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基因工程技术在农业领域的应用
2014-12-09 10:28  

随着转基因技术的成熟,世界上获得转基因植株的植物已达100多种,如经济作物棉花、大豆、向日葵;粮食作物水稻、玉米、马铃薯;蔬菜作物番茄、黄瓜、花椰菜;牧草类苜蓿、三叶草;水果包括苹果、李子、甜瓜、草莓;花卉类包括矮牵牛、菊花;树木类包括杨树等等。而对于整合植物基因组内的外源基因的功能却各不相同,如抗病作用的、抗虫作用的、抗逆作用的、抗除草剂作用的、改良作物品质的等等。

1、延迟成熟的西红柿:普通的西红柿存放的时间一长就会腐烂变质,这种转基因西红柿可以延迟西红柿的成熟,贮藏时间更长,这样可以减低运输过程中的损失。

2、切了不哭的洋葱:想必每个人都有切洋葱“泪如雨下”的经历,令我们“伤心”不已的是洋葱里面的一种化合物——一种又辛又辣的“催泪弹”。科学家们利用基因技术将“催泪弹”基因保持沉默,使其不再产生“催泪弹”。

3、肉味蘑菇:智利的一家公司对外宣布他们开发了一种味道与肉非常相似的蘑菇。品尝了这种蘑菇的人承认味道确实与肉没有什么区别。然而,肉类已经不再是餐桌上的稀罕食物了,为什么还要发明这种“肉味蘑菇”呢?研发人员解释道:肉,固然是好,不管是瘦肉还是肥肉摄入过多都会增加体内的脂肪和胆固醇含量,而脂肪和胆固醇多了会引起肥胖,影响体形和容貌,还会引起血管堵塞,诱发心脏病、糖尿病等疾病,发明这种蘑菇的好处就在于既满足了人们对美味的需求,又能防止食肉过多对身体产生的不利影响。

4、带武器的玉米:自古以来害虫猖獗的地方,农作物就会奄奄一息。如今看到一排排昂首挺胸站在田野里的玉米,它们的脚下横尸遍野。这是怎么回事?难道喷洒农药了?如果你提出这样的问题,科学家们就会笑眯眯地告诉你:这块土地并没有喷洒农药,这块土地种植的玉米并不是普通的玉米,而是可以杀害虫的玉米。这些玉米是科学家精心培育出来的“细菌武器”。科学家们发现有一些细菌(Bt细菌)对人和植物毫无伤害,而昆虫吃掉它们就会因为“拉肚子”而死去。科学家们设想把Bt细菌的基因转到植物体内,植物是不是就拥有了天然的杀虫能力呢?经过大田实验证明这种转基因的玉米可以分泌杀虫毒素,哪怕只是吃了一小口,也会中毒而死。

5、不可思议的抗虫棉:很多昆虫都喜欢吃棉花植物,其中最具实力的就是棉铃虫。棉铃虫在出生的第二天就开始危害棉花,先吃嫩叶,把叶子吃的残缺不全,又转战到棉桃上蛀孔,钻入嫩蕾中食花蕊,导致花蕾脱落,不能结棉桃了。我国的棉花种植面积占世界的四分之一,棉铃虫的大爆发,造成我国棉区棉花的减产,甚至绝收。由我国科学家发明的抗虫棉,解决了种植棉花农民谈虫色变的心理障碍,大大提高了我国棉花的产量,保证了棉花的质量。

6、不得瘟疫的猪:猪天生的宿命就是为丰富人们的餐桌。可以说猪从生到死算是悲惨透了。整天被关在狭小的空间里,空气浑浊,臭气熏天。在这样的环境里猪难免会生病,如猪瘟、口蹄疫、痢疾等等,都是那种一只得病,满圈难有幸免的疾病。科学家决心让猪提高免疫力,他们成功地找到了抗猪瘟的外来基因,并以精子作为载体,把这个基因转到卵细胞中,这样猪获得了抗猪瘟病毒的能力,再也不用担心猪瘟了。

7、发光的小鼠:使小鼠发光变色的“荧光基因”来自深海中一类发浅绿色荧光的水母。科学家们将荧光基因植入到小鼠受精卵中,并由受精卵发育成一个全身发光的小鼠。那么将水母的荧光基因植入到小鼠体内的目的是什么呢?科学家们是想使水母的荧光基因做为“标记基因”,用以区别成功转基因小鼠和转基因失败小鼠。

8、蜘蛛羊:我们所有人都听说过蜘蛛侠,但是你听过蜘蛛山羊吗?这种转基因山羊是独一无二的,因为它们能产生普通的蜘蛛丝。这种构成蜘蛛网的同样物质由它们的乳腺产生。

很多科学家把蜘蛛丝叫做生物钢,有着超强的抗张强度。研究人员称,如果把很多蜘蛛丝拧成一股绳的话,它足够强韧,可制成防弹背心、降落伞绳,或者从飞机到航母等设备。蜘蛛丝还可被制成人造韧带和人造腱,支撑组织、骨骼和神经细胞,让它们在生长期间保持稳定。随着细胞的逐渐生长,这些人造丝部分会逐渐分解。但蜘蛛与蚕不同,把很多蜘蛛放在一起它们会彼此蚕食。因此,科学家始终致力于想出集中生产蜘蛛丝的方法。

帮助生产这些山羊的怀俄明大学分子生物学家兰迪-刘易斯说:从概念上讲,这个过程非常简单。用于丝蛋白的蜘蛛丝基因与控制蛋白质构成组织的山羊的DNA有关。在这种情况下,它是乳腺,只形成于哺乳期。然后,细胞与卵结合生成胚胎,胚胎有着合成其DNA的基因。当母羊开始分泌乳汁时丝蛋白就产生了。

9、抗癌老鼠:美国研究人员通过一项新技术,使得老鼠具有了抵抗各种癌症的能力,而这个科学突破将使癌症患者有望接受无副作用的治疗。

这些老鼠内产生的一种蛋白质是未来疗法的关键,它能消灭肿瘤细胞,却不会伤害体内的健康组织。通常情况下,一般的癌症治疗会使患者出现疼痛、恶心和掉头发等情况。科学家们希望有朝一日把这种蛋白质用于癌症患者身上,使他们摆脱这些痛苦。

这个突破取决于一种叫Par-4的老鼠基因,它生产这种蛋白质。研究人员让一组老鼠拥有比正常情况下更多的蛋白质。《癌症研究》杂志报道,后来他们发现,这些老鼠对许多癌症类型产生免疫力,像肝癌和前列腺癌等。测试显示,这种蛋白质还能抵抗乳腺癌、胰腺癌和头颈癌等。美国的这些科学家们表示,至关紧要的一点是这些老鼠没有出现任何明显的副作用。


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