作物品种改良论文参考文献

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植物组织培养及其应用研究概况

在世界各国科学家的不断努力下，近几十年来，植物组织培养技术迅速发展。利用组织培养，不仅可以大量生产优良无性系，获得人类需要的多种代
谢物质，还可获得单倍体、三倍体、多倍体及非整倍体。通过细胞融合可以打破种属间的界限，克服远缘杂交不亲合性，在植物新品种的培育和种性的改良中发挥了巨大作用。组织培养的植物细胞是在细胞水平上分析研究的理想材料，从植物快繁、花药培养发展到细胞器培养、原生质融合以及DNA重组技术等，植物组织培养技术广泛应用于植物科学的各个领域及农业、林业、工业、医药等多种行业，已经成为当代生物科学中最有生命力的一门学科。
1 植物组织培养的基本概念、原理和试验步骤
1．1概念
植物组织培养是在无菌条件下，将离体的植物器官(根尖、茎尖等)、组织(形成层、花药组织等)、细胞(体细胞、生殖细胞等)、胚胎(成熟或未成熟的胚)、原生质体等在人工配制的培养基上培养，给予适宜的培养条件，诱发其产生愈伤组织或潜伏芽或长成完整的植株的技术。
1．2原理
植物组织培养的依据是植物细胞的“全能性”及植物的“再生作用”。1902年，德国著名植物学家 G．Haberlandt根据细胞学理论提出了一个观点，“高等植物的器官和组织可以不断分割，直至单个细胞，即植物体细胞，体细胞在适当的条件下具有不断分裂、繁殖并发育成完整植株的潜力”。1943年，美国人White在烟草愈伤组织中偶然发现形成一个芽，证实了G．Haberlandt的论点。
不同植物所需要的生长条件不同，所用的培养基也有所不同。较常用的基础培养基有MT、MS、 SH、N6、White等。在组织培养中，愈伤组织和胚状体能否形成是培育出新植株的关键。通过在基础培养基里添加一定浓度的外源激素，可以诱导出愈伤组织、胚状体、不定芽、根等器官，最终获得再生植株或次生物质。
用于植物组织培养的材料称为外植体，其主要形式有器官、胚胎、单细胞、原生质体等。根据外植体的不同，所需要的培养基种类、培养条件、外源激素的种类及比例等均不同。植物组织培养中，影响培养力的因素是多方面的，诱导愈伤组织成败的关键在于培养条件，植物激素是诱导愈伤组织和绿苗分化的关键因素。
最常用的诱导愈伤组织的生长素是IAA、NAA和2，4一D，所需浓度为O．01～10 mg／L。最常用的细胞分裂素是KT和ABA，使用浓度为O．1～10 mg／L。KT的主要作用是促进细胞分裂和愈伤组织分化。ABA对植物体细胞胚的发生与发育具有重要作用。各类植物激素的生理作用虽有相对专一性，但是植物的各种生理效应是不同种类激素之间相互作用的综合表现。
1．3试验步骤
1．3．1选择和配制培养基 培养基是植物组织培养中的“血液”，血液的成分及其供应状况直接关系到培养物的生长与分化，因此了解培养基的成分、特点及其配制至关重要。
1．3．2灭茵灭菌是组织培养中的重要工作之一，通常采用物理的或化学的灭菌方法。培养基用常压或高压蒸煮等湿热灭菌、器械采用灼烧灭菌、玻璃器皿及耐热用具采用干热灭菌、不耐热的物质采用过滤灭菌、植物材料表面用消毒剂灭菌、物体表面用药剂喷雾灭菌、接种室等空间采用紫外线或熏蒸灭菌。
1．3．3接种将已消毒好的根、茎、叶等离体器官，经切割或剪裁成小段或小块放入培养基，整个接种过程要在无菌条件下进行。
l.3．4培养把培养材料放在有一定光照和温度等条件的培养室里，使之生长、分裂和分化，形成愈伤组织或进一步分化成再生植株。
1．3．5试管苗驯化移栽 试管苗是在特殊环境条件下生长的幼苗，与自然生长的幼苗有很大差异，只有通过驯化，使之适应自然环境后才能移栽。
2 植物组织培养的应用
2．1植物快速繁殖和无病毒种苗生产
植物快速繁殖技术始于20世纪60年代，法国的Morel用茎尖培养的方法大量繁殖兰花获得成功，从此揭开了植物快速繁殖技术研究和应用的序幕。目前，通过离体培养获得小植株并且具有快速繁殖潜力的植物已有100多科1 000种以上，有的已经发展成为工业化生产的商品。世界上80％～85％的兰花是通过组织培养进行脱毒和快速繁殖的。培养的植物种类也由观赏植物逐渐发展到园艺植物、大田作物、经济植物和药用植物等。在我国，同类的研究始于20世纪70年代。马铃薯无毒种薯和甘蔗种苗已在生产上大面积种植，30余种植物已进行规模化生产或中间试验。利用组织培养进行植物快速繁殖及无病毒种苗生产，不仅能够挽救珍惜濒危物种，而且能够解决植物野生资源缺乏的问题。
2．2植物花药培养和单倍体育种
将植物花药培养成单倍体植株，再经过染色体加倍，能很快得到纯合的二倍体，这样将大大缩短育种年限。到目前为止，世界上通过花粉和花药培养已获得了几百种植物的单倍体植株。印度科学家应用这种方法培育的水稻品系，比对照产量提高15％～49％。韩国先后育成了5个优质、抗病、抗倒伏的水稻品种。我国自20世纪70年代开始该领域的研究，已经培育了40余种由花粉或花药发育成的单倍体植株，其中有10余种为我国首创。玉米获得了100多个纯合的自交系；橡胶获得了二倍体和三倍体植株。仅“九五”期间就育成高产、优质、抗逆、抗病的农作物新品种44个，种植面积超过660万 hm2。
