第一篇：基因工程

基因工程技術(shù)的程序與應(yīng)用

【摘要】基因工程技術(shù)是一項(xiàng)正在蓬勃發(fā)展的技術(shù)，它將給人類社會(huì)帶來(lái)一場(chǎng)深刻的變革，我們有必要了解基因工程的概念、原理、技術(shù)程序，以及基因工程在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)藥等方面的應(yīng)用和進(jìn)展情況。

【關(guān)鍵詞】基因工程技術(shù)程序應(yīng)用進(jìn)展

基因工程（genetic engineering）又稱基因拼接技術(shù)和DNA重組技術(shù)，是以分子遺傳學(xué)為理論基礎(chǔ)，以分子生物學(xué)和微生物學(xué)的現(xiàn)代方法為手段，在分子水平上對(duì)基因進(jìn)行復(fù)雜的操作，將不同來(lái)源的基因按預(yù)先設(shè)計(jì)的藍(lán)圖，在體外構(gòu)建雜種DNA分子，然后導(dǎo)入活細(xì)胞，使這個(gè)基因能在受體細(xì)胞內(nèi)復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯表達(dá)，以改變生物原有的遺傳特性、獲得新品種、生產(chǎn)新產(chǎn)品。它是用人為的方法將所需要的某一供體生物的遺傳物質(zhì)——DNA大分子提取出來(lái)，在離體條件下用適當(dāng)?shù)墓ぞ呙高M(jìn)行切割后，把它與作為載體的DNA分子連接起來(lái)，然后與載體一起導(dǎo)入某一更易生長(zhǎng)、繁殖的受體細(xì)胞中，以讓外源物質(zhì)在其中“安家落戶”，進(jìn)行正常的復(fù)制和表達(dá)，從而獲得新物種的一種嶄新技術(shù)。它克服了遠(yuǎn)緣雜交的不親和障礙。基因工程技術(shù)為基因的結(jié)構(gòu)和功能的研究提供了有力的手段。

一 基因工程的技術(shù)程序

基因工程的基本原理是在體外將不同來(lái)源的DNA進(jìn)行剪切和重組，形成鑲嵌DNA分子，然后將之導(dǎo)入宿主細(xì)胞，使其擴(kuò)增表達(dá)，從而使宿主細(xì)胞獲得新的遺傳特性，形成新的基因產(chǎn)物。它有3個(gè)基本的步驟：①?gòu)暮线m材料分離或制備目的基因或DNA片段。②目的基因或DNA片段與載體連接作成重組DNA分子。③重組DNA分子引入宿主細(xì)胞，在其中擴(kuò)增和表達(dá)。不同種類生物的生物學(xué)特性不同，其基因工程在操作上和具體技術(shù)上必然有所差異，但技術(shù)核心都是DNA的重組，即利用一系列的DNA限制性內(nèi)切酶、連接酶等分子手術(shù)工具，在某種生物DNA鏈上切下某個(gè)目標(biāo)基因或特殊的DNA片段，然后根據(jù)設(shè)計(jì)要求，將其接合到受體生物DNA鏈上。

一個(gè)完整的用于生產(chǎn)生產(chǎn)目的的基因工程技術(shù)程序包括的基本內(nèi)容有：①外源目標(biāo)基因的分離、克隆以及目標(biāo)基因的結(jié)構(gòu)與功能研究。②適合轉(zhuǎn)移、表達(dá)載體的構(gòu)建或目標(biāo)基因的表達(dá)調(diào)控結(jié)構(gòu)重組。③外源基因的導(dǎo)入。④外源基因在宿主基因組上的整合、表達(dá)及檢測(cè)與轉(zhuǎn)基因生物的篩選。⑤外源基因表達(dá)產(chǎn)物的生理功能的檢定。⑥轉(zhuǎn)基因新品系的選育和建立以及轉(zhuǎn)基因新品系的效益分析。⑦生態(tài)與進(jìn)化安全保障機(jī)制的建立。⑧消費(fèi)安全評(píng)價(jià)。

