轉(zhuǎn)基因植物
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轉(zhuǎn)基因植物(Transgene plant)是擁有來(lái)自其他物種基因的植物。該基因變化過(guò)程可以來(lái)自不同物種之間的雜交，但今天該名詞更多的特指那些在實(shí)驗(yàn)室里通過(guò)重組DNA技術(shù)人工插入其他物種基因以創(chuàng)造出擁有新特性的植物。
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概念簡(jiǎn)介
轉(zhuǎn)基因植物的研究主要在于改進(jìn)植物的品質(zhì)，改變生長(zhǎng)周期或花期等提高其經(jīng)濟(jì)價(jià)值或觀賞價(jià)值；作為某些蛋白質(zhì)和次生代謝產(chǎn)物的生物反應(yīng)器，進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)；研究基因在植物個(gè)體發(fā)育中，以及正常生理代謝過(guò)程中的功能。
以植物作為生物技術(shù)的實(shí)驗(yàn)材料有其特定的優(yōu)點(diǎn)，那就是植物細(xì)胞大部分都有全能性(totipotency)，可以用單個(gè)細(xì)胞分化發(fā)育出整個(gè)植株。這樣，經(jīng)過(guò)基因工程改造的單個(gè)植物細(xì)胞有可能再生成一棵完整的轉(zhuǎn)基因植株。這些植株還可通過(guò)有性生殖過(guò)程把改變了的性狀遺傳給下一代。
植物基因工程用作外源基因的轉(zhuǎn)化受體有許多種，包括胚性愈傷組織(cai—lus)、分生細(xì)胞、幼胚、成熟胚、受精胚珠、種子和原生質(zhì)體等。從這些受體細(xì)胞都可獲得再生的轉(zhuǎn)基植株。
植物基因轉(zhuǎn)化方法
①農(nóng)桿菌介導(dǎo)法：農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒可以作為載體。Ti質(zhì)粒上有兩個(gè)區(qū)域，一個(gè)是T-DNA區(qū)，這是能夠轉(zhuǎn)移并整合進(jìn)植物受體的區(qū)段；另一個(gè)是Vir區(qū)，它編碼實(shí)現(xiàn)質(zhì)粒轉(zhuǎn)移所需的蛋白質(zhì)。將待轉(zhuǎn)化的外源基因先克隆在大腸桿菌質(zhì)粒上，然后將此質(zhì)粒轉(zhuǎn)入不會(huì)引起冠癭瘤的農(nóng)桿菌(這種菌的Ti質(zhì)粒已除去了T-DNA)，使外源基因通過(guò)同源重組整合在Ti質(zhì)粒上；然后用帶有外源基因的這種農(nóng)桿菌去轉(zhuǎn)化植物細(xì)胞，將外源基因轉(zhuǎn)入植物細(xì)胞的基因組。
②直接轉(zhuǎn)入法：這是將裸露的DNA直接導(dǎo)入植物細(xì)胞，然后將這些細(xì)胞在體外培養(yǎng)再生出植株。裸露的DNA的轉(zhuǎn)化效率較低，因而要輔之以高效率的組織培養(yǎng)系統(tǒng)。
植物細(xì)胞有一層很厚的細(xì)胞壁，因此需先去除植物細(xì)胞壁，使之成為原生質(zhì)體，然后用來(lái)直接轉(zhuǎn)入外源DNA。當(dāng)然，也可用機(jī)械的方法將DNA直接注入植物細(xì)胞而毋須去除細(xì)胞壁，這類(lèi)方法有用顯微操縱儀把DNA直接注入植物細(xì)胞，也可在金屬微粒上蘸涂了外源DNA，把它當(dāng)作子彈，用“基因槍”轟擊植物組織而進(jìn)入植物細(xì)胞。
③原生質(zhì)體融合：將不同物種的原生質(zhì)體進(jìn)行融合，可實(shí)現(xiàn)兩種基因組的結(jié)合。也可將一種細(xì)胞的細(xì)胞器，如線粒體或葉綠體與另一種細(xì)胞融合，此時(shí)，是一種細(xì)胞的細(xì)胞核處于兩種細(xì)胞來(lái)源的細(xì)胞質(zhì)中，這就形成了胞質(zhì)雜種(cybrid)。
④花粉管通道法：在授粉后向子房注射含目的基因的DNA溶液，利用植物在開(kāi)花、受精過(guò)程中形成的花粉管通道，將外源DNA導(dǎo)入受精卵細(xì)胞中，并進(jìn)一步整合到受體細(xì)胞的基因中，隨受精卵的發(fā)育而成為轉(zhuǎn)基因新個(gè)體。該方法是由我國(guó)學(xué)者在20世紀(jì)80年代提出的。我國(guó)目前推廣面積最大的轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉就是采用花粉管通道法培育出來(lái)的。