2．3植物胚胎培养
杂交育种中，杂种胚常常败育，因此将早期生长的胚取出，应用组织培养方法，就有可能培育出杂交植物。已经有100篇以上幼胚培养成为植株的报道。国内外科学家应用植物胚胎培养技术获得了多种远缘杂交的重组体、栽培种和杂交品种。
2．4植物愈伤组织或细胞悬浮培养
利用植物愈伤组织或细胞悬浮培养可以生产用于预防和治疗疾病的植物次生代谢产物。近年来，这一领域的发展极为迅速，已经研究了400多种植物，从培养细胞中分离到600多种次级代谢产物，其中60多种在含量上超过或等于原植物，20种以上干重超过原植物的1 9，6。例如，从薯芋愈伤组织和悬浮细胞生产的diosgenin用于合成甾体药物。最近抗癌药物紫杉醇一红豆杉细胞培养物，可用75t发酵罐培养，已达到商业化生产水平。另外，达到商品化水平的还有紫草、人参、黄连、老鹳草等；长春花、毛地黄、烟草等已实现工业化生产；牙签草、红花等20多种植物正在向商品化过渡。
2．5细胞融合与原生质体培养
自1960年英国学者Cocking首次利用纤维素酶从番茄幼苗的根分离原生质体获得成功以来，到1990年已有100种以上植物的原生质体能再生植株。我国获得了30余个品种的原生质体再生植株，其中包括难度较大的重要粮食作物和经济作物，如大豆、水稻、玉米、小麦、谷子、高梁、棉花等。在木本植物、药用植物、蔬菜和真菌原生质体培养方面的进展也十分迅速。国外已先后获得了种内及种间的体细胞杂种植株。植物原生质体培养还可应用于外源基因转移、无性系变异及突变体筛选等研究，因而越来越受到人们的重视。
2．6植物细胞突变体筛选
植物细胞突变体的筛选最早始于1959年，G． Melchers在金鱼草悬浮细胞培养中获得了温度突变体。1970年，P．S．Carlson，H．Binding和Y．M． Heimer等分别分离出烟草营养缺陷型细胞、矮牵牛抗链霉素细胞系及烟草抗苏氨酸细胞系。迄今为止，已经在不少于15个科45个种的植物细胞培养中筛选出100个以上的植物细胞突变体或变异体。其中包括抗病细胞突变体，如玉米抗小斑病突变体和小麦抗赤霉病、根腐病突变体；抗氨基酸及其类似物细胞突变体，如甘蓝型油菜抗HYP突变体[263；抗逆境胁迫细胞突变体，如水稻耐盐突变体和小麦抗盐突变体；抗除草剂细胞突变体及营养缺陷型细胞突变体，如玉米抗除草剂变异体；株高突变体的筛选，如水稻矮秆变异体。
2．7植物体细胞胚胎和人工种子
1958年，Reinert在胡萝卜的组织培养中最先发现了体细胞胚胎(胚状体)。据不完全统计，能大量产生胚状体的植物有43科92属100多种。一些重要作物如水稻、小麦、玉米、珍珠谷等，也能通过离体培养产生胚状体。这些胚状体用褐藻酸钠等包埋，再加上人工种皮，就形成了人工种子。人工种子的优点是：繁殖快速，成苗率极高；不受气候影响，四季皆可工厂化生产。上世纪80年代初，美、日、法等国家相继开展了人工种子的研究，我国也于“七五”期间开展了此项研究，并于1987年列入了国家“863”高技术研究发展计划。
2．8 植物组织细胞培养物的超低温保存与种质库建立
植物细胞全能性的发现和证实，为植物种质资源的长期保存开辟了一条新途径。采用液氮超低温保存技术，能保持很高的存活率，并且能再生出新植株和保持原来的遗传特性。如建立茎尖分生组织培养物的超低温保存种质库，不仅可以防止种质的遗传变异和退化，而且可以长期保存无病毒的原种。
2．9 植物组织培养与转基因技术的应用
我国第一个T—DNA插入突变体库的构建和研究为我国水稻功能基因组学研究奠定了良好的技术和材料基础，为确保我国拥有一批有自主知识产权的基因资源做出了积极贡献。由中国水稻研究所农业部水稻生物学重点开放实验室和中科院上海植物生理研究所合作，通过建立大规模、高效的农杆菌介导的转基因技术体系，将玉米转座子Ac—Ds等外源基因导入水稻未成熟胚和种子诱导的愈伤组织，获得了1．2万个独立的T—DNA插入株系，并构建了水稻突变体的数据库。
3 展望
植物组织培养研究与应用是20世纪科技进步的重大成果之一，为研究植物生长发育、抗性生理、激素及器官发生与胚胎发生等提供了许多良好的实验材料和有效途径。植物组织培养方法不断提高的同时，也相应拓宽了其应用范围。由于组织培养在人工控制的条件下进行，容易掌握花芽分化和开花成因；通过胚胎培养，能够得到杂种或自交种；通过分离单倍体细胞，能培育纯合的二倍体优良品系；提高育种多样性的同时缩短了育种时间；通过突变体筛选，提高植物的品质，增强抗逆境胁迫能力，扩大植物的生长范围；将体细胞冷藏在低温下，建立基因库，达到保存物种的目的；获得药用价值高和工业生产所需要的次生产物，加快药物生产的时间并且减少了单纯依靠天然植物的被动性。植物组织培养技术已经渗透到科研、生产和生活各个领域，必将日臻完善。
黑龙江农业科学2006，(3)