（一）外源目標(biāo)基因的分離、克隆及功能結(jié)構(gòu)分析

獲合乎人類某種需要的取目的基因是實(shí)施基因工程的第一步，也是開(kāi)展一項(xiàng)基因工程的前提和全部工作的核心。目前人們已經(jīng)能夠通過(guò)多種途徑和方法來(lái)獲取目標(biāo)基因，其中主要有兩條途徑：一條是從供體細(xì)胞的DNA中直接分離基因；另一條是人工合成基因。

直接分離基因最常用的方法是“鳥(niǎo)槍法”，又叫“散彈射擊法”。鳥(niǎo)槍法的具體做法是：用限制酶將供體細(xì)胞中的DNA切成許多片段，將這些片段分別載入運(yùn)載體，然后通過(guò)運(yùn)載體分別轉(zhuǎn)入不同的受體細(xì)胞，讓供體細(xì)胞提供的DNA（即外源DNA）的所有片段分別在各個(gè)受體細(xì)胞中大量復(fù)制（在遺傳學(xué)中叫做擴(kuò)增），1

從中找出含有目的基因的細(xì)胞，再用一定的方法把帶有目的基因的DNA片段分離出來(lái)。如許多抗蟲(chóng)抗病毒的基因都可以用上述方法獲得。用鳥(niǎo)槍法獲得目的基因的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便，缺點(diǎn)是工作量大，具有一定的盲目性。又由于真核細(xì)胞的基因含有不表達(dá)的DNA片段，一般使用人工合成的方法。

目前人工合成基因的方法主要有兩條。一條途徑是以目的基因轉(zhuǎn)錄成的信使RNA為模版，反轉(zhuǎn)錄成互補(bǔ)的單鏈DNA，然后在酶的作用下合成雙鏈DNA，從而獲得所需要的基因。另一條途徑是根據(jù)已知的蛋白質(zhì)的氨基酸序列，推測(cè)出相應(yīng)的信使RNA序列，然后按照堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則，推測(cè)出它的基因的核苷酸序列，再通過(guò)化學(xué)方法，以單核苷酸為原料合成目的基因。如人的血紅蛋白基因胰島素基因等就可以通過(guò)人工合成基因的方法獲得。

（二）構(gòu)建能在受體生物細(xì)胞中表達(dá)的重組目標(biāo)基因

要使一個(gè)外源目標(biāo)基因能整合到受體細(xì)胞的基因組中并能在整合后在受體基因組的調(diào)控下有效地轉(zhuǎn)錄和翻譯，就必須事先對(duì)目標(biāo)基因的功能結(jié)構(gòu)用DNA重組技術(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)男揎棧簿褪菍⒛繕?biāo)基因與一種特別的DNA分子重組，這種特別的DNA分子稱為基因載體，目前所用的載體主要有以下幾類：質(zhì)粒、λ噬菌體、柯斯質(zhì)粒、病毒載體、YAC載體等，各類載體具有獨(dú)特的生物學(xué)特性，可用于不同的目標(biāo)基因。

