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1、专题生物技术发展第二章第二章 生物技术的发展生物技术的发展专题生物技术发展第一节第一节 转基因植物的发展转基因植物的发展第二节第二节 转基因动物研究进展转基因动物研究进展第三节第三节 转基因微生物研究进展转基因微生物研究进展第四节第四节 基因工程疫苗基因工程疫苗专题生物技术发展第一节第一节 转基因植物的发展转基因植物的发展研究成功的转基研究成功的转基因植物超过因植物超过35科科120种种粮食作物、蔬菜、粮食作物、蔬菜、水果和林木水果和林木抗除草剂、抗虫、抗除草剂、抗虫、抗病、抗逆、品抗病、抗逆、品质改良、发育调质改良、发育调控、药物生产。控、药物生产。1983年含有抗生素抗性基因的转基因烟草年
2、含有抗生素抗性基因的转基因烟草专题生物技术发展转基因作物发展现状农业生物技术应用国际服务组织（农业生物技术应用国际服务组织（ISAAA）专题生物技术发展 2011年全球共有年全球共有29个国家的个国家的1670万名农民种植了万名农民种植了1.6亿亿公顷的转基因作物，占全球耕地的公顷的转基因作物，占全球耕地的10。这面积相当于中。这面积相当于中国可耕地面积的国可耕地面积的1.3倍，约等于美国的可耕地面积。倍，约等于美国的可耕地面积。 专题生物技术发展专题生物技术发展 2008年，抗除草剂转基因大豆、玉年，抗除草剂转基因大豆、玉米、油菜和紫苜蓿的种植面积占全部种米、油菜和紫苜蓿的种植面积占全部种植
3、面积的植面积的63%。专题生物技术发展大豆，大豆，6580万万hm2，占总面积，占总面积53%玉米，玉米，3730万万hm2，占总面占总面积积30%棉花，棉花，1550万万hm2，占，占总面积总面积12%油菜，油菜，590万万hm2，占总面积，占总面积5%专题生物技术发展专题生物技术发展转基因林木发展现状转基因抗虫林木转基因抗虫林木 抗虫基因类型：苏云金芽孢杆菌毒蛋抗虫基因类型：苏云金芽孢杆菌毒蛋白（白（Bt）基因、蛋白酶抑制剂（）基因、蛋白酶抑制剂（Pi）基因、）基因、外源凝集素（外源凝集素（lectin）基因和昆虫神经毒）基因和昆虫神经毒素基因。素基因。专题生物技术发展20世纪世纪90年代
4、初，年代初，转转Bt基因欧洲黑杨基因欧洲黑杨植株研制成功，表植株研制成功，表现出杀虫性。现出杀虫性。转基因植物能有效转基因植物能有效地控制林分的虫口地控制林分的虫口密度，使非转基因密度，使非转基因植株在某种程度上植株在某种程度上得到转基因植株的得到转基因植株的保护。保护。专题生物技术发展双价转基因杨树的研究双价转基因杨树的研究 Bt基因和蛋白酶抑制剂（基因和蛋白酶抑制剂（API）基因）基因毛白杨毛白杨专题生物技术发展抗病转基因林木抗病转基因林木1986年美国首次获得了抗病转基因植株。年美国首次获得了抗病转基因植株。编码植物病毒的外壳蛋白基因编码植物病毒的外壳蛋白基因植物细胞植物细胞积累病毒外壳
5、蛋白积累病毒外壳蛋白抑制侵染病毒的复制抑制侵染病毒的复制减轻病毒症状或推迟发生时间减轻病毒症状或推迟发生时间专题生物技术发展杨树花叶病毒杨树花叶病毒(PMV)-杨树杨树杨李痘病毒杨李痘病毒(PPV)-杏杏兔兔np-1基因基因-毛白杨毛白杨专题生物技术发展转基因调控生殖发育转基因调控生殖发育DT-A基因基因银灰杨银灰杨大齿杨大齿杨雄性不育雄性不育拟南芥拟南芥LEAFY基因基因欧洲山杨欧洲山杨美洲山杨美洲山杨花期提前花期提前专题生物技术发展转基因抗逆林木转基因抗逆林木（相对薄弱）臭氧胁迫臭氧胁迫-抗氧化剂抗氧化剂-超氧化物歧化酶超氧化物歧化酶(SOD)/谷胱甘肽谷胱甘肽(GSH)-抗逆效果抗逆效果