关于蔬菜种植的学术论文

在蔬菜种植过程中，发展有机蔬菜生产，为群众提供安全、优质、放心的蔬菜，不断满足群众对食品安全的需求，最终实现我国农业的可持续发展和进步。这是我为大家整理的关于蔬菜种植的学术论文，仅供参考!

有机蔬菜生产技术

摘 要：该文阐述了有机蔬菜种植技术，包括品种选择、生产基地要求、肥料管理、病虫草害防治技术等内容，为生产优质有机蔬菜产品提供参考。

关键词：有机蔬菜 品种选择 生产基地要求 肥料管理 病虫草害防治

中图分类号：S4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2013)05(c)-0135-01

进入21世纪以来，我国城市化进程的飞速发展，预计到2015年，中国富裕家庭的数量将超过440万户，仅次于美国、日本和英国，而这些家庭对蔬菜等农产品的需求数量、品种和质量都提出了更高的要求。食品安全问题成为了人们健康的大敌。有机蔬菜化学残留很少，品质与口感都很好，越来越受到人们的欢迎。该文结合有机生产标准，针对有机蔬菜生产中存在的问题，对有机蔬菜的生产技术进行了总结。

1 有机蔬菜专用品种的选择

首先要注意的问题是应当适应当地的土壤、气候特点及市场需要;其次，由于有机蔬菜栽培过程中禁止使用农药、除草剂等，最好选择一些对病虫害有抗性的蔬菜种类及品种，再次，应选择获得认证的有机蔬菜种子和种苗，禁止使用任何转基因种子。最后，在蔬菜品种的设置方面，要尽量多的收集好品种，避免单一品种给生产与销售带来弊端。

2 有机蔬菜地块选择与整地

2.1 地块选择

有机蔬菜生产基地要求土壤肥沃，集中连片，地块完整，其间不得混合常规蔬菜生产的地块，有机和常规地块分开超过10 m，并安排乡村道路，农田林网或物理障碍物作为缓冲区间，以确保有机地块免受污染，一般由常规生产向有机生产通常需经过2年的转换时间。生产基地要求具有丰富且优质的灌溉水资源;同时交通方便，便于销售;面积适中，能够进行作物轮作生产。

2.2 换茬

前茬蔬菜腾茬后， 为给后茬作物创造一个优良的生长环境，要求彻底打扫田块，将植株残体全部收集并运出基地进行无害化处理，也可就近投入沼气池。

2.3 整地

基地一般在换茬后整地，目的是创造良好的土壤耕层结构和表面状态，有利于蓄水保墒，协调水、养分，空气，热量和其他因素的影响，提高土壤肥力，为播种和作物生长、田间管理提供良好条件。

3 肥料的管理

3.1 肥料的种类

有机蔬菜生产对病虫草害的防治和肥料使用，要求比常规蔬菜生产的要高很多。生产允许的肥料主要包括：腐熟的动物粪便与残体，绿肥、沤肥、沼泥，腐熟的饼肥，草木灰等;磷矿粉、钾矿粉和氯化钙等自然界存在的一些矿物质;另外还有国家认证的一些肥料厂生产的有机肥料和部分微生物肥。

3.2 肥料的无害化处理

在使用自己沤制或堆制的有机肥料时， 必须在施用前60 d需进行无害化处理。方法主要有：一是将肥料用水拌湿、翻匀、堆积，用塑料膜密封覆盖，使其充分腐熟;二是发挥沼气池作用，将有机肥进入沼气池发酵，沼液或沼渣是很好有机肥料。