（三）外源重組目標(biāo)基因的導(dǎo)入

將重組的外源目標(biāo)基因轉(zhuǎn)入到宿主細(xì)胞中的過(guò)程稱為基因?qū)牖蚧蜣D(zhuǎn)移。接受外源基因的細(xì)胞稱為受體細(xì)胞。由于受體生物學(xué)特征的不同以及基因工程目的不同，外源基因?qū)氲姆椒ㄒ膊煌械氖怯幂d體導(dǎo)入，有的是直接用物理的方法導(dǎo)入。目前使用的有轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)染、電穿孔導(dǎo)入法、基因槍射入法、顯微注射法、脂質(zhì)體介導(dǎo)法等，向細(xì)菌等微生物中導(dǎo)入外源目標(biāo)基因常用質(zhì)粒轉(zhuǎn)化和噬菌體轉(zhuǎn)染方法；向植物細(xì)胞中導(dǎo)入外源基因常用基因槍注入法和Ti質(zhì)粒導(dǎo)入法；能由原生質(zhì)體再生出植株的植物細(xì)胞還可以用電穿孔導(dǎo)入法及脂質(zhì)體融合法；動(dòng)物的受精卵一般通過(guò)人工顯微鏡注射法導(dǎo)入外源基因；動(dòng)物的體細(xì)胞可用電穿孔法和病毒轉(zhuǎn)染法導(dǎo)入外源基因，但對(duì)用于生產(chǎn)目的的基因工程常常避免用病毒轉(zhuǎn)染法。

（四）轉(zhuǎn)基因細(xì)胞或個(gè)體的鑒別和篩選

在對(duì)宿主的細(xì)胞進(jìn)行了外源目標(biāo)基因?qū)胩幚硪院螅行┘?xì)胞可能并沒(méi)有外源基因的進(jìn)入，另有一些細(xì)胞可能在外源基因進(jìn)入后因各種原因而不能使外源基因表達(dá)，因此必須對(duì)被進(jìn)行了基因轉(zhuǎn)移處理的細(xì)胞或個(gè)體進(jìn)行鑒別，以篩選出導(dǎo)入外源目標(biāo)基因的轉(zhuǎn)基因細(xì)胞或個(gè)體。鑒別和篩選轉(zhuǎn)基因生物一般在兩個(gè)層面上進(jìn)行：一是檢測(cè)目標(biāo)基因是否表達(dá)，二是檢測(cè)目標(biāo)基因是否整合到了宿主的染色體上和能否穩(wěn)定傳代。表達(dá)檢測(cè)的方法主要有轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的印跡雜交法、免疫印跡檢測(cè)法、免疫組織化學(xué)檢測(cè)法等。整合檢測(cè)可通過(guò)DNA分子雜交來(lái)確定。

（五）轉(zhuǎn)基因品系的效益分析。

一個(gè)生產(chǎn)性能優(yōu)越的轉(zhuǎn)基因品系，首要的條件是目標(biāo)基因的表達(dá)產(chǎn)物必須有正常的生理功能，另一個(gè)必要標(biāo)志是其目標(biāo)基因必須有適度的高效表達(dá)特性和可持續(xù)生產(chǎn)能力。

（六）生態(tài)與進(jìn)化安全保障

由于轉(zhuǎn)基因生物與其他生物一樣具有可遺傳、易擴(kuò)散及自主的特性，而且人類對(duì)生命、生態(tài)系統(tǒng)、生物的演化實(shí)際上還知之甚少，對(duì)不同物種間基因的人工組合，外源基因?qū)κ荏w生物進(jìn)化的可能影響，轉(zhuǎn)基因生物對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的長(zhǎng)期影響

等都無(wú)法進(jìn)行評(píng)估，因此如果人們不事先采取控制措施，轉(zhuǎn)基因生物一旦進(jìn)入到自然環(huán)境中就可能打破生態(tài)平衡，破壞生態(tài)環(huán)境和自然種質(zhì)資源。對(duì)轉(zhuǎn)基因生物的控制措施有物理的方法和生物的方法：物理的方法就是通過(guò)各種嚴(yán)格的管理措施和物理屏障盡量使轉(zhuǎn)基因生物不能從實(shí)驗(yàn)室逃逸進(jìn)入到自然環(huán)境里去；生物的方法一般就是造成轉(zhuǎn)基因生物與非轉(zhuǎn)基因生物之間的生殖隔離，如利用三倍體不育的特性將用于生產(chǎn)的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物或植物變成三倍體等。

（七）消費(fèi)安全評(píng)價(jià)