6、盐渍化沙漠化盐渍化沙漠化-耐盐性耐盐性-Na+/H+逆向转运蛋逆向转运蛋白基因白基因-耐盐性提高耐盐性提高专题生物技术发展木材特性木材特性香豆酸香豆酸CoA连接酶基因连接酶基因美洲山杨美洲山杨木质素减少木质素减少45%纤维素增加纤维素增加15%叶、茎、根生长加快叶、茎、根生长加快GS基因基因杨树杨树谷氨酰胺合成增加谷氨酰胺合成增加可溶性蛋白增加可溶性蛋白增加叶绿素含量增加叶绿素含量增加COMT基因基因欧洲山杨欧洲山杨美洲山杨美洲山杨木质素含量下降木质素含量下降木质素结构改变木质素结构改变纤维素含量增加纤维素含量增加专题生物技术发展第二节第二节 转基因动物研究进展转基因动物研究进展动物转基因技术
7、是通过现代生物学手段将外动物转基因技术是通过现代生物学手段将外源源DNA导入动物的基因组，进而影响其基因导入动物的基因组，进而影响其基因型和表现型的一类技术。主要技术手段包括型和表现型的一类技术。主要技术手段包括重组重组DNA技术和胚胎生物技术。技术和胚胎生物技术。1971年年 利用精子将外源利用精子将外源DNA转入兔卵母细胞。转入兔卵母细胞。 1982年年 将大鼠生长激素基因导入小鼠受精卵。将大鼠生长激素基因导入小鼠受精卵。专题生物技术发展动物转基因技术动物转基因技术 显微注射、病毒转染、电脉冲法和胚胎干显微注射、病毒转染、电脉冲法和胚胎干细胞等一系列技术。细胞等一系列技术。专题生物技术发展
8、转基因动物的应用转基因动物的应用 在基础生物学研究中，用于研究真核细胞的基因在基础生物学研究中，用于研究真核细胞的基因转录和表达调控以及个体发育的分子调控规律；转录和表达调控以及个体发育的分子调控规律； 在生产中，可以提高动物产品的生产效率和质量；在生产中，可以提高动物产品的生产效率和质量； 在动物抗病育种中，可以提高动物对疾病的抵抗在动物抗病育种中，可以提高动物对疾病的抵抗力；力； 在医学领域，可以生产用于人体器官移植的动物在医学领域，可以生产用于人体器官移植的动物器官。器官。专题生物技术发展转基因动物用于基因功能的基础生物学研究转基因动物用于基因功能的基础生物学研究获得基因敲除转基因小鼠获
9、得基因敲除转基因小鼠800余种，用于余种，用于研究基因的功能。研究基因的功能。在未来时间内，转基因动物在未来时间内，转基因动物的研究不会局限于生产某一的研究不会局限于生产某一种对农业或医学有重大经济种对农业或医学有重大经济价值的动物品系或品种，越价值的动物品系或品种，越来越大的研究将针对生物学来越大的研究将针对生物学本身。本身。专题生物技术发展转基因动物在医学领域的应用转基因动物在医学领域的应用1.建立诊断和治疗人类疾病的转基因动物模型建立诊断和治疗人类疾病的转基因动物模型动物学家通过精准地失活某些基因或增强某动物学家通过精准地失活某些基因或增强某些基因的表达来制作各种各样的研究人类疾些基因的
10、表达来制作各种各样的研究人类疾病的动物模型。病的动物模型。全世界已经建立了全世界已经建立了30多种人类遗传疾病的鼠多种人类遗传疾病的鼠模型，如模型，如AIDS、老年性痴呆、原发性高血、老年性痴呆、原发性高血压、糖尿病、镰状细胞贫血症等。压、糖尿病、镰状细胞贫血症等。专题生物技术发展CD4融合基因融合基因转转hCD4阳性兔阳性兔外周血浆淋巴细胞外周血浆淋巴细胞（PBL）未检测到未检测到检测到检测到hCD4 mRNA和蛋白质和蛋白质F1代代专题生物技术发展2. 生产人类器官移植用途的转基因猪生产人类器官移植用途的转基因猪 异源器官移植（异源器官移植（xenotransplantation）利用转）