3.3 施肥方法

土地在使用肥料时，要做到种菜与培肥同步进行，植物肥与动物肥要保持数量以1∶1为宜，一般每公顷施有机肥45000～ 60000 kg，追施有机专用肥15000 kg。为防止有机蔬菜因出现缺肥缺素而影响产量，有机肥料的用量要充足。并且可以利用根瘤菌等土壤有益微生物来加速养分释放和养分积累，促进有机蔬菜对养分的有效利用。

在对需要追肥的有机蔬菜施肥时要坚持两个原则：一是要施足基肥，将施肥总量80%用作底肥或基肥均匀施入耕作层内，结合基地情况，在播种或移栽前，先开沟，将肥料置入后进行填土;二是要巧施追肥，一般蔬菜开花期肥力需求较大，此时应进行追肥。施用量为总肥量的20%。

追肥既可以结合浇水、培土等方法进行土壤追肥，又可以进行叶面追肥，在生长期根据植物长势需要，选取生物有机叶面肥，每隔7～10 d喷洒一次，连喷2～3次。

4 有机蔬菜的病虫草害防治技术

有机食品的生产技术标准是整个有机蔬菜生产过程中所必须遵循的准则。即生产过程中不使用基因工程技术进行干预，完全不使用人工合成物质，如化学农药、生长调节剂等，所以说有机蔬菜的病虫草害防治将是一大技术难题。在生产中，我们坚持“预防为主，防治结合”的原则，主要采用生物防治、化学防治、物理防治、农业防治四种方法来达到病虫草害防治的目的。

4.1 生物防治

生物防治就是利用生物及其代谢产物防治植物病原体、害虫和杂草的方法。在农事活动中，一方面，可利用害虫天敌进行害虫捕食和防治，例如捕食螨、瓢虫、小黑隐翅甲等;另一方面，可以利用昆虫病原微生物如细菌、真菌、病毒等及其代谢产物防治害虫;另外，可以利用微生物或其代谢产物防治植物病原菌;最后，可以利用食草昆虫和专性寄生于杂草的病原菌防治杂草。

4.2 化学防治

在有机蔬菜生产的特殊时期可以协调利用化学防治。首先，可以使用石灰水、石硫合剂、波尔多液防治病害;其次可以少量施用铜制剂、植物提取剂、醋等来防治真菌性病害。再次，可以采用生物制剂肥病害。

4.3 物理防治

有机蔬菜栽培中提倡通过释放寄生性捕食性天敌动物(如捕食螨、瓢虫和赤眼蜂等) 来防治虫害。可利用一些昆虫固有的趋光、趋味性和感应颜色刺激的性质进行大量的集中诱杀或驱避，达到杀灭害虫、保护有益昆虫的作用。

4.4 农业防治

在有机蔬菜的农业生产过程中，农民一般通过选用抗病、虫品种，调整和改善作物的生长环境，以控制、避免或减轻病、虫、草的危害。农业防治如能同生物、物理、化学防治等配合进行，可取得更好的效果。

参考文献

[1] 李伟勇，刘建平，李展彬.有机蔬菜种植技术[J].现代农业科技，2010(8).

[2] 徐创吉，马玺，王桂珍，等.保护环境发展生态农业[J].内蒙古农业科技，2010(1)：27-29，48.

[3] 张德纯，刘中笑，靳松.关于有机蔬菜认证和质量管理的思考[J].中国蔬菜，2007(6)：4-6.

[4] 邹辉，刘麦丰，曹庆，等.浅谈有机蔬菜生产技术[J].中国蔬菜，2002(5)：56-57.

有机蔬菜栽培技术

[摘 要] 随着人们的物质生活水平不断提高，群众对食品安全的要求也越来越高，在蔬菜种植过程中，发展有机蔬菜生产，为群众提供安全、优质、放心的蔬菜，不断满足群众对食品安全的需求，最终实现我国农业的可持续发展和进步。本文主要对有机蔬菜种植过程中的种植技术进行了集中的论述和探讨，希望本次研究对更好的开展有机蔬菜种植有一定的帮助。

[关键词] 有机蔬菜 栽培技术 种植

[中图分类号] S63 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650 (2014)07-0183-01

现代农业的发展带给人们更多物质财富和文明，但同时在农业生产过程中，由于不合理的使用化肥、农药和除草剂等化学物质，也给环境和人类的身体健康带来了严重的威胁。在农业发展过程中，实行科教兴农的发展战略，采用科学发展观的理论和观点，走可持续发展的战略，最终实现农业生态的和谐发展和进步，基于此，有机蔬菜便诞生了。在这里有机蔬菜主要说的是，在蔬菜生产过程中，不使用化学合成的农药和化肥，同时也不会使用转基因生物和产物作为有机蔬菜种植的主要方式，而是在蔬菜种植过程中遵循自然生长的规律和生态学原理，采取可持续发展的农业技术，协调蔬菜种植过程中的各项平衡，维持农业生态系统的稳定，并经过专业评定机构认证之后，向其颁发有机蔬菜证书的一种种植方式。

一、品种的选择

有机蔬菜种植的开始阶段，可以选择未经过禁用物质处理中常规方法来进行种植。在种植和生产过程中，要根据以往的种植经验，选择适合的地块和合适气候环境进行种植，并且应该保证种植的蔬菜对虫害有一定抵抗性。