消費(fèi)安全評(píng)價(jià)一般要考慮以下一些主要的方面：①導(dǎo)入外源目標(biāo)基因本身編碼的產(chǎn)物是否安全。②外源目標(biāo)基因是否穩(wěn)定。③使用的載體是否安全。④使用的報(bào)道基因（就是能產(chǎn)生很容易觀察的性狀的基因）是否會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)。⑤外源基因?qū)牒笫欠駮?huì)誘導(dǎo)受體生物產(chǎn)生新的有害遺傳性狀或不利于健康的成分。為了保護(hù)人類的健康，許多國(guó)家都已通過(guò)立法或其他形式對(duì)轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品進(jìn)行消費(fèi)安全評(píng)價(jià)和嚴(yán)格的管理，對(duì)進(jìn)口轉(zhuǎn)基因食品嚴(yán)格限制。

二 基因工程的應(yīng)用

基因工程在醫(yī)藥業(yè)中的應(yīng)用。許多藥品的生產(chǎn)是從生物組織中提取的。受材料來(lái)源限制產(chǎn)量有限，其價(jià)格往往十分昂貴。微生物生長(zhǎng)迅速，容易控制，適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。若將生物合成相應(yīng)藥物成分的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞內(nèi)，讓它們產(chǎn)生相應(yīng)的藥物，不但能解決產(chǎn)量問(wèn)題，還能大大降低生產(chǎn)成本。如基因工程胰島素、干擾素、人造血液、白細(xì)胞介素、乙肝疫苗等通過(guò)基因工程實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，均為解除人類的病苦，提高人類的健康水平發(fā)揮了重大的作用。

基因診斷與基因治療。遺傳病是長(zhǎng)期困擾人類的一類不治之癥，迄今已發(fā)現(xiàn)的有3000多種。其根源于遺傳基因存在缺陷，主要特征是可隨生育而傳代。基因治療是把正常基因?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達(dá)到治療疾病的目的，這是治療遺傳病的最有效的手段。基本方法是：基因置換、基因修復(fù)、基因增補(bǔ)和基因失活等。如運(yùn)用基因工程設(shè)計(jì)制造的“DNA探針”檢測(cè)肝炎病毒等病毒感染及遺傳缺陷，不但準(zhǔn)確而且迅速。通過(guò)基因工程給患有遺傳病的人體內(nèi)導(dǎo)入正常基因可“一次性”解除病人的疾苦。

基因工程在農(nóng)牧業(yè)、食品工業(yè)上的應(yīng)用。運(yùn)用基因工程技術(shù)，不但可以培養(yǎng)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗性好的農(nóng)作物及畜、禽新品種，還可以培養(yǎng)出具有特殊用途的動(dòng)、植物。如轉(zhuǎn)基因魚(yú)（生長(zhǎng)快、耐不良環(huán)境、肉質(zhì)好），轉(zhuǎn)基因牛（乳汁中含有人生長(zhǎng)激素），轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒，轉(zhuǎn)魚(yú)抗寒基因的番茄，轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的馬鈴薯，不會(huì)引起過(guò)敏的轉(zhuǎn)基因大豆，抗蟲(chóng)棉等。

基因工程在環(huán)境保護(hù)工業(yè)方面的應(yīng)用。基因工程做成的DNA探針能夠十分靈敏地檢測(cè)環(huán)境中的病毒、細(xì)菌等污染。利用基因工程培育的指示生物能十分靈敏地反映環(huán)境污染的情況，卻不易因環(huán)境污染而大量死亡，甚至還可以吸收和轉(zhuǎn)化污染物。如有一種超級(jí)細(xì)菌，能快速分解石油，可用于清除被石油污染的海域。這種超級(jí)菌是美國(guó)科學(xué)家用基因工程方法，把降解不同石油化合物的基因移植到一個(gè)菌株內(nèi)而產(chǎn)生的。