11、利用转基因动物作为组织器官的来源。其供量大、费用基因动物作为组织器官的来源。其供量大、费用低廉，有着广阔的产业化前景。低廉，有着广阔的产业化前景。在关键时刻，可以将转基因猪的肝脏或心脏临时移植给病人，使病在关键时刻，可以将转基因猪的肝脏或心脏临时移植给病人，使病人能够存活到找到适用的人类器官，这样的移植可以在短期内实现。人能够存活到找到适用的人类器官，这样的移植可以在短期内实现。 专题生物技术发展猪内源逆转录病毒（猪内源逆转录病毒（procine endogenous retrovirus，PERV）RT-PCR和免疫杂交方法对患者的血清进行了和免疫杂交方法对患者的血清进行了分析，结果没有发现
12、一例分析，结果没有发现一例PERV，这无疑更增，这无疑更增加了人们从事猪器官用于人的研究的信心。加了人们从事猪器官用于人的研究的信心。专题生物技术发展3.应用转基因动物乳腺生物反应器生产药用蛋白应用转基因动物乳腺生物反应器生产药用蛋白利用转基因动物生产利用转基因动物生产药用蛋白药用蛋白血液血液乳腺乳腺尿腺尿腺优越性：优越性：1.生产成本低生产成本低2.产量高产量高3.产品纯化简易产品纯化简易4.产品质量高、安全产品质量高、安全性好性好专题生物技术发展4. 转基因动物生产人类营养医疗用品（或保健品）转基因动物生产人类营养医疗用品（或保健品）专题生物技术发展转基因在动物生产中的应用转基因在动物生产
13、中的应用对动物进行基因改良，促进动物生长，提对动物进行基因改良，促进动物生长，提高畜产品品质和产量高畜产品品质和产量乳糖酶由人小肠分泌，乳糖酶由人小肠分泌，把鲜奶中的乳糖降解成把鲜奶中的乳糖降解成葡萄糖和半乳糖。葡萄糖和半乳糖。含有人血中制造铁质和含有人血中制造铁质和提供牙齿生长的蛋白质，提供牙齿生长的蛋白质，及提供产後初乳中预防及提供产後初乳中预防细菌的主要蛋白质细菌的主要蛋白质小玫瑰小玫瑰专题生物技术发展动物抗病育种动物抗病育种禽白血病病毒禽白血病病毒(ALV)MX1基因基因马利克氏病病毒马利克氏病病毒(MDV)抗抗ALV的新品系的新品系的鸡的鸡抗禽流感鸡抗禽流感鸡抗抗MDV病毒的病毒的鸡
14、鸡利用转基因技术提高动物的抗病性也具有广阔利用转基因技术提高动物的抗病性也具有广阔的应用前景。的应用前景。专题生物技术发展中国转基因动物研究进展中国转基因动物研究进展“七五七五”技术攻关设立技术攻关设立“动物个体表达系统研究动物个体表达系统研究”的课题，的课题，启动了转基因动物研究。启动了转基因动物研究。农业部农业部“七五七五”生物技术重点项目中，设立了生物技术重点项目中，设立了“动物转基因动物转基因技术研究技术研究”的课题的课题“863”计划中，把计划中，把“猪的基因工程育种猪的基因工程育种”列为重点项目之列为重点项目之一。一。“九五九五”期间，期间，“动物乳腺生物反应器研究动物乳腺生物反应
15、器研究”增列重点项目。增列重点项目。“十五十五”期间，期间，“体细胞克隆牛与转基因体细胞克隆牛生产体细胞克隆牛与转基因体细胞克隆牛生产技术体系技术体系”项目。项目。“十一五十一五”科学技术发展规划强调将发育与生殖研究作为一科学技术发展规划强调将发育与生殖研究作为一项重大科学专项。项重大科学专项。专题生物技术发展动物乳腺生物反应器动物乳腺生物反应器专题生物技术发展转基因实验动物研究转基因实验动物研究1984-1987年中国科学年中国科学院遗传所获得转人院遗传所获得转人-珠蛋白、生长激素、珠蛋白、生长激素、大肠杆菌大肠杆菌galkgalk和和gptgpt基基因小鼠因小鼠2000年中国农业大学年中国
