明了引起细菌遗传改变的物质为DNA。 1949年发现了了Chargaff规律：G=C，A=T；以及DNA具有典型的螺旋结构 随着核酸化学研究的不断发展，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纤维的结构，表明了DNA具有典型的螺旋结构，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 1953年，Watson和Crick提出了DNA双螺旋模型。该模型表明，DNA具有自身互补的结构，根据碱基配对原则，DNA中贮存的遗传信息可以精确地进行复制。这一理论奠定了现代分子生物学的基础。 1970年Smith从大肠杆菌中分离出第一个限制性内切酶 于1970年从大肠杆菌中分离出第一个能切割DNA的酶，它可以在DNA核苷酸序列的专一性位点上切割DNA分子，这种酶被称为限制性内切酶，以后很多种限制性酶陆续被分离出来，目前已有数百种。 限制性内切酶的分离成功使得重组DNA 成为可能。因为DNA是一个长链的生物高分子，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‚分子剪刀‛正好可以实现这一功能。 1972年Berg首次成功进行了重组DNA的克隆 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分子有效地插入到细菌细胞之中，重组的DNA进行繁殖，产生了重组DNA的克隆。Berg是重组DNA或基因工程技术的创始人，并于1980年获得了诺贝尔奖。 重组DNA技术的出现奠定了现代转基因技术的基础。转基因技术的基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发了关于转基因安全性的深入思考。1975年的阿西拉玛大会（Asilomar Conference）上，科学家建议政府对重组DNA相关研究进行监管。 1978年重组DNA技术公司-Genetech利用重组DNA技术创建了一个新的大肠杆菌菌系，用于生产人胰岛素。 之后不久，Herbert Boyer创建全球第一个重组DNA技术公司-Genetech，并于1978年宣布利用重组DNA技术创建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领先遗传科学（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进行田间试验，但该试验由于反生物技术人士的阻扰而一再延期。同年，孟山都公司取消了一项表达杀虫蛋白的基因工程微生物的田间试验。

20世纪80年代后期到90年代初期，包括粮农组织（FAO）、世界卫生组织（WHO）在内的一些国际组织开始制定关于转基因植物及其产品的安全评价规范。

80年代后期，在加拿大、美国开始出现小规模的转基因植物田间试验。90年代中期，美国首次批准转基因植物大面积种植，从而揭开了转基因植物商业化应用飞速发展的序幕。

国际转基因食品发展现状 转基因食品发展领域 自世界上第一例转基因烟草1983年问世以来，转基因技术研究范围不断扩大，到2009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、品质改良等 大面积种植的转基因作物有棉花、大豆、水稻、玉米等。由于转基因大豆基础研究进行的较早技术成熟 所以其推广面积一直领先于棉花、水稻等作物。 转基因技术应用综述 近十几年来， 现代生物技术的发展在农业上显示出强大的潜力， 并逐步发展成为能够产生巨大社会效益和经济利益的产业。世界很多国家纷纷将现代生物技术列为国家优先发展的重点领域， 投入大量的人力、物力和财力扶持生物技术的发展。截至2009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年的发展。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]。转基因食品在飞速发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接受。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健康。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，也表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。 国际转基因技术发展差异 但是， 转基因食品在世界各个国家和地区之间的发展是不均衡的。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%。美国大豆联合会预计转基因大豆的种植面积可能达到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，降低了饲养成本。另外，还发现了通过运用能控制和刺激产奶的基因而使牛奶增产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%左右的大豆和玉米播种面积采用转基因处理的种子。在阿根廷，1／3以上的大豆播种面积采用了经过改变基因的豆种。世界上应用转基因技术比较多的国家还有墨西哥、西班牙和南非等。