總之，基因工程的發(fā)展將會(huì)給人類社會(huì)帶來(lái)巨大的變化。

三 基因工程的進(jìn)展?fàn)顩r

基因工程技術(shù)是一項(xiàng)正在蓬勃發(fā)展的技術(shù)，而且也已經(jīng)取得了許多重要的應(yīng)用成果，但我們也應(yīng)該看到，基因工程技術(shù)不是一項(xiàng)已經(jīng)成熟的技術(shù)，仍然還很粗糙和原始，在許多方面尚需完善和改進(jìn)。

1．基因工程在技術(shù)上存在一定的不確定性和盲目性。目前的基因工程在技術(shù)上有很多的不確定性。這種不確定性表現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是技術(shù)方面的不穩(wěn)定性，二是由于對(duì)不同生物的生理特性的了解不很深入，如我們將魚(yú)類抗凍蛋白基因轉(zhuǎn)移到不抗寒的羅非魚(yú)等熱帶魚(yú)中，雖然抗凍蛋白基因得到表達(dá)，但并沒(méi)有使受體魚(yú)產(chǎn)生預(yù)期的抗寒效果。目前我們所進(jìn)行的基因工程基本上只能對(duì)簡(jiǎn)單的、單基因控制的性狀進(jìn)行設(shè)計(jì)和改造，操作對(duì)象只限于一些比較簡(jiǎn)單的單因子基因。但生物絕大部分的重要性狀是由多個(gè)基因共同控制的，對(duì)這些多基因控制的性狀，現(xiàn)有的基因工程技術(shù)幾乎仍然是束手無(wú)策。我們對(duì)活的生物體中基因表達(dá)調(diào)控的機(jī)制知之甚少，有關(guān)的知識(shí)僅限于對(duì)啟動(dòng)子和增強(qiáng)子有所了解，對(duì)生物體整體的調(diào)節(jié)復(fù)雜性的認(rèn)識(shí)還剛剛開(kāi)始。

2．在安全性方面存在著不確定性。對(duì)社會(huì)大眾來(lái)說(shuō)，最主要和最關(guān)心的是基因工程的安全性問(wèn)題，基因工程的安全性問(wèn)題包括兩個(gè)方面：一是基因工程產(chǎn)品的消費(fèi)安全問(wèn)題，二是轉(zhuǎn)基因生物的生態(tài)安全問(wèn)題。目前用轉(zhuǎn)基因技術(shù)生產(chǎn)出來(lái)的食品因其成分的某些改變是否會(huì)對(duì)人類的健康產(chǎn)生不良的影響，這需要實(shí)驗(yàn)和時(shí)間來(lái)驗(yàn)證。有著某種生存優(yōu)勢(shì)的轉(zhuǎn)基因生物如果進(jìn)入到自然生態(tài)系統(tǒng)，就有可能排擠自然種群，降低生態(tài)系統(tǒng)里物種的多樣性，打破生態(tài)平衡。

所以我們?cè)诖罅Πl(fā)展轉(zhuǎn)基因技術(shù)的同時(shí)，必須高度重視對(duì)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物、植物及微生物品種的生物控制和控制技術(shù)的研究。在轉(zhuǎn)基因品種的安全性沒(méi)有進(jìn)行全面的評(píng)估和沒(méi)有可靠的生物控制措施之前，應(yīng)嚴(yán)格禁止其進(jìn)行生產(chǎn)和進(jìn)入開(kāi)放的自然生態(tài)系統(tǒng)，只有其生態(tài)安全性達(dá)到了傳統(tǒng)育種方法培育的新品種時(shí)，或無(wú)生殖能力的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物和植物才能允許進(jìn)入自然界進(jìn)行生產(chǎn)，也只有這樣才是有益于人類和社會(huì)進(jìn)步的。