16、农业大学生物技术国家重点实生物技术国家重点实验室将验室将“生物钢生物钢”蛋蛋白基因在小鼠乳腺中白基因在小鼠乳腺中表达表达中国农业大学和华中中国农业大学和华中农业大学合作，研究农业大学合作，研究转基因小鼠乳腺表达转基因小鼠乳腺表达人瘦蛋白人瘦蛋白专题生物技术发展转基因家畜研究转基因家畜研究2002年年1月月18日，中国第一头本土克隆牛日，中国第一头本土克隆牛“委委委委”在在山东曹县中大动物胚胎工程中心通过剖腹产诞生。由山东曹县中大动物胚胎工程中心通过剖腹产诞生。由于严重缺氧，于严重缺氧，“委委委委”出生后未顺利站起。出生后未顺利站起。“委委委委”之所以被称之所以被称为我国第一头土生为我国第一头土
17、生土长的克隆牛，是土长的克隆牛，是因为从培育克隆胚因为从培育克隆胚胎到克隆胚胎移植胎到克隆胚胎移植都是中国人在自己都是中国人在自己的国家完成的。的国家完成的。 专题生物技术发展2002年10月13日，中国首例转基因克隆牛在深圳诞生。专题生物技术发展2003年10月17日体细胞克隆牛“岩娃”对全球性胃病的预防和治疗方面将会有重要意义，同时对全球性胃病的预防和治疗方面将会有重要意义，同时也具有重要的经济价值和社会价值。也具有重要的经济价值和社会价值。 人岩藻糖转移酶基人岩藻糖转移酶基因（治疗人类胃溃因（治疗人类胃溃疡疾病疡疾病 ）绿色荧光蛋白基因绿色荧光蛋白基因新霉素抗性基因新霉素抗性基因专题生物
18、技术发展2000年中国农业大学转基因克隆绵羊用用CMV启动的启动的neo和和gfp基因构件转染羊的颗基因构件转染羊的颗粒细胞，得到阳性细胞后直接进行克隆，体粒细胞，得到阳性细胞后直接进行克隆，体外发育的克隆囊胚均表达外发育的克隆囊胚均表达gfp基因。基因。专题生物技术发展中国科学养遗传与发育生物学研究所与扬州中国科学养遗传与发育生物学研究所与扬州大学合作，将促红细胞生成素基因和人乙型大学合作，将促红细胞生成素基因和人乙型肝炎表面抗原基因导入山羊，获得了两种乳肝炎表面抗原基因导入山羊，获得了两种乳腺特异性表达的转基因山羊。腺特异性表达的转基因山羊。专题生物技术发展转基因禽类的研究转基因禽类的研究
19、转基因鸡改变现有品种转基因鸡改变现有品种的遗传特性，如增加对的遗传特性，如增加对病毒及球虫病的抗性，病毒及球虫病的抗性，提高喂食效率，降低鸡提高喂食效率，降低鸡蛋中的脂肪含量和胆固蛋中的脂肪含量和胆固醇水平，提高肌肉质量，醇水平，提高肌肉质量，等等。等等。目前已获得转禽类白血病病毒（目前已获得转禽类白血病病毒（ALV）的外壳蛋）的外壳蛋白基因白基因env的转基因鸡，并证明获得的转基因鸡的转基因鸡，并证明获得的转基因鸡对禽类白血病病毒具有一定的抗性。对禽类白血病病毒具有一定的抗性。专题生物技术发展转基因淡水鱼类研究转基因淡水鱼类研究中国科学院水生生物研究中国科学院水生生物研究所，首次将人生长激素
20、基所，首次将人生长激素基因（因（hGH）转入鱼，制作）转入鱼，制作出了提高生长速度、增加出了提高生长速度、增加抗逆性以及为发育生物学抗逆性以及为发育生物学和插入突变提供研究材料和插入突变提供研究材料转基因鱼。转基因鱼。当前，我国的转基因鱼已达到国际先进当前，我国的转基因鱼已达到国际先进水平。水平。专题生物技术发展2002年，年，“转基因黄河鲤鱼转基因黄河鲤鱼”首次在公众面前亮相，首次在公众面前亮相，它带有草鱼生长激素基因，它带有草鱼生长激素基因，1年内可长年内可长2-3斤，味道斤，味道鲜美，蛋白质含量较高、脂肪含量相对较低。鲜美，蛋白质含量较高、脂肪含量相对较低。由于鱼类易于逃逸、扩散，因此转