國(guó)外轉(zhuǎn)基因植物產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀
植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)是指把從動(dòng)物、植物或微生物中分離到的目的基因，通過(guò)各種方法轉(zhuǎn)移到植物的基因組中，使之穩(wěn)定遺傳并賦予植物新的農(nóng)藝性狀，如抗蟲(chóng)、抗病、抗逆、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)等。隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的迅速發(fā)展，植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)方興未艾。自從1983年首次獲得轉(zhuǎn)基因植物后，至今已有35科120多種植物轉(zhuǎn)基因獲得成功。1986年首批轉(zhuǎn)基因植物被批準(zhǔn)進(jìn)入田間試驗(yàn)，至今國(guó)際上已有30個(gè)國(guó)家批準(zhǔn)數(shù)千例轉(zhuǎn)基因植物進(jìn)入田間試驗(yàn)，涉及的植物種類(lèi)有40多種。
目前，農(nóng)作物生物技術(shù)育種的研究已經(jīng)不再處于實(shí)驗(yàn)室階段，而是進(jìn)入了實(shí)際應(yīng)用，走到了商業(yè)化階段。近年來(lái)，轉(zhuǎn)基因植物在全球的種植面積增長(zhǎng)迅速，種植轉(zhuǎn)基因植物的國(guó)家從1992年的1個(gè)增長(zhǎng)到1996年的6個(gè)，1998年9個(gè)，1999年進(jìn)一步擴(kuò)大到12個(gè)國(guó)家。全球轉(zhuǎn)基因植物的種植面積1996年僅為170萬(wàn)hm2，1997年為1100萬(wàn)hm2，1998年增長(zhǎng)到2780萬(wàn)hm2，1999年又比1998年增長(zhǎng)44%，達(dá)到3990萬(wàn)hm2。
美國(guó)轉(zhuǎn)基因植物的商業(yè)化速度進(jìn)展很快，其推廣應(yīng)用走在其它國(guó)家的前列。1994年國(guó)Calgene公司研制的轉(zhuǎn)基因延熟番茄首次進(jìn)入商業(yè)化生產(chǎn)，到1998年底就有30多例轉(zhuǎn)基因植物被批準(zhǔn)進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)。1999年全球轉(zhuǎn)基因植物種植面積中，美國(guó)就占72％，達(dá)2870萬(wàn)hm2；其次是阿根廷670萬(wàn)hm2；占17％；加拿大400萬(wàn)hm2，占10％；我國(guó)名列第4位，1999年種植面積達(dá)30萬(wàn)hm 2，占1％，其他國(guó)家的種植面積都小于1％。
種植的轉(zhuǎn)基因植物種類(lèi)主要有：大豆（占54％），玉米（占28％），棉花（占9％），Canola油菜（占9％），馬鈴薯、西葫蘆和木瓜的比例都小于1％。按轉(zhuǎn)基因植物的性狀劃分，抗除草劑占71％，如抗除草劑的大豆（54％）、Canola油菜（9％）、玉米（4％）和棉花（4％）：抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因植物占22％，主要是抗蟲(chóng)玉米（19％）和抗蟲(chóng)棉（3％）；抗蟲(chóng)兼抗除草劑占7％，主要是抗蟲(chóng)兼抗除草劑的玉米（5％）和棉花（2％）；抗病毒和其它性狀轉(zhuǎn)基因植物的比例小于1％。
轉(zhuǎn)基因植物的產(chǎn)業(yè)化，尤其是轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的產(chǎn)業(yè)化，由于提高產(chǎn)量、減少除草劑、殺蟲(chóng)劑等農(nóng)藥使用量和節(jié)約大量勞力，而帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。近5年來(lái)，全球轉(zhuǎn)基因植物的銷(xiāo)售額成倍增長(zhǎng)，1995年僅7500萬(wàn)美元，1996年增加了3倍達(dá)2.35億美元，1997年和1998年繼續(xù)增長(zhǎng)，到1999年達(dá)到21∽23億美元?！ ?/p>