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第二篇：基因工程

寧波大學(xué)科學(xué)技術(shù)學(xué)院考核答題紙

（2011--2012學(xué)年第 學(xué)期）

課號(hào)：:EK5G04A00

課程名稱：現(xiàn)代生物技術(shù)概論

閱卷教師：

班級(jí)：10級(jí)生物工程

學(xué)號(hào)：104177306

姓名：郭兆峰

成績(jī)：

基因工程

摘要：基因工程是20世紀(jì)70年代在分子遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，是一種可以按照人們的意愿設(shè)計(jì)、改造和組建生物品種的新技術(shù)。包括它通過(guò)基因操作，將目的基因活DNA片段與合適的載體連接轉(zhuǎn)入目標(biāo)生物細(xì)胞，通過(guò)復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯外源目的基因以及蛋白質(zhì)的活性表達(dá)，使轉(zhuǎn)基因生物獲得新的遺傳性狀。

關(guān)鍵詞：生物技術(shù)；基因工程

一、基因工程的誕生：

從20世紀(jì)40年代開(kāi)始，受分子生物學(xué)、分子遺傳學(xué)發(fā)展的影響，基因分子生物學(xué)取得巨大進(jìn)步，為基因工程的誕生奠定了基礎(chǔ)。現(xiàn)在人們公認(rèn)的誕生日期是1973年，其中現(xiàn)代分子生物學(xué)領(lǐng)域上的三大發(fā)現(xiàn)及技術(shù)上的三大發(fā)明起了決定性作用。

理論上的三大發(fā)現(xiàn)包括：第一，20世紀(jì)40年代，Avery 在美國(guó)的一次學(xué)術(shù)會(huì)上報(bào)道了肺炎球菌的轉(zhuǎn)化，證明了遺傳信息的攜帶者是DNA而不是蛋白質(zhì)；第二，1953年，Watson 和 Crick 提出的DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)以及半保留復(fù)制機(jī)理，解決了基因的自我復(fù)制和傳遞問(wèn)題；第三，20世紀(jì)50年代末的“中心法則”，60年代由Monod 和 Jacob 提出的操縱分子學(xué)說(shuō)，并成功的由一批科學(xué)家破譯了遺傳密碼從而闡明了遺傳信息的流向和表達(dá)問(wèn)題。

以上問(wèn)題的解決使得人們自主改造生物遺傳性狀從理論上成為現(xiàn)實(shí)。

技術(shù)上的三大發(fā)明：第一，1967年發(fā)現(xiàn)的DNA連接酶，以及1979年發(fā)現(xiàn)的具有更高活性的T4 DNA連接酶。在1970年Smith和 Wilcox從流感嗜血桿菌中分離并純化的限制性核酸內(nèi)切酶HindⅡ和1972年發(fā)現(xiàn)的EcoRⅠ核酸內(nèi)切酶。后來(lái)發(fā)現(xiàn)的大量的限制性核酸內(nèi)切酶。第二，一些病毒、質(zhì)粒和噬菌體等載體技術(shù)的發(fā)現(xiàn)使把目的基因的導(dǎo)入更加容易。第三，DNA分子序列分析及瓊脂糖凝膠電泳、Southern雜交技術(shù)的發(fā)展使得基因工程的誕生越來(lái)越近。1973年，斯坦福大學(xué)將抗四環(huán)素質(zhì)粒和抗新霉素的質(zhì)粒用限制性內(nèi)切酶切割并連接成重組質(zhì)粒導(dǎo)入到大腸桿菌中是基因工程誕生的標(biāo)志。

二、基因工程有幾個(gè)重要特征：（1）、打破了物種的界限，實(shí)現(xiàn)跨物種的基因轉(zhuǎn)移；（2）、通過(guò)已知功能基因的遺傳轉(zhuǎn)化，進(jìn)行物種的定向改良；（3）、創(chuàng)造出自然界中本來(lái)不存在的物種。

三、基因工程技術(shù)流程包括：（1）、目的基因克隆，即從特定生物基因組和cDNA中分離提純和擴(kuò)大繁殖目的基因；（2）、選擇合適的載體，并對(duì)載體DNA進(jìn)行克隆；（3）、將目的基因與載體寧波大學(xué)科學(xué)技術(shù)學(xué)院考核答題紙

