李彪

摘 要：基因工程（Genetic Engineering）是簡易的基因拼接技術和DNA重組技術?；蚬こ炭梢躁U述為是在分子水平上或是利用分子技術對基因進行改造和編輯，通過微觀操作，按照人們的意愿定向的改造和優(yōu)化動植物的應用和實用價值的技術。利用體外重組技術將外源基因導入擬選定的受體細胞內(nèi)，使目標基因能在靶細胞內(nèi)按照人們的意愿進行表達和修飾的操作。基因工程在醫(yī)學、農(nóng)學、生物學等各個領域已得到廣泛的應用和快速發(fā)展，比如在改善珍貴的糧食作物， 增強植物抗性、適應性等遺傳育種等方面的使用越來越重要?；蚬こ碳夹g在植物、動物和微生物中應用都非常廣泛。然而目前的國內(nèi)外現(xiàn)狀很大程度上顯示基因工程在農(nóng)業(yè)方面的應用越來越重要，發(fā)展也相當迅速。因此，特此基因工程在農(nóng)業(yè)方面的的應用現(xiàn)狀及研究進展。本綜述旨在闡述基因工程技術在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中尤其對植物生物活性物質產(chǎn)生受基因工程技術的修飾和改造方面的研究。簡述了在植物育種中應用基因工程進行改良農(nóng)作物或如何提高植物藥用價值和農(nóng)作物產(chǎn)量等的應用。

關鍵詞：農(nóng)業(yè);植物;農(nóng)作物;微生物

1引言

中國是世界上主要的糧食作物生產(chǎn)國之一，并且是世界上人口最多的大國。不僅是中國人對糧食的需求巨大，世界各國對糧食的需求都特別大，糧食直接決定人的生死，目前在非洲很多國家的人民還飽受饑餓之苦，因此如何提高糧食產(chǎn)量，如何在艱苦的環(huán)境中也能生產(chǎn)糧食，是過去和目前全世界都面臨的難題[1]。基因工程技術產(chǎn)生近百年以來在多個領域，如醫(yī)學、農(nóng)學方面取得巨大突破。然而，該技術如何提高糧食作物產(chǎn)量和給人類帶來良好收益呢？該技術如何應用于農(nóng)學生產(chǎn)和人們的生活中呢，這也是我們應該思考的問題?；蚬こ碳夹g能在很大程度上提高農(nóng)作物品質，通過基因工程技術能改良植物品種，如提高植物的抗逆境、抗蟲、抗病害等都有很大的作用。從環(huán)保方面和生物方面解決了很多社會面臨的問題 [2]。

2基因工程技術的簡述

基因工程技術，是在基因水平及分子微觀方向上對DNA和蛋白質等按人們的意愿進行操作的方法和技術，利用與工程設計相似的方法，將人們推測或已驗證的具有某種功能的遺傳物質，也即目的基因（具有功能的DNA片段）經(jīng)過PCR等技術在體外條件下，進行剪切、重組，再拼接重組后把的基因（重組NDA），通過載體和一定的技術如電擊法和熱激法德國技術將其導入選定的受體細胞中，進行大量的擴增。通過表達載體，使目的基因在受體細胞中高效的按照人們的意愿進行表達，產(chǎn)生出符合人類需要的物質或產(chǎn)生出成新的生物品種[3]。目前在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)研究中應用比較多的有RAPD、AFLP等技術。據(jù)相關文獻顯示，用農(nóng)桿菌介導法將目的基因基因轉入植物中，并通過GUS基因和GFP基因的進行追蹤目的基因的表達情況。這個方法主要通過根癌農(nóng)桿菌介導的方法遺傳轉化植物，方法簡單、快捷并且高效，利于基因工程技術的利用和發(fā)揮作用。