21、基因鱼的生态安全性由于鱼类易于逃逸、扩散，因此转基因鱼的生态安全性问题很值得去研究。只有解决了生态安全性问题，才能问题很值得去研究。只有解决了生态安全性问题，才能真正使转基因鱼广泛应用于渔业生产。真正使转基因鱼广泛应用于渔业生产。专题生物技术发展转基因微生物研究进展转基因微生物研究进展20世纪世纪80年代以来，现代生物技术迅速发展，在医年代以来，现代生物技术迅速发展，在医药、农业、食品、化工、环境和能源等领域发挥了药、农业、食品、化工、环境和能源等领域发挥了巨大的经济效益和社会效益。巨大的经济效益和社会效益。 19821982年美国年美国FDAFDA批准了世界上第一例基因工程药批准了世界上第一
22、例基因工程药物重组人胰岛素的正式生产以来，以基因工程药物物重组人胰岛素的正式生产以来，以基因工程药物为主的各种基因工程产品陆续实现商品化生产。为主的各种基因工程产品陆续实现商品化生产。专题生物技术发展专题生物技术发展中国转基因微生物的研究和应用的重点在农中国转基因微生物的研究和应用的重点在农业方面，到业方面，到2000年为止，在国家年为止，在国家“863”计划计划资助下，共分离克隆了杀虫、防病、固氮等资助下，共分离克隆了杀虫、防病、固氮等新基因新基因89个，构建各类工程菌个，构建各类工程菌51株，其中株，其中5种菌剂获准进入田间试验，种菌剂获准进入田间试验，6种经安全性评估种经安全性评估后进入
23、环境释放。后进入环境释放。专题生物技术发展转基因微生物在农业生产领域的应用转基因微生物在农业生产领域的应用应用于农业生产上的转基因微生物主要为转基因微生应用于农业生产上的转基因微生物主要为转基因微生物农药、转基因微生物肥料，以及利用转基因微生物物农药、转基因微生物肥料，以及利用转基因微生物生产饲料酶。生产饲料酶。1.转基因微生物农药转基因微生物农药过量使用农药过量使用农药环境污染环境污染食物残毒食物残毒病虫害抗药性病虫害抗药性生态破坏生态破坏专题生物技术发展目前，中国是世界上农业重组微生物环境释目前，中国是世界上农业重组微生物环境释放面积最大、种类最多和研究范围最广的国放面积最大、种类最多和研
24、究范围最广的国家，所取得的成就受到各国科学家的广泛关家，所取得的成就受到各国科学家的广泛关注和高度重视。注和高度重视。转转BtBt基因重组杆状病毒、高毒广谱杀虫工程菌、棉基因重组杆状病毒、高毒广谱杀虫工程菌、棉铃虫核型多角体病毒杀虫剂等多种基因工程微生物铃虫核型多角体病毒杀虫剂等多种基因工程微生物杀虫剂经农业部安全性审批获准进入田间释放或中杀虫剂经农业部安全性审批获准进入田间释放或中间试验间试验重组猪生长激素、高效表达植酸酶的重组毕赤酵母重组猪生长激素、高效表达植酸酶的重组毕赤酵母以及其他几种基因工程疫苗也获准进入中间试验或以及其他几种基因工程疫苗也获准进入中间试验或环境释放阶段。环境释放阶段
25、。专题生物技术发展转基因转基因Bt菌剂菌剂苏云金芽孢杆菌（简称苏云金芽孢杆菌（简称Bt）杀虫剂是公认的一类无公害的）杀虫剂是公认的一类无公害的生物农药，也是目前国内外生产量最大、应用面积最广的生物农药，也是目前国内外生产量最大、应用面积最广的微生物杀虫剂。全世界从微生物杀虫剂。全世界从Bt中发现并正式命名的中发现并正式命名的ICP基因基因已有已有42大类大类250多种。多种。马铃薯甲虫马铃薯甲虫玉米螟玉米螟小菜蛾小菜蛾专题生物技术发展中国在中国在Bt分子生物学的研究中也取得了很多成果：分子生物学的研究中也取得了很多成果： 1997年以来，我国自行克隆并经国际命名的新的杀年以来，我国自行克隆并经