二、制定有机蔬菜轮作计划

轮作技术是指在同一块土地上有计划的种植不同种类的蔬菜和不同类型的农作物的一种复种形式。在进行有机蔬菜种植过程中轮作问题是首先需要解决的重点问题之一。只有全面而有效的解决这项问题，才能彻底摆脱农业生产过程中过分依赖农业化学品，所以轮作是有机栽培蔬菜栽培过程中最基本的要求和特征。

不管是土壤的培肥还是病虫害防治首要是实行作物轮作技术，在生产过程中采用轮作技术可以有效的利用土壤中的各种营养元素，把农业用地和养地有效的结合起来，不断改善土壤的理化性质，增加土壤中生物的多样性，使土地肥力和土壤环境逐渐改善;其次，进行轮作可以在很大程度上改善和减少作物连坐所带来的各种病虫害的威胁;再次，合理的进行轮作就会使食物条件恶化和寄主减少，降低病虫害的发生。最后，在种植过程中合理的轮作技术在一定程度上还可以促进土壤中对病原物的有抵抗作用微生物的活动，从而能够有效的抑制病原菌的滋生和发展。

三、清洁地块

这里所说的清洁主要是对土地环境进行全面的清理和彻底的翻耕，在蔬菜生长过程中，应该及时的拔除田间的杂草、摘除病叶和病果。在作物收获之后，彻底的对病虫进行打扫清理，将田间腐烂的枝叶运出田间，进行集中销毁或者深埋处理，以保持田间的卫生。这样能够在很大程度上减少病虫害的发生，同时对减少有害生物的生存有着积极的作用。

四、配套栽培技术

在有机蔬菜种植过程中，通过培育壮苗、起高畦栽培、秸秆覆盖、肥料调控以及合理的修剪等技术，保证植物能够充分的利用阳光和土壤中的营养成分，以达到高产高效的目的。

五、肥料的使用

在使用肥料之前，应该对土壤的肥力进行全面的测定，因地制宜的使用肥料。在有机蔬菜施肥过程中提倡使用有机肥，强调不使用任何的化学肥料。在生产过程中，示范田内均要严格遵守操作程序，可以使用少量的矿物质肥料。例如：硫酸钾、钙镁磷肥、氯化钙等。在选择使用有机肥过程中一定要选择经过认证合格的、发酵充分的、可以降解的腐熟质有机肥。在施肥过程中，要采用堆肥的施肥方式，消除和降解堆肥中可能存在的化学农药、化学药品以及虫卵等物质，堆肥的时间一般维持在3个月左右，这样可以保证有效的发酵，从而保证肥料满足蔬菜种植的要求。肥料在使用过程中，主要的使用方法包括以下几点，首先，施肥量的控制，有机肥在施肥过程中应该保证用量充足，一般情况下，每亩施加有机肥45～60吨左右即可;其次，施足底肥，将施肥总量的80%左右用作基肥，结合对土地的深耕处理，将肥料均匀的混合在土壤内部，保证植物生长所需的养分;最后，合理的进行追肥，在蔬菜生长到3～4片叶子之后，可以开沟或者开穴进行施肥，并及时的进行浇水处理。

六、病虫害防治

首先，病虫害的防治主要选择石灰石、硫磺、波尔多液、醋和高锰酸钾等物品对有机蔬菜在种植过程进行病害的防治。同时在防治过程中，还可以利用小苏打加植物油的混合液对白粉病进行防治，能够起到很好的防治效果。再次，虫害的防治。提倡通过释放寄生性、捕食性的天敌来对病虫害进行防治。在杀虫过程中使用植物性的杀虫剂来进行消杀处理，同时也可以使用诱导剂和设备等方式对病虫害进行重点防治。

结语

发展有机蔬菜生产，能够实现农业和生态的和谐发展，为人类提供更加优质、安全、营养的蔬菜产品，是一项惠民工程，在农业发展过程中有着广泛的推广价值和极具生命力的体现。

参考文献

[1]焦彦生，郭世荣. 有机蔬菜生产中的病虫草害防治策略[J]. 中国农学通报. 2006(04)

[2]卢立红，王玲，张慧，胡涛. “放心蔬菜”认养园的建设与经营[J]. 中国农村小康科技. 2007(04)

[3]余常水，令狐昌英，田浩，周安韦，李静，李大鹏. 遵义县永乐有机红辣椒种植技术[J]. 耕作与栽培. 2013(01)

[4]王丽琴，苏自珍，李永惠. 巍山县蔬菜生产发展研究[J]. 现代农业科技. 2011(22)

[5]梁磊，何勇，朱祝军. 叶菜类观赏蔬菜在庭院种植中的运用[J]. 浙江农业科学. 2011(02)

[6]王卫平，朱凤香，陈晓，洪春来，吴传珍，薛智勇. 有机蔬菜栽培土壤的培肥技术与废弃物处置[J]. 浙江农业科学. 2010(03)