转基因技术发展趋势 基因技术是一项投入和产出都十分巨大的高新技术，有着巨大的知识价值和经济价值。 基因技术是一项投入和产出都十分巨大的高新技术，有着巨大的知识价值和经济价值。从某种意义上讲，基因技术代表着一个国家的科技水平，世界各国都把生物技术特别是基因研究确定为 21 世纪经济科技发展的关键技术，生产符合人类需要的基因食品已经越来越明朗化和可操作化。 转基因技术在解决生存危机方面具有重要作用 全球的人口正在增长。到 2020 年世界人口将增至 75 亿， 到 2050 年将达到 100 亿，届时能源枯竭和环境污染将会使人类陷入生存的危机[4]。 20 世纪 60~70年代进行的粮食生产方面的 “绿色革命” 增加了作物的品种，配合使用农用化学品(肥料和杀虫剂)使产量大增，从而使全球的粮食产量增加达到3倍。自20世纪80年代全球粮食产量达到高峰后，由于多次种植使土地的肥力消耗和保护农作物的化学物失效等原因使粮食产量在下降。通过传统的繁育技术不太可能让现有的作物产量继续增长，因此，利用转基因技术来寻找增加粮食生产的新途径就变得极其重要，同时还可以减少农业和食品生产对环境造成的负担。毫无疑问，21世纪是生物技术蓬勃发展的时代，转基因食品的兴起是生物技术革命的必然，它将给人类带来巨大的社会财富和美好的前景。 转基因技术带给我们的不仅是餐桌上的革命， 巨大的市场和高额的利润，而且将改变我们的思维和生活方式。 尽管在世界范围内对转基因食品的安全性有很多争议，但这不影响转基因食品技术的迅速发展。可以预计，转基因食品在不久的将来很快会成为人类食品的主要来源。转基因技术带给我们的不仅是餐桌上的革命， 巨大的市场和高额的利润，而且将改变我们的思维和生活方式。 转基因技术也将有利于人类的身体健康 除此之外，第二代转基因食品的营养作用会使人类的身体更加健康; 抗虫和抗除草剂的转基因植物食品使人类免除了农药污染而造成的身体损害。因此，转基因食品以其高的产量和功能性、营养性必将有广阔的发展前景。 总结：转基因技术的发展趋势不可阻挡 应该看到，从世界范围看，转基因食品并不是随意推向市场的。我国对生物工程的研究和开发，是在保护人民健康和资源环境的基础上进行的。对转基因产品管理和监控是有法可依、有章可循的。1993年原国家科委发布了(基因工程安全管理办法)，1996年农业部又发布了《农业生物基因工程安全管理实施办法》，农业部每年受理两批基因工程体的安全评价，目前已受理了193项，批准进入商业化生产的仅有6项。在这种管理体系下，经过安全评价和检测的转基因产品，是安全的。 由于发展较早，美国、加拿大对转基因食品采取一种较为宽容的政策，他们采取的是备案制。在经过评价后，被视为安全的工程体和产品就不再受监控了。 从长远看，利用基因工程改良农作物已势在必行。这首先是由于全球人口的压力不断增大。专家们估计，今后40年内，全球人口将比目前增加50％。为此，粮食产量必须增加75％才能解决世界人口吃饭问题。而城市化程度的提高，可耕地的萎缩，更加深了绿色革命的迫切性。另外，人口老龄化对医疗系统的压力也不断增加，开发有助于增强人体健康的食品十分必要。 转基因作物和食品的安全性，关键还看是否有一整套国际标准和相关规则。没有规矩不成方圆。只有正确地引导转基因农产品的开发和运用，规范检测手段，才能确保转基因农产品的食用安全和生态环境的安全。 据报道，联合国粮农组织、经合组织、世界卫生组织正在成立有关专家工作小组，准备对转基因食品的开发、生产及销售确定相关规则，计划于2000年7月以前拿出具体方案。 顺民心则得天下。据悉，目前一些欧美企业正在积极调整开发转基因农产品战略。他们从消费者利益出发，从盲目增加产量转向注重转基因农产品的务实性和高附加价值。如杜邦公司计划在2002年以前开发抑制骨质增生的大豆，2005年开发出亚油酸含量高的防癌大豆，并计划利用生命工程技术提高玉米等农产品的附加值，为人类造福，为企业增加效益。