26、国际命名的新的杀虫蛋白基因达虫蛋白基因达28种，占国际同期新发现种，占国际同期新发现Bt基因总数基因总数的的1/3。华中农业大学生命科学学院微生物农药国家工程研究华中农业大学生命科学学院微生物农药国家工程研究中心、农业部微生物重点实验室研制的苏云金芽孢中心、农业部微生物重点实验室研制的苏云金芽孢杆菌高毒力菌株杆菌高毒力菌株YBT-1520YBT-1520获国家发明专利。获国家发明专利。福建农林大学生物技术中心研制的苏云金芽孢杆菌遗福建农林大学生物技术中心研制的苏云金芽孢杆菌遗传改良工程菌传改良工程菌TS16等杀虫剂获化学工业部的农药生等杀虫剂获化学工业部的农药生产证和农业部的农药登记证和出口证
27、。产证和农业部的农药登记证和出口证。南开大学生命科学院微生物学系进行了苏云金芽孢杆南开大学生命科学院微生物学系进行了苏云金芽孢杆菌光谱基因工程菌的构建及新型高效菌株菌光谱基因工程菌的构建及新型高效菌株15A315A3的研的研究与开发，其成果已通过验收和鉴定。究与开发，其成果已通过验收和鉴定。专题生物技术发展转基因病毒杀虫剂转基因病毒杀虫剂世界上有记载的昆虫病毒超过世界上有记载的昆虫病毒超过1000种，已开发种，已开发投入市场的产品有投入市场的产品有30多种。中国研制了多种。中国研制了20多多种病毒杀虫剂。种病毒杀虫剂。中山大学构建了第一株对害虫具有迅速麻痹作中山大学构建了第一株对害虫具有迅速麻
28、痹作用的基因工程杆状病毒用的基因工程杆状病毒重组粉纹夜蛾核重组粉纹夜蛾核多角体病毒（多角体病毒（TnAT35）。）。 银纹夜蛾银纹夜蛾 甜菜夜蛾甜菜夜蛾 棉铃虫棉铃虫专题生物技术发展防治植物霜冻的转基因工程菌防治植物霜冻的转基因工程菌冰核活性细菌可以诱发并加重植物霜冻冰核活性细菌可以诱发并加重植物霜冻专题生物技术发展利用无冰核活性细菌的生态位和营养竞争关利用无冰核活性细菌的生态位和营养竞争关系可以在一定程度上减少冰核活性细菌的数系可以在一定程度上减少冰核活性细菌的数量，从而有效减轻植物霜冻的发生。量，从而有效减轻植物霜冻的发生。防治植物霜冻的无冰核活性细菌活性工程菌防治植物霜冻的无冰核活性细菌
29、活性工程菌于于1982年研制成功，年研制成功，1987年进入田间试验，年进入田间试验，防治草莓霜冻效果达防治草莓霜冻效果达70%以上。以上。专题生物技术发展防治病害的转基因工程菌防治病害的转基因工程菌1991年和年和1992年，工程菌年，工程菌NoGall在澳大利亚在澳大利亚和美国获准登记，成为世界上第一例商品化和美国获准登记，成为世界上第一例商品化生产的植物病害生物防治基因工程细菌制剂，生产的植物病害生物防治基因工程细菌制剂，已在澳大利亚、美国、加拿大、日本和西欧已在澳大利亚、美国、加拿大、日本和西欧的一些国家推广。的一些国家推广。专题生物技术发展对昆虫病原真菌的遗传改良对昆虫病原真菌的遗传
30、改良我国首次建立球孢白僵菌的农杆菌转化体系，我国首次建立球孢白僵菌的农杆菌转化体系，并从该菌中克隆了类枯草杆菌蛋白酶基因、并从该菌中克隆了类枯草杆菌蛋白酶基因、几丁质酶基因和真菌孢子形成相关基因。几丁质酶基因和真菌孢子形成相关基因。新构建的含有前两种基因的工程菌较单一基新构建的含有前两种基因的工程菌较单一基因工程菌杀虫毒力提高近一倍，侵染致病时因工程菌杀虫毒力提高近一倍，侵染致病时间缩短近一半。间缩短近一半。专题生物技术发展传统氮肥传统氮肥土壤板结土壤板结肥力下降肥力下降耗费能源耗费能源污染环境污染环境土壤中的微生物具有生物固氮、溶解磷钾等特土壤中的微生物具有生物固氮、溶解磷钾等特性。性。我国