（2011--2012學(xué)年第 學(xué)期）

課號(hào)：:EK5G04A00

課程名稱：現(xiàn)代生物技術(shù)概論

閱卷教師：

班級(jí)：10級(jí)生物工程

學(xué)號(hào)：104177306

姓名：郭兆峰

成績(jī)：

連接；（4）、將重組DNA導(dǎo)入到大腸桿菌或酵母菌體內(nèi)培養(yǎng)；（5）、利用載體上的標(biāo)記基因進(jìn)行篩選，獲得轉(zhuǎn)目的基因的細(xì)胞或植株。

四、基因工程的應(yīng)用：

（1）基因工程應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面：農(nóng)業(yè)領(lǐng)域是目前轉(zhuǎn)基因技術(shù)應(yīng)用最為廣泛的領(lǐng)域之一。農(nóng)作物生物技術(shù)的目的是提高作物產(chǎn)量，改善品質(zhì)，增強(qiáng)作物抗逆性、抗病蟲(chóng)害的能力。基因工程在這些領(lǐng)域已取得了令人矚目的成就。

（2）基因工程應(yīng)用于醫(yī)藥方面：目前，以基因工程藥物為主導(dǎo)的基因工程應(yīng)用產(chǎn)業(yè)已成為全球發(fā)展最快的產(chǎn)業(yè)之一，發(fā)展前景廣闊。基因工程藥物主要包括細(xì)胞因子、抗體、疫苗、激素和核苷酸藥物等。它們對(duì)預(yù)防人類的腫瘤、心血管疾病、遺傳病、糖尿病、包括艾滋病在內(nèi)的各種傳染病、類風(fēng)濕疾病等有重要作用。在很多領(lǐng)域特別是疑難病癥上，基因工程工程藥物起到了傳統(tǒng)化學(xué)藥物難以達(dá)到的作用。我們最為熟悉的干擾素(IFN)就是一類利用基因工程技術(shù)研制成的多功能細(xì)胞因子，在臨床上已用于治療白血病、乙肝、丙肝、多發(fā)性硬化癥和類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎等多種疾病。

（3）基因工程應(yīng)用于環(huán)保方面：基因工程技術(shù)可提高微生物凈化環(huán)境的能力。美國(guó)利用DNA重組技術(shù)把降解芳烴、萜烴、多環(huán)芳烴、脂肪烴的4種菌體基因鏈接，轉(zhuǎn)移到某一菌體中構(gòu)建出可同時(shí)降解4種有機(jī)物的“超級(jí)細(xì)菌”，用之清除石油污染，在數(shù)小時(shí)內(nèi)可將水上浮油中的2/3烴類降解完，而天然菌株需要1年之久。也有人把Bt蛋白基因、球形芽孢桿菌、且表達(dá)成功。它能釘死蚊蟲(chóng)與害蟲(chóng)，而對(duì)人畜無(wú)害，不污染環(huán)境。現(xiàn)已開(kāi)發(fā)出的基因工程菌有凈化農(nóng)藥的DDT的細(xì)菌、降解水中的染料、環(huán)境中有機(jī)氯苯類和氯酚類、多氯聯(lián)苯的工程菌、降解土壤中的TNT炸藥的工程菌及用于吸附無(wú)機(jī)有毒化合物(鉛、汞、鎘等)的基因工程菌及植物等。90年代后期問(wèn)世的DNA改組技術(shù)可以創(chuàng)新基因，并賦予表達(dá)產(chǎn)物以新的功能，創(chuàng)造出全新的微生物，如可將降解某一污染物的不同細(xì)菌的基因通過(guò)PCR技術(shù)全部克隆出來(lái)，再利用基因重組技術(shù)在體外加工重組，最后導(dǎo)入合適的載體，就有可能產(chǎn)生一種或幾種具有非凡降解能力的超級(jí)菌株，從而大大地提高降解效率。