中國(guó)轉(zhuǎn)基因植物研究與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展
在國(guó)家“863”高新技術(shù)研究與發(fā)展計(jì)劃及國(guó)家科技攻關(guān)計(jì)劃的資助下，我國(guó)轉(zhuǎn)基因植物的研究和開(kāi)發(fā)取得了顯著的進(jìn)展，有些研究已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。據(jù)1996年國(guó)生物技術(shù)學(xué)會(huì)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)投入研究和開(kāi)發(fā)的轉(zhuǎn)基因植物達(dá)47種，涉及各類(lèi)基因103種。近年來(lái)有近20種轉(zhuǎn)基因植物進(jìn)入了田間試驗(yàn)或環(huán)境釋放階段。至1999年，農(nóng)業(yè)部批準(zhǔn)可進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)的國(guó)內(nèi)研制的轉(zhuǎn)基因植物有5種，它們分別是：抗蟲(chóng)棉花、改變花色的矮牽牛、延熟番茄、抗病毒的甜椒和番茄。
1、植物抗蟲(chóng)基因工程
在國(guó)家＂863＂計(jì)劃的支持下，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所成功地人工合成和改造了植物抗蟲(chóng)害的Bt基因，獲得了高抗棉鈴蟲(chóng)的轉(zhuǎn)基因棉花品種和品系。此外，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花所、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)和山西省農(nóng)科院棉花所等單位還以轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉為親本，育成了一批抗蟲(chóng)能力在80％以上，單產(chǎn)比主栽品種高15％以上的轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)雜交棉組合。擁有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的抗蟲(chóng)棉花的育成和大面積推廣應(yīng)用，標(biāo)志著我國(guó)轉(zhuǎn)基因植物研究開(kāi)始進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段。
為了有效控制水稻害蟲(chóng)的危害，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所和華中農(nóng)業(yè)大學(xué)合作成功地獲得了轉(zhuǎn)Bt基因雜交水稻，對(duì)二化螟、三化螟和稻縱卷葉螟的毒殺效果達(dá)到95％。浙江農(nóng)業(yè)大學(xué)（現(xiàn)已并入浙江大學(xué)）也成功地將Bt基因?qū)胨驹绲酒贩N。目前轉(zhuǎn)Bt基因抗螟蟲(chóng)水稻已進(jìn)入環(huán)境釋放階段。中國(guó)科學(xué)院遺傳所研制成功的轉(zhuǎn)CpTI基因抗蟲(chóng)水稻也分別獲準(zhǔn)在北京、福建和山西進(jìn)入中間試驗(yàn)和環(huán)境釋放。此外，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的轉(zhuǎn)基因抗玉米螟玉米、復(fù)旦大學(xué)遺傳所研制的轉(zhuǎn)基因抗褐習(xí)虱水稻、中國(guó)科學(xué)院微生物研究所和中國(guó)林業(yè)科學(xué)院林研所研制的抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因楊樹(shù)也都進(jìn)入環(huán)境釋放階段。
2、抗病基因工程