转基因食品利弊的参考文献有哪些？

产经透视 转基因技术的研究综述及利弊关系张 兆 熙（ 华中师范大学附属第一中学摘 要 湖北 武汉 430223） 转基因技术作为生命科学的前沿技术之一， 已经逐渐走入了人们的生活。转基因 技术可以认为是 在一定程度上通过科学技术手段让其他生物、 植物朝着对人类有利方向发展的技术。 通过对转基因技术的介绍 ， 阐述了该技术的利弊关系， 指出只有通过正确的引导和规范管理， 才能很好地利用该技术， 使它为人类服务。 关键词 转基因技术 发展历程 利弊关系 文献标识码 中图分类号 Q78 B基因植株。 与农杆菌转化相比， 基因枪法转 化的一个主要优点是不受受体植物范围的 限制。 而且其载体质粒的构建也相对简单 ， 因此也是目前转基因研究中应用较为广泛 的一种方法。 （ 3 ） 花粉管通道法。 在授粉后向子房注 射含目的基因的 DNA 溶液， 利用植物在开 花、 受精过程中形成的花粉管通道， 将外源 1 前言转基因技术是生命科学前沿的重要领 传转化” 均为转基因的同义词。 2．1 转基因植物技术 转 基 因 植 物 是 指 利 用 重 组 DNA 技 术 域之一。 自从人类耕种作物以来， 我们的祖 先就从未停止过作物的遗传改良。过去的 几千年里农作物改良的方式主要是对自然 突变产生的优良基因和重组体的选择和利 用， 通过随机和自然的方式来积累优良基 因。遗传学创立后近百年的动植物育种则 是采用人工杂交的方法 ， 进行优良基因的 重组和外源基因的导入而实现遗传改良。 因此， 可以认为转基因技术是与传统技术 一脉相承的， 其本质都是通过获得优良基 因进行遗传改良。但在基因转移的范围和 效率上， 转基因技术与传统育种技术有两 点重要区别， 第一， 传统技术一般只能在生 物种内个体间实现基因转移， 而转基因技 术所转移的基因则不受生物体间亲缘关系 的限制； 第二， 传统的杂交和选择技术一般 是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 准确地对某个基因进行操作和选择， 对后 代的表现预见性较差。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， 后代表现可准确预期。因此， 转 基因技术是对传统技术的发展和补充。将 两者紧密结合， 可相得 益彰， 大大地提高动 植物品种改良的效率。 将克隆的优良目的基因整合到植物的基因 组中， 并使其得以表达， 从而获得的具有新 的遗传性状的植物。 1983 年世界第一例 自 转 基 因 植 物 —烟 草 问 世 以 来 仅 20 多 年 —— 的时间， 转基因植物的研究和应用就已经 得到了迅猛的发展， 已有近 1000 例转基因 植物被批准进入田间试验， 涉及的植物物 种有 50 余个， 已 有 48 个转基因植物品种 被批准进行商业化生产。常见的转基因植 物技术有： 农杆菌是普遍 （ 1 ） 农杆菌介导转化法。 存在于土壤中的一种革兰氏阴性细菌， 它 能在自然条件下趋化性地感染大多数双子 叶植物的受伤部位， 并诱导产生冠瘿瘤或 发状根。根癌农杆菌和发根农杆菌的细胞 中 分 别 含 有 Ti 质 粒 和 Ri 质 粒 ， 其 上 有 一 段 T－ DNA， 农 杆 菌 通 过 侵 染 植 物 伤 口 进 入 细 胞 后 ， 可 将 T－ DNA 插 入 到 植 物 基 因 组 中。 因此， 农杆菌是一种天然的植物遗传转 化体系。人们将目的基因插入到经过改造 的 T－ DNA 区， 借助农杆菌的感染实现外源 基因向植物细胞的转移与整合， 然后通过 细胞和组织培养技术， 再生出转基因植株。 农杆菌介导法起初只被用于双子叶植物 中， 近年来， 农杆菌介导转化在一些单子叶 植物（ 尤其是水稻） 中也得到了广泛应用。 （ 2 ） 基因枪介导转化法。 利用火药爆炸 或高压气体加速 （ 这一加速设备被称为基 因枪） ， 将包裹了带目的基因的 DNA 溶液 的高速微弹直接送入完整的植物组织和细 胞中， 然后通过细胞和组织培养技术， 再生 出植株， 选出其中转基因阳性植株即为转 DNA 导 入 受 精 卵 细 胞 ， 并 进 一 步 地 被 整 合到受体细胞的基因组中， 随着受精卵的发 育而成为带转基因的新个体。该方法于 20 世纪 80 年代初期由我国学者周光宇提出， 我国目前推广面积最大的转基因抗虫棉就 是用花粉管通道法培育出来的。该法的最 大优点是不依赖组织培养人工再生植株， 技术简单， 不需要装备精良的实验室， 常规 育种工作者易于掌握。 