31、科研工作者已分离鉴定出我国科研工作者已分离鉴定出10余株高固氮余株高固氮活性的菌株。活性的菌株。2.转基因微生物肥料转基因微生物肥料专题生物技术发展动物消化饲料的过程中，仅仅利用自身的内动物消化饲料的过程中，仅仅利用自身的内源性酶，如淀粉酶、胃蛋白酶、胰脂酶、蔗源性酶，如淀粉酶、胃蛋白酶、胰脂酶、蔗糖酶、乳糖酶等，是不能充分利用动物饲料糖酶、乳糖酶等，是不能充分利用动物饲料的。的。外源性饲料酶成为饲料工业的一个重大课题外源性饲料酶成为饲料工业的一个重大课题利用基因工程技术，可以大大提高各种饲料利用基因工程技术，可以大大提高各种饲料酶的活性、稳定性和耐热性等。酶的活性、稳定性和耐热性等。黑曲霉、
32、米曲霉和无花果曲霉。黑曲霉、米曲霉和无花果曲霉。3.转基因微生物生产饲料酶制剂转基因微生物生产饲料酶制剂专题生物技术发展转基因微生物在食品生产领域的应用转基因微生物在食品生产领域的应用啤酒和淀粉酶啤酒和淀粉酶面包和蛋白面包和蛋白酶酶奶酪和凝乳奶酪和凝乳酶酶专题生物技术发展利用转基因微生物生产酶制剂的主要目标是加强酶制剂的加工特性。利用基因工程技术改良菌种生产的第一种食品酶制剂是凝乳酶，美国2/33/4的奶酪生产使用了遗传工程凝乳酶。转基因微生物转基因微生物酶制剂酶制剂产量高产量高品质均匀品质均匀稳定性好稳定性好价格低廉价格低廉专题生物技术发展转基因微生物在药物生产领域的应用转基因微生物在药物生
33、产领域的应用发达国家发达国家2/3糖糖尿病患者治疗尿病患者治疗所用的胰岛素所用的胰岛素是基因工程产是基因工程产物。物。1982年进入市场，发展至今已取得年进入市场，发展至今已取得很好的市场效益。很好的市场效益。现已有近现已有近40种基因工程蛋白质药物投放市场：癌症、种基因工程蛋白质药物投放市场：癌症、血液病、艾滋病、乙型肝炎、细菌感染、骨损伤、代血液病、艾滋病、乙型肝炎、细菌感染、骨损伤、代谢病、矮小症、心血管病、糖尿病、不孕症等疑难病。谢病、矮小症、心血管病、糖尿病、不孕症等疑难病。专题生物技术发展转基因微生物在其他领域的应用转基因微生物在其他领域的应用环境保护环境保护19801980年美国
34、第一年美国第一个生物遗传工程专利个生物遗传工程专利就是一种可吞噬石油就是一种可吞噬石油的微生物，主要用途的微生物，主要用途是清除海洋中泄露的是清除海洋中泄露的石油。石油。专题生物技术发展传统工业改造传统工业改造利用工程菌株生产聚羟基丁利用工程菌株生产聚羟基丁酸作为原料制作的塑料产品酸作为原料制作的塑料产品可被自然环境中的微生物分可被自然环境中的微生物分解，有效消除白色污染。解，有效消除白色污染。专题生物技术发展新能源开发新能源开发 利用转基因手段制造的工程菌可以提高利用转基因手段制造的工程菌可以提高发酵效率，使之分解纤维素和木质素，以稻发酵效率，使之分解纤维素和木质素，以稻草、木屑、植物秸秆、
35、食物的下脚料等作为草、木屑、植物秸秆、食物的下脚料等作为原料生产酒精。原料生产酒精。专题生物技术发展基因工程疫苗基因工程疫苗基因工程疫苗代表了一种预防传染性疾病的基因工程疫苗代表了一种预防传染性疾病的新途径，有利于提高人类和动物的福利，减新途径，有利于提高人类和动物的福利，减少抗生素的使用和病原体传播。少抗生素的使用和病原体传播。优点：成本低、生产简单、质量高、热稳定性优点：成本低、生产简单、质量高、热稳定性好、可生产多价疫苗等。好、可生产多价疫苗等。缺点：缺乏研究，具不确定性。缺点：缺乏研究，具不确定性。专题生物技术发展基因工程疫苗的利用基因工程疫苗的利用 一个基因工程疫苗含有一个带有很强病