中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所已成功地人工合成和改造了來(lái)自天蠶蛾的抗菌肽基因，并導(dǎo)入我國(guó)馬鈴薯主栽品種米拉，獲得抗病性提高I∽Ⅲ級(jí)的抗青枯病的轉(zhuǎn)基因株系，現(xiàn)已經(jīng)農(nóng)業(yè)部批準(zhǔn)在四川省進(jìn)行環(huán)境釋放。目前抗菌肽基因已經(jīng)供給國(guó)內(nèi)10多家研究單位，進(jìn)行抗水稻白葉枯病、馬鈴薯軟腐病、花生和番茄的青枯病、大白菜軟腐病、柑桔細(xì)菌性潰瘍病、桑樹(shù)和桉樹(shù)青枯病、櫻桃根腫病等抗細(xì)菌病基因工程研究。
白葉枯病也是危害水稻生產(chǎn)的最為嚴(yán)重的病害之一。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所與國(guó)外合作研制成功的轉(zhuǎn)Xa21基因抗白葉枯病水稻明恢63株系已分別在安徽省和海南省進(jìn)行環(huán)境釋放；華中農(nóng)業(yè)大學(xué)和中國(guó)科學(xué)院遺傳所研制的轉(zhuǎn)Xa21基因抗白葉枯病水稻也分別進(jìn)入中試階段。
真菌病也是嚴(yán)重影響農(nóng)作物生產(chǎn)的一類(lèi)病害。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所與中國(guó)科學(xué)院上海植物生理研究所等單位合作，成功地克隆和修飾了植物來(lái)源的幾丁質(zhì)酶基因和葡萄糖氧化酶基因，通過(guò)花粉管通道法分別將這兩個(gè)基因?qū)朊藁?，獲得了抗黃萎病和枯萎病和枯萎的轉(zhuǎn)基因棉花，這些株系在病圃中表現(xiàn)良好，現(xiàn)已進(jìn)入中試階段。
在抗病毒的基因工程方面，國(guó)內(nèi)也取得了很好進(jìn)展。北京大學(xué)克隆了煙草花葉病毒TMV、黃瓜花葉病毒CMV、馬鈴薯X病毒等中國(guó)株系以及水稻矮縮病毒的外殼蛋白基因，研制成功的抗黃瓜花葉病毒甜椒和番茄都已經(jīng)分別在云南和福建進(jìn)入中試或環(huán)境釋放。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料研究所研制的轉(zhuǎn)基因抗條紋病毒花生、北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心育成的抗蕪菁花葉病毒白菜和新疆農(nóng)科院核技術(shù)生物技術(shù)所獲得的抗黃瓜花葉病毒轉(zhuǎn)基因甜瓜都已分別進(jìn)入中試。此外，國(guó)內(nèi)一些研究單位還獲得了抗環(huán)斑病毒（PRSV）的番木瓜，抗黃矮病和黃花葉病毒的小麥等抗病毒病的基因工程植株。
3、植物抗逆基因工程
我國(guó)在抗鹽基因工程上已取得了一些進(jìn)展，先后克隆了脯氨酸合成酶（proA），山菠菜堿脫氫酶（BADH），磷酸甘露醇脫氫酶（mtl）及磷酸山梨醇脫氫酶（gutD）等與耐鹽相關(guān)基因，通過(guò)遺傳轉(zhuǎn)化獲得了而1％NACL的苜蓿、耐0.8％NACL的草莓及耐2％NACL的煙草，這些轉(zhuǎn)基因植物已進(jìn)入田間試驗(yàn)階段。中國(guó)科學(xué)院遺傳所將BADH基因?qū)胨荆@得的轉(zhuǎn)基因水稻有交較高的耐鹽性，并能在鹽田中結(jié)實(shí)。
4、植物品質(zhì)改良的基因工程
北京大學(xué)已將編碼必需氨基酸的基因轉(zhuǎn)入馬鈴薯，獲得含高必需氨基酸的馬鈴薯品系，這些品系已在內(nèi)蒙試種，正準(zhǔn)備進(jìn)入中試開(kāi)發(fā)。中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)成功地將高賴氨酸基因?qū)胗衩祝@得的轉(zhuǎn)基因玉米中賴氨酸含量比對(duì)照提高10％。
在控制植物發(fā)育的基因工程中，較為成熟的技術(shù)延遲成熟番茄的研究。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)和中國(guó)科學(xué)院植物所分別獲得了這種轉(zhuǎn)基因番，貯存時(shí)間可延長(zhǎng)1∽2個(gè)月，有的可達(dá)80多天。1997年農(nóng)業(yè)部基因工程安全委員會(huì)已批準(zhǔn)這種耐儲(chǔ)存番茄進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)。中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)利用反義基因技術(shù)培育的耐儲(chǔ)存番茄新品種已進(jìn)行環(huán)境釋放。