3基因工程在植物中的研究進展

3.1 中藥材的藥用及品質中的應用

中藥材主要來源于植物，如當歸、黨參、半夏、天麻以及杜仲等。目前國內(nèi)外很多研究人員均對中藥材開展了研究，目前最具影響力的青蒿素的發(fā)現(xiàn)和純化在很大程度上也與基因工程有聯(lián)系。在很多研究方面都要運用到基因工程，如在貴州三寶中杜仲的研究就充分利用了基因工程技術對其藥用成分的提純、分析和改造。并且還利用了DNA分子標記技術，揭示杜仲和花椒以及小黃姜等的遺傳變異規(guī)律;分析和鑒定杜仲和半夏種質資源的親緣關系、進化、起源以及分類等方面都起到了巨大的作用。并且Matsumotoetal[4]運用RFLP技術對日本綠茶栽培種和463個本地茶樹的遺傳分化進行分析， 表明綠茶栽培種和本地茶樹具有相同的起源，這些均體現(xiàn)了基因工程技術的應用及其廣泛和重要。

3.2 利用基因工程對基因進行分離克隆與轉化

基因的發(fā)現(xiàn)在基因的利用和種質品種的應用中是至關重要的一步。如今基因的分離技術多種多樣，如對某物種進行基因組和轉錄組的測序后，從中采用生物信息學分析和篩選出人們需要的基因，然后利用引物設計等將目的基因記性分離與克隆。初步完成是植物轉基因技術的首要步驟，如目前已經(jīng)從查實中克隆的到兒茶素有關代謝的關鍵基因， 在杜仲中克隆到有關杜仲藥用成分相關的基因等[5]?？寺〉侥康幕蚝?，通過轉基因技術將其遺傳轉化到目標植物中進行功能的驗證和分析，目前研究相當透徹的有植物的擬南芥以及生活中常見的煙草等。根癌農(nóng)桿菌結合基因槍的使用有助于提高基因遺傳轉化的效率，并且該技術簡單、高校具有成熟的遺傳轉化體系。

4利用基因工程技術改良和提高農(nóng)作物品種

植物品種對生產(chǎn)生活至關重要，基因工程技術在提高和改良植物品種的應用中顯得至關重要。如雜交水稻之父袁隆平就充分利用了基因工程技術為解決世界人口用糧食的困難，每年給大米的增收提供了客觀的價值。利用基因工程技術提高了水稻的抗旱、抗低溫、抗病蟲都得到了顯著的效果。除此之外，很多科學家還利用基因工程技術解決了蔬菜、重要和生活環(huán)境中植物的生存問題。利用組培和快繁技術挽救了很多瀕危物種。

5展望

我國是世界上的農(nóng)業(yè)大國之一，但糧食的需求和生產(chǎn)仍是我國甚至是世界面臨的難題。我們應著力往基因工程新技術的開發(fā)和利用，為解決世界吃飯問題生存問題多做努力，為把我國科技提高到一個新臺階而努力。同時要充分利用世界基因工程技術和生物技術迅猛發(fā)展的時機，重視農(nóng)業(yè)生物技術的開發(fā)和應用，不斷探索其在作物育種中和品質改良的應用，促進我國傳農(nóng)業(yè)的磅礴發(fā)展和農(nóng)作物更大化的生產(chǎn)，實現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)“高產(chǎn)高質高效”的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，進一步提升和加強我國農(nóng)作物和生物技術的國際地位及市場競爭力。

參考文獻：

[1] Li X W， Feng Z G， Yang H M， et al. A nolve cold- regulated gene from Camellia sinensis， CsCOR1， enhancessalt and dehydrationtolerance in tobacco[J]. Biochemical and Biophysical Research Communications，2010，394（2）：354-359.

[2] Matsuura T，Kakuda T.Effects of precursor，temperature，andillumination on theanine accumulation in tea callus [J].Agric Biol Chem，1990，54（9）：2283- 2286.

[3] 劉東曉. 茶樹CsCBF2轉基因煙草的非生物脅迫耐受性分析[D].信陽師范學院，2017.

[4] 左濤. 楊樹兒茶素合成相關基因DFR和LAR的克隆與功能初步分析[D].北京林業(yè)大學，2016.

[5] Matsumoto S，Kiriiwa Y，Takeda Y，Differention of Japanese green tea cultivars as revealed by RFLP analysis of phenylalianline ammonia- lyase DNA[J].Theor Appl Genet.2002，104：998- 1002.