2．2 转基因动物技术 转基因动物是指用实验导入的方法将 外源基因在染色体基因内稳定整合并能稳 定表达的一类动物。 1974 年， Jaenisch 应用 显微注射法， 在世界上首次成功地获得了 SV40DNA 转基因小鼠。其后， Costantini 将兔 － 珠蛋白基因注入小鼠的受精卵， 使受精 卵发育成小鼠， 表达出了兔卜珠蛋白； Palmiter 等 把 大 鼠 的 生 长 激 素 基 因 导 人 小鼠受精卵内， 获得“ 超级” 小鼠； Church 获得 了首例转基因牛。 到目前为止， 人们已经成 功地获得了转基因鼠、 、 羊、 、 羊、 鸡 山 猪 绵 牛、 蛙以及多种转基因鱼。 主要的转基因动 物技术包括有： （ 1 ） 原 核 显 微 注 射 法 ， 又 称 DNA 显 微 注射法， 即通过显微操作仪将外源基因直 接用注射器注入受精卵， 利用外源基因整 合到 DNA 中， 发育成转基因动物。其创始 2 转基因技术的介绍转基因技术是指用人工分离和修饰过 的外源基因导入生物体的基因组中， 从而 使生物体的遗传性状发生改变的技术， 可 分为转基因动物与转基因植物两大分支。 人们常说的 “ 遗传工程” “ 、 基因工程” “ 、遗 收稿日期： 2006－ 10－ 08 PIONEERING WITH SCIENCE ＆ TECHNOLOGY MONTHLY NO．11 2006 111 科技创业 月 刊 PIONEERING WITH SCIENCE ＆ TECHNOLOGY MONTHLY 人是 Jaenisch 和 Mintz 等。 此方法目前应用 较普遍， 现在的转基因动物研究大都是在 但是， 人类对自然界的干预是否会造 成潜在的尚不可能预知的危险？ 大量转基 因生物会不会破坏生物多样性？ 转基因产 品会不会对人类健康造成危害？ 一些科学 家们开始担心对生物、 植物生命进行的“ 任 意修改” 创造出的新型遗传基因和生物可 ， 能会危害到人类。它们可能会对生态环境 造成新的污染， 即所谓的遗传基因污染， 而 这种新的污染源很难被消除。 还有， 转基因 农作物和以此为原材料制造的转基因食品 对人体的影响也尚未有定论。 目前， 国内外学者对转基因技术的负 面影响也作了大量研究， 出现了许多相关 报道， 如英国的权威科学杂志《 然》 登 自 刊 了 美 国 康 奈 尔 大 学 副 教 授 约 翰?罗 西 的 一 篇论文， 引起世界震惊。论文指出， 研究人 员在实验室里把抗虫害转基因 玉 米 “ 玉 BT 米” 的花粉撒在苦苣 菜叶上， 然后让蝴蝶幼 虫啃食这些菜叶。4 天之后， 有 44％的幼虫 死亡， 活着的幼虫身体较小， 并且没有精 神。而另一组幼虫啃食撒有普通玉米花粉 的菜叶， 就没有出现死亡率高或发育不良 的现象。论文据此推断， BT 转基 因 玉 米 花 粉中含有毒素。 另据报道， 英国伦理和毒性 中心的实验报告说， 与一般大豆相比， 耐除 草剂的转基因大豆中， 防癌的成分异黄酮 减少了。 与普通大豆相比， 两种转基因大豆 中的异黄酮成分减少了 12％～ 14％ ， 还有 巴 西坚果事件等。 面对国际上出现的种种关于转基因作 物的争议， 许多科学家、 学术团体纷纷以各 种形式发表对转基因技术的支持态度。由 美国 Tuskegee 大学 Prakash 教授 2000 年 1 月起草的题为 “ 科学家支持农业生物技术 的声明” 已征集到世界上 3 000 多位科学 ， 家的签名， 其中包括 DNA 双螺旋结构的发 现者、 诺贝尔奖得主 James Watson ， 绿色革 命 的 创 始 人 、 诺 贝 尔 奖 得 主 Norman Bor－ 国 laug， 世 界 粮 食 奖 获 得 者 、 际 水 稻 研 究 所 首席育种家 Gurdev Khush 。该声明称， “ 对 植物负责任的遗传修饰既不新也不危险。 如抗病虫等诸多性状已通过有性杂交和细 胞培养的方法经常性地引入作物中。与传 统的方法相比较 ， 通过重组 DNA 技术引入 新的或不同的基因并不一定会有新的或更 大的风险， 且商品化的产品的安全性则由 于目前的安全管理规则而得到了更进一步 的保障。遗传新技术为作物改进提供了更 大的灵活性和精确性。” 因此， 笔者认为和现代任何一项工业 技术一样， 转基因技术也具有两面性， 有长 亦有短。 在发展转基因技术等生物技术时， 应该扬长避短、 利避害、 范管理， 使转 趋 规 基因技术能够健康发展。 