北京大學(xué)成功地將與植物花青素代謝有關(guān)的查而酮合酶基因?qū)牖ɑ苤参锇珷颗?，轉(zhuǎn)基因矮牽牛的花色呈現(xiàn)自然界沒(méi)有的變異，提高了花卉的觀賞價(jià)值。轉(zhuǎn)基因蘭花和轉(zhuǎn)基因非洲菊的研究工作正在進(jìn)行中。
5、植物葉綠體基因工程
中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所在國(guó)內(nèi)較早開(kāi)始進(jìn)行植物葉綠體遺傳轉(zhuǎn)化研究。1996年建立了煙草葉綠體遺傳轉(zhuǎn)化體系，并成功地將Bt基因?qū)霟煵萑~綠體中，轉(zhuǎn)基因植物殺蟲(chóng)效果顯著]。他們還將固氮酶基因（nifH和nifM）、抗劑基因（bar基因）和綠色熒光蛋白（GFP）基因?qū)肓藷煵萑~綠體。
6、植物生物反應(yīng)器
利用轉(zhuǎn)基因植物作為生物反應(yīng)器生產(chǎn)藥用蛋白的研究逐漸受到各國(guó)的重視，研究探索的熱點(diǎn)之一是利用轉(zhuǎn)基因植物生產(chǎn)口服疫苗。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所的科研人員將乙型肝炎病毒表面抗原基因?qū)腭R鈴薯和蕃茄，飼喂小鼠試驗(yàn)檢測(cè)到較高的保護(hù)性抗體，濃度足以對(duì)人類(lèi)產(chǎn)生保護(hù)作用。該所還進(jìn)行了利用植物葉綠體作為生物反應(yīng)器生產(chǎn)藥用蛋白的探索，目前已將丙肝病毒（HCV）抗原基因?qū)胍略迦~綠體。利用轉(zhuǎn)基因植物生產(chǎn)口服疫苗可以大大降低疫苗的生產(chǎn)成本，在發(fā)展中國(guó)家更有良好的發(fā)展前景?！ ?/p>
轉(zhuǎn)基因植物發(fā)展
2001年世界轉(zhuǎn)基因植物商品化種植面積達(dá)到5260萬(wàn)公頃，其中我國(guó)的種植面積為150萬(wàn)公頃，是2000年的3倍，成為世界轉(zhuǎn)基因作物種植面積增長(zhǎng)最快的國(guó)家。其主要原因一方面是因?yàn)橐验_(kāi)發(fā)的產(chǎn)品效果良好，受到農(nóng)戶的重視而加大了種植面積；另一方面是由于國(guó)家加大了研究力度，轉(zhuǎn)基因植物的新技術(shù)和新產(chǎn)品不斷產(chǎn)生。
1、抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因植物
2001年，轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉在已經(jīng)取得重大成績(jī)的基礎(chǔ)上又有新的突破。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所的抗蟲(chóng)棉基因?qū)＠熬幋a殺蟲(chóng)蛋白質(zhì)融合基因和表達(dá)載體及其應(yīng)用”獲得國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局和世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織授予的中國(guó)專(zhuān)利金獎(jiǎng)。同時(shí)，雙價(jià)轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉SGK321也順利通過(guò)河北省品種審定委員會(huì)審定，標(biāo)志著我國(guó)在雙基因抗蟲(chóng)棉研究領(lǐng)域處于國(guó)際領(lǐng)先地位。目前，SGK321已經(jīng)通過(guò)了農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全性評(píng)價(jià)，并獲準(zhǔn)在晉、冀、魯、豫、皖進(jìn)行商品化生產(chǎn)，在湖北進(jìn)行環(huán)境釋放。綜合2000年和2001年兩年區(qū)試結(jié)果，SGK321早熟性明顯優(yōu)于其他品種，霜前皮棉畝產(chǎn)75.4公斤，相當(dāng)于對(duì)照抗蟲(chóng)雜交種的93.4%。該品種纖維品質(zhì)好，長(zhǎng)度為29.2毫米，比強(qiáng)度29.4厘米/特克斯，馬克隆值4.8，抗蟲(chóng)性突出。