36、毒启动一个基因工程疫苗含有一个带有很强病毒启动子的细菌质粒、一个编码免疫蛋白的基因和一个转子的细菌质粒、一个编码免疫蛋白的基因和一个转录终止序列。录终止序列。 质粒是长在细菌中，在盐溶剂中纯化和溶解，质粒是长在细菌中，在盐溶剂中纯化和溶解，然后通过肌肉注射微量的然后通过肌肉注射微量的DNA加速蛋白表达活性，加速蛋白表达活性，以达到最终减少免疫反应、抗击病毒作用。以达到最终减少免疫反应、抗击病毒作用。专题生物技术发展基因工程疫苗的研究进展基因工程疫苗的研究进展1.兽用重组基因工程疫苗的类型兽用重组基因工程疫苗的类型病原：细菌、病毒、寄生虫病原：细菌、病毒、寄生虫疫苗使用对象：牛、马、猪、羊、犬、
37、禽、兔、疫苗使用对象：牛、马、猪、羊、犬、禽、兔、鱼和其他野生动物。鱼和其他野生动物。疫苗的类型：重组亚单位疫苗、基因缺失活疫苗、疫苗的类型：重组亚单位疫苗、基因缺失活疫苗、基因重组活疫苗。基因重组活疫苗。专题生物技术发展 重组亚单位疫苗是指将保护性抗原基因重组亚单位疫苗是指将保护性抗原基因在原核或真核细胞中表达，并将基因产物在原核或真核细胞中表达，并将基因产物蛋白质或多肽制成疫苗。蛋白质或多肽制成疫苗。 安全性好，不含传染性材料，接种后不安全性好，不含传染性材料，接种后不会发生急性、持续或潜伏感染，可用于不用会发生急性、持续或潜伏感染，可用于不用使用活疫苗的一些情况。使用活疫苗的一些情况。重
38、组亚单位疫苗重组亚单位疫苗专题生物技术发展通过基因工程技术将致病微生物基因中负责通过基因工程技术将致病微生物基因中负责毒力的一个或多个基因缺失，同时可插入标毒力的一个或多个基因缺失，同时可插入标记基因，制成弱毒活疫苗。记基因，制成弱毒活疫苗。基因缺失活疫苗基因缺失活疫苗基因重组活疫苗基因重组活疫苗利用基因重组技术将编码免疫抗原的外源基利用基因重组技术将编码免疫抗原的外源基因克隆到无毒的表达载体如病毒、细菌上，因克隆到无毒的表达载体如病毒、细菌上，制成载体活疫苗。制成载体活疫苗。专题生物技术发展华中农业大学、四川农业大学已成功研制出猪伪狂华中农业大学、四川农业大学已成功研制出猪伪狂犬病基因缺失疫
39、苗。犬病基因缺失疫苗。宁夏大学研制的犊牛、羔羊腹泻双价基因工程疫苗宁夏大学研制的犊牛、羔羊腹泻双价基因工程疫苗已批准生产。已批准生产。哈尔滨兽医研究所构建的鸡传染性喉气管炎病毒基哈尔滨兽医研究所构建的鸡传染性喉气管炎病毒基因的重组禽痘病毒疫苗、上海复旦大学合成的口蹄因的重组禽痘病毒疫苗、上海复旦大学合成的口蹄疫多肽疫苗已进入田间安全试验。疫多肽疫苗已进入田间安全试验。扬州大学农学院构建了马利克氏病毒扬州大学农学院构建了马利克氏病毒gB基因的重组基因的重组禽痘病毒疫苗获得成功。禽痘病毒疫苗获得成功。专题生物技术发展人用病毒工程突变株与重组减毒活疫苗人用病毒工程突变株与重组减毒活疫苗 基本途径：通
40、过生物技术手段改变病毒毒基本途径：通过生物技术手段改变病毒毒力相关基因，在保持其免疫原性基本不变的力相关基因，在保持其免疫原性基本不变的情况下使其毒力降低。情况下使其毒力降低。 基本类型：工程减毒疫苗株、杂合减毒株基本类型：工程减毒疫苗株、杂合减毒株和病毒载体重组株。和病毒载体重组株。专题生物技术发展1986年，第一例基因工程疫苗重组乙肝疫苗年，第一例基因工程疫苗重组乙肝疫苗开发成功并获准在欧洲上市。开发成功并获准在欧洲上市。我国哺乳动物基因工程乙肝疫苗于我国哺乳动物基因工程乙肝疫苗于1992年投年投放市场，预防痢疾的冻干口服福氏、宋内氏放市场，预防痢疾的冻干口服福氏、宋内氏痢疾双价活菌苗于痢疾双价活菌苗于1998年上市，口服重组年上市，口服重组B亚单位亚单位/菌体霍乱疫苗于菌体霍乱疫苗于2000年上市，血吸虫年上市，血吸虫疫苗、出血热疫苗等正在进行临床试验。疫苗、出血热疫苗等正在进行临床试验。