Palmiter 等 方 法 的 基 础 上 有 所 改 进 而 进 行 的。这种方法的特点是外源基因的导入整 合效率较高， 不需要载体， 直接转移目的基 它可以直 因， 目的基因的长度可达 100Kb 。 接获得纯系， 实验周期短。 但需要贵重精密 仪器， 技术操作较难， 并且外源基因的整合 位点和整合的拷贝数都无法控制， 易造成 宿主动物基因组的插入突变， 引起相应的 性状改变， 重则致死。 （ 2 ） 逆转录病毒载体法， 指将目的基因 重组到逆转录病毒载体上， 制成高浓度的 病毒颗粒， 人为感染着床前或着床后的胚 胎， 也可以直接将胚胎与能释放逆转录病 毒的单层培养细胞共孵育以达到感染的目 的， 通过病毒将外源目的基因插入整合到 这种逆转录病毒被 宿主基因组 DNA 中去。 用 重 组 DNA 技 术 修 饰 后 作 为 基 因 载 体 在 应用中优于微注射法之处为 ： 无需要重排， 可在整合点整合转移基因的单个拷贝； 将 胚胎置于高浓度病毒容器中， 或者与被感 染的细胞体外共同培养， 或微注射鸡胚盘 里 ， 整 合 有 逆 转 录 病 毒 的 DNA 的 胚 胎 率 高。 缺点是： 需要生产带有转基因的逆转录 病毒； 插入逆转录病毒的基因有一定的大 小限度； 所得转基因家畜的嵌合性很高， 而 需要广泛的杂交， 以建立转基因系； 转基因 的表达问题尚未解决。 （ 3 ） 胚胎干细胞介导法是将基因导入 胚胎于细胞； 然后将转基因的胚胎干细胞 注射于动物囊胚后可参与宿主的胚胎构 成， 形成嵌合体， 直至达到种系嵌合。其优 点是： 在将胚胎干细胞植入胚胎前， 可以在 体 外 选 择 一 个 特 殊 的 基 因 型 ， 用 外 源 DNA 转染以后， 胚胎干细胞 可以被克隆， 继而可 以 筛 选 含 有 整 合 外 源 DNA 的 细 胞 用 于 细 胞融合， 由此可以得到很多遗 传上相同的 转基因动物。缺点就是许多嵌合体转基因 动物生殖细胞内不含有转基因。 目前， 胚胎 干细胞介导法在小鼠上应用比较成熟， 在 大动物上应用较晚。 4 转基因技术的发展展望当前条件下， 转基因技术还存在许多 不足， 还处于不断的发展与完善之中， 表现 在： 转基因表达水平低， 许多转基因的表达 强烈地位受着其宿主染色体上整合位点的 影响， 往往出现异位表达和个体发育不适 宜阶段表达， 影响转基因表达能力或基因 表达的组织特异性， 从而使大部分转基因 表达水平极低， 极少部分基因表达水平过 高； 难以控制转基因在宿主基因组中的行 为， 转基因随机整合于动物的基因组中， 可 能会引起宿生细胞染色体的插入突变， 还 会造成插入位点的基因片段丢失， 插入位 点周围序列的倍增及基因的转移， 也可能 激活正常状态下处于关闭状态的基因； 不 了解哪些基因控制 多数生理过程， 不了解 基因表达的发育控制和组织特异性控制的 机制； 制作转基因动 物的效率低， 这是目前 几乎所有从事转基因动物研究的实验室都 面临的问题， 也是制 约着这项技术广泛应 用的关键； 对传统伦理是一种挑战， 对人类 的生存有一定的负面 作用等。但笔者相信 只要通过科学家的进一步研究和各国对转 基因技术的规范管理 ， 保证转基因技术的 研究和开发的健康而有序， 制定相关的法 律、 法规， 健全转基因生物 和转基因食品的 管理， 如对转基因作物进行监管， 对转基因 食品进行标识等， 应该更深 入的了解转基 因技术其中的奥秘， 只有更了解它才能利 用好它， 让我们的生活更加美 好和谐， 使公 众对转基因技术有一个较为科学的认识， 主动地接受转基因食品， 使转 基因技术贴 近民众， 造福于人类。 参考文献 1 2 3 陈吉美 ． 转 基 因 植 物 的 研 究 进 展 〔J〕． 德 州 学 院 学报， 2004 （ 2 ） 文 平 ， 王 仁 祥 ． 转 基 因 植 物 研 究 进 展 〔J〕． 生 物 学教学， 2005 （ 12 ） 郭黠， 谢辉， 何 承 伟 ． 转 基 因 动 物 研 究 进 展 〔J〕． 医学综述， 2006 （ 5 ） 3 转基因技术的利与弊科学家发明转基因技术的初衷是想利 （ 责任编辑 秋 实 林 洪） 用该技术造福人类， 既可加快农作物和家 畜品种的改良速度， 提高人类食物的品质， 又可以生产珍贵的药用蛋白， 为患病者带 来福音。 比如说， 抗虫的转基因玉米不会被 虫咬， 可以让人们放心食用； 将能产生人体 疫苗的基因转入植物食品， 人们就可以在 食用食物的同时增加自身对疾病的抵抗 力。