到目前為止，我國(guó)已審定抗蟲(chóng)棉品種14個(gè)，其中單價(jià)棉11個(gè)，分別為：GK1(國(guó)抗1號(hào))、GK12(國(guó)抗12號(hào))、GK19(國(guó)抗19號(hào))、GK22(國(guó)抗22號(hào))、GK30(魯棉研16號(hào))、GK95-1(晉棉26號(hào))和GK46(晉棉31號(hào))、GKz10(魯棉研15號(hào))、GKz13(魯RH-1)、GKz6(中棉所38)和GKz8(南抗3號(hào))；雙價(jià)棉3個(gè)，分別為：sGK321、sGK9708(中棉所41)、sGK5(新研96-48)。這些抗蟲(chóng)棉品種均高抗棉鈴蟲(chóng)，具有較好的品質(zhì)性狀及豐產(chǎn)性。同時(shí)，還培育出一批具有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的抗蟲(chóng)棉品種，其中雜交棉品種2個(gè)（魯H9513和中抗雜5號(hào)），常規(guī)品種2個(gè)（ZGK9708和魯S6145）。此外還有正在參加國(guó)家區(qū)試的有潛力的品種6個(gè)，雜交棉4個(gè)。2001年國(guó)產(chǎn)抗蟲(chóng)棉已經(jīng)在河北、河南、山西、山東、湖南、湖北、江蘇、安徽、新疆、遼寧等17個(gè)省市推廣60萬(wàn)公頃，占據(jù)了國(guó)內(nèi)抗蟲(chóng)棉43.3％的市場(chǎng)份額。加上孟山都公司的抗蟲(chóng)棉，2001年轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉的種植面積達(dá)到了全國(guó)棉花種植面積的31％，種植農(nóng)戶超過(guò)350萬(wàn)戶。
在抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因水稻方面，中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研制的轉(zhuǎn)SCK基因（修飾豇豆蛋白酶抑制劑基因）抗蟲(chóng)水稻在福建已連續(xù)進(jìn)行了5年大田試驗(yàn)。經(jīng)鑒定，其對(duì)二化螟田間防治效果達(dá)90－100％，稻縱卷葉螟抗性達(dá)81－100％，對(duì)大螟62.6－63.9％，稻苞蟲(chóng)83.9%。鑒于目前政策原因暫時(shí)還不能大面積推廣種植，但已采取多地區(qū)多點(diǎn)進(jìn)行大田試驗(yàn)。該轉(zhuǎn)基因水稻的食品安全性檢測(cè)已基本完成，結(jié)果表明與常規(guī)稻無(wú)明顯差異。目前正進(jìn)一步發(fā)展無(wú)選擇標(biāo)記、高效表達(dá)、多價(jià)抗蟲(chóng)基因等轉(zhuǎn)基因水稻新品種。
中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)從Bt菌株克隆得到一種沉默的新殺蟲(chóng)基因cry1Ie1，該基因表達(dá)的毒蛋白對(duì)亞洲玉米螟顯示了高殺蟲(chóng)活性，目前國(guó)際上已經(jīng)確定了其在分類(lèi)上的模式基因地位。該基因及該基因與cry1A基因的組合已申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步完成了cry1Ie1和cry1Ac基因的密碼子改造和原核、真核表達(dá)載體的構(gòu)建，改造基因的殺蟲(chóng)活性鑒定正在進(jìn)行之中。
2、抗病轉(zhuǎn)基因植物
中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所和國(guó)外單位合作定位和克隆成功的白葉枯病抗性基因Xa21通過(guò)獨(dú)創(chuàng)的水稻Xa21基因農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)大量轉(zhuǎn)化高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水稻品種明恢63、珍汕97B、鹽恢559、太湖粳6、培矮64S、C418、8706和中花11等?？剐苑治鲲@示這些轉(zhuǎn)基因系對(duì)19個(gè)不同的白葉枯病原菌株包括9個(gè)菲律賓小種，3個(gè)日本小種和7個(gè)我國(guó)病原型高度抗性，接種鑒定病斑面積小于10%。多數(shù)Xa21轉(zhuǎn)基因系的抗性強(qiáng)于Xa21基因供體IRBB21，這表明在不同的遺傳背影下Xa21仍保留了對(duì)白葉枯病的高度抗性和廣譜抗性。目前部分轉(zhuǎn)基因株系已經(jīng)進(jìn)入中試階段。
