农业转基因生物小常识（系列）

9. 转基因技术目前主要应用于哪些领域？

答：目前，转基因技术广泛应用于医药、工业、农业、环保、能源、新材料等领域。

转基因技术的第一个浪潮是医药转基因技术，如应用转基因技术生产重组疫苗、抑生长素、胰岛素、干扰素、人生长激素等。

转基因技术在工业中的应用主要包括纤维素的开发利用、食品工業和新型抗生素的生产等，在食品工业方面，主要有利用转基因技术及产品用于乳制品发酵、单细胞蛋白质及酿酒工业等。

转基因技术的第二个浪潮发生在农业领域，包括农业转基因动物、植物及微生物的培育，特别是转基因作物发展速度最快，培育了一批具有抗虫、抗病、耐除草剂等性状的转基因作物，目前转基因技术正在朝着改善农艺性状，如光合效率、肥料利用效率、抗旱耐盐和改善品质等方向发展。

此外，转基因技术还可用于环境保护，如污染物的生物降解；用于能源生产，如利用转基因生物发酵酒精；用于新材料领域，如利用转基因生物生产高价值的工业品等。

10. 目前开发的转基因植物主要解决了哪些问题？

答：目前开发的转基因植物最普遍的性状是抗虫和耐除草剂。抗虫主要指的是对鳞翅目昆虫的抗性，如抗棉铃虫、棉红铃虫、玉米螟、水稻螟虫等； 耐除草剂主要指的是提高作物对草甘膦和草丁膦类除草剂的抗性。

另外，还有一些其他性状的转基因植物，如抗环斑病的转基因番木瓜等，提高赖氨酸含量、半胱氨酸含量的转基因玉米，耐贮存的番茄，含ω-3的转基因油菜和大豆，减少烟碱含量的转基因烟草，提高β-胡萝卜素（维生素A原）含量的金稻，生产支链淀粉的转基因马铃薯，改变花色和延长鲜花保质期的香石竹等。

11. 国内外已经应用的转基因植物转的都是哪些基因？

答：国内外已经应用的转基因植物主要的目的基因包括以下几类：

抗虫的基因：cry1Ab、cry1Ac基因抗鳞翅目昆虫，cry3A基因抗鞘翅目昆虫等。

耐除草剂的基因：CP4 epsps基因抗草甘膦类除草剂，bar基因、pat基因抗草丁膦类除草剂。

抗病的基因：主要是一些病毒的外壳蛋白基因，也有一些是复制酶基因等。如转番木瓜环斑病毒（PRSV）外壳蛋白（CP）基因抗环斑病的番木瓜，转烟草花叶病毒（TMV）外壳蛋白基因抗花叶病的番茄。

耐贮存的番茄和增加鲜花保质期的基因：删减过的ACC（1-氨基环丙烷-1-羧酸）合酶编码基因，导入植物后能抑制本身的ACC合酶活性，减少了乙烯生成，延长了保质期和鲜花寿命。

抗逆性状基因：抗旱的冷激蛋白基因，耐盐碱的甜菜碱醛脱氢酶基因（badh）等。

12. 什么是标记基因和报告基因？常用的标记基因和报告基因有哪些？

答：标记基因（marker gene）是一种能够起特异性标记作用的基因，通常用来检验重组DNA载体转化成功与否，或者检测目的基因在植物细胞或组织中的定位。常用的标记基因是一些抗生素抗性基因，如卡那霉素抗性基因、潮霉素标记基因等。

报告基因（reporter gene）是一种编码可易于鉴定的蛋白质或酶的基因，可用于标定目的基因的表达调控，并筛选得到转化成功的生物个体，通常称为转化体。目前常用的报告基因有氯霉素乙酰转移酶基因（cat）、荧光素酶基因（luc）、β-葡萄糖苷酸酶基因（gus）、分泌型碱性磷酸酶基因（seap）、绿色荧光蛋白基因（gfp）等。

13. 目前研发的转基因作物主要涉及哪些目标性状？

答：目前全球已有涉及抗病虫、耐除草剂、品质改良等目标性状的转基因作物获准进入田间试验。抗（耐）除草剂的性状有抗草甘膦、抗草丁膦等；抗病的性状有抗黄瓜花叶病毒（CMV）病、抗番木瓜环斑病毒（PRSV）病、抗烟草花叶病毒（TMV）病等；抗虫的性状有抗棉铃虫、抗玉米螟、抗马铃薯甲虫、抗水稻螟虫、抗茄子食心虫等；抗逆的性状有抗旱、耐盐等；品质改良的性状有高赖氨酸，高不饱和脂肪酸，高植酸酶，表达人乳铁蛋白，延熟耐贮，改变花色，增加维生素、蛋白质、淀粉含量等，以及氮磷钾肥高效利用等。

14. 什么是复合性状转基因作物？

答：复合性状转基因作物是指同一种转基因植物中含有两种及两种以上的不同目标性状。比如同时耐除草剂和抗虫的转基因棉花，同时抗病和抗虫的转基因马铃薯，含油量高和耐除草剂的转基因大豆，同时改变花色和耐除草剂的转基因香石竹，同时增加赖氨酸含量和抗虫的转基因玉米等都是复合性状转基因作物。

多性状聚合是发展趋势。2010年，美国种植的转基因作物中41% 具有复合性状，包括78% 的转基因玉米以及67% 的转基因棉花。转8个基因的转基因玉米，名为SmartstaxTM，于2010年在美国和加拿大上市，拥有多种抗虫性状及耐除草剂性状。