中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)利用已建立的小麥高頻遺傳轉(zhuǎn)化體系，利用基因槍轟擊法將小麥黃花葉病毒（WYMV）外殼蛋白基因、菌傳相關(guān)72kDa蛋白基因和RNaseIII、2-5A System等目的基因分別導(dǎo)入小麥，獲得多種抗病毒轉(zhuǎn)基因株系。其中NY-8等50份材料已通過(guò)國(guó)家生物安全審定批準(zhǔn)進(jìn)入田間試驗(yàn)。從中篩選獲得了多個(gè)保持了受體品系的優(yōu)良綜合農(nóng)藝性狀、抗病毒能力達(dá)到極顯著水平的品系，并首次在禾谷類(lèi)作物上確認(rèn)了由轉(zhuǎn)基因沉默所介導(dǎo)的抗病毒機(jī)制。
中國(guó)水稻研究所等單位通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)將昆蟲(chóng)抗菌肽基因通過(guò)基因槍技術(shù)或通過(guò)pCBl載體導(dǎo)入水稻未成熟胚，獲得抗細(xì)菌病轉(zhuǎn)基因水稻植株，實(shí)驗(yàn)證明轉(zhuǎn)基因水稻在溫室條件下對(duì)白葉枯病菌和水稻細(xì)條病菌的抵抗能力增強(qiáng)，并表現(xiàn)其遺傳穩(wěn)定性。
中國(guó)農(nóng)科院生物技術(shù)研究所與中國(guó)科學(xué)院上海植物生理研究所等單位合作成功地克隆和修飾了植物來(lái)源的幾丁質(zhì)酶基因和葡萄糖氧化酶基因，獲得了抗黃萎病和枯萎病的轉(zhuǎn)基因棉花，現(xiàn)已進(jìn)入中試階段。
3、轉(zhuǎn)基因植物反應(yīng)器
中國(guó)科學(xué)院上海植物生理研究所開(kāi)展了利用煙草花葉病毒（TMV）作為表達(dá)載體應(yīng)用于植物生物反應(yīng)器的研究，用該方法大規(guī)模表達(dá)口蹄疫病毒表面抗原多肽，制備高效，安全，廉價(jià)的重組口蹄疫疫苗。該研究利用自建的TMV本地株系基因組cDNA突變體庫(kù)，在外源肽的表達(dá)上取得了較大突破。已獲得能融合表達(dá)長(zhǎng)達(dá)31肽的各種口蹄疫病毒表面抗原肽的重組TMV。重組病毒具有穩(wěn)定的系統(tǒng)感染能力，每克煙草鮮葉中可得到1毫克以上高純度的融合蛋白。并且找到了簡(jiǎn)單有效的從煙草中大規(guī)模純化病毒蛋白工藝路線及重組疫苗的配制技術(shù)。
4、轉(zhuǎn)基因植物品質(zhì)改良
浙江省農(nóng)科院在國(guó)際上首次從光合產(chǎn)物分配的角度，提出了利用反義PEP基因提高油菜種子含油量的技術(shù)路線，據(jù)此構(gòu)建了反義PEP基因，利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)途徑，將反義PEP基因?qū)胗筒嘶蚪M，相繼獲得了多批反義PEP基因油菜植株。育成的"超油一號(hào)"含油量達(dá)47.4％，"超油二號(hào)"含油量高達(dá)52.82％，含油量均比傳統(tǒng)品種提高25％以上，成為目前國(guó)際上含油量最高的甘藍(lán)型油菜。打破了我國(guó)長(zhǎng)江流域油菜含油量在37％~43％長(zhǎng)期徘徊的局面，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)油菜種子含油量的突破。
揚(yáng)州大學(xué)及中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所等分離并克隆了與水稻種子中淀粉合成相關(guān)的基因：淀粉分支酶Sbe1、淀粉分支酶Sbe3和可溶性淀粉合成酶SSS，以及水稻胚乳特異性表達(dá)基因啟動(dòng)子元件Gt1、GluB-1、RP5和RAG1。構(gòu)建了可轉(zhuǎn)化水稻的、含有義或反義淀粉合成酶和高賴氨酸含量蛋白(LRP)基因等的工程載體，通過(guò)轉(zhuǎn)化獲得了含不同品質(zhì)基因的轉(zhuǎn)基因水稻植株800余株。目前已經(jīng)完成了部分轉(zhuǎn)基因水稻植株的分子鑒定。
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