五、基因工程的安全性問(wèn)題：

自基因工程誕生以來(lái)，基因工程的安全性問(wèn)題就受到人們極大的關(guān)注，關(guān)于重組DNA潛在的危險(xiǎn)性問(wèn)題的爭(zhēng)論，在基因工程還處于醞釀階段的時(shí)候就已經(jīng)開(kāi)始。爭(zhēng)論的焦點(diǎn)是擔(dān)心基因工程寧波大學(xué)科學(xué)技術(shù)學(xué)院考核答題紙

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課號(hào)：:EK5G04A00

課程名稱：現(xiàn)代生物技術(shù)概論

閱卷教師：

班級(jí)：10級(jí)生物工程

學(xué)號(hào)：104177306

姓名：郭兆峰

成績(jī)：的雜種生物會(huì)從實(shí)驗(yàn)室溢出，在自然界造成難以抑制的災(zāi)難，有害的雜種菌或病毒與化學(xué)物質(zhì)不同，它們會(huì)在自然界不斷繁殖，造成的危害更大。

在1975年2月，美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院（NIH）在加利福尼亞州的Asilomar 會(huì)議中心內(nèi)，160名來(lái)自美國(guó)和16個(gè)國(guó)家的專家學(xué)者對(duì)重組DNA的危害辯論，雖然與會(huì)代表分歧挺大，但最后也達(dá)成了一些重要的共識(shí)，在1976年6月23日美國(guó)NIH制定并公布了《重組DNA研究準(zhǔn)則》。為了避免可能造成的危害，除了規(guī)定禁止若干類型的重組DNA實(shí)驗(yàn)外，還制定了許多具體的規(guī)定條文。

六、基因工程的前景展望：基因工程技術(shù)是繼工業(yè)革命、信息革命之后 對(duì)人類社會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響的一場(chǎng)革命。它在基因制藥、基因診斷、基因治療、基因芯片和基因克隆等技術(shù)方面取得的革命性成果，將極大地改變?nèi)祟惿蜕蠲婷病?/p>

參考文獻(xiàn)：

1、基因工程/樓士林，楊盛昌，龍敏南等主編.—北京：科學(xué)出版社，2002

2、基因工程技術(shù)/鐘衛(wèi)鴻主編.—北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.6

3、基因工程/何水林主編.—北京：科學(xué)出版社，2008

4、基因工程原理與技術(shù)/劉志國(guó)主編.—2版.—北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010,12

5、基因工程：原理、方法與應(yīng)用/徐煜泉等編著.—北京：北京大學(xué)出版社，2008.12

第三篇：基因工程

《基因工程論文》

嗜熱解烴基因工程菌SL-21的構(gòu)建

學(xué)

院：生命科學(xué)學(xué)院 班

級(jí)：生物技術(shù)12-2 學(xué)

號(hào)：7011208209 姓

名：陳 昆 任課教師：張銳

嗜熱解烴基因工程菌SL-21的構(gòu)建

摘要﹕從以C15—C36直鏈烷烴為惟一碳源生長(zhǎng)的解烴菌———地芽孢桿菌MD-2細(xì)胞中獲得了1個(gè)新的烴降解基因———烷烴單加氧酶基因sladA。將基因sladA克隆到質(zhì)粒pSTE33上,構(gòu)建了重組質(zhì)粒pSTalk。通過(guò)電轉(zhuǎn)化將pSTalk轉(zhuǎn)化入嗜熱脫氮土壤芽孢桿菌ZJ-3內(nèi),構(gòu)建了基因工程菌SL-21。SL-21兼具嗜熱和解烴的功能,在70℃條件下,14d后對(duì)原油的降解率達(dá)75.08%。研究結(jié)果表明,可以通過(guò)體外重組的方式向嗜熱菌中引入烴降解基因,從而構(gòu)建嗜熱解烴基因工程菌。關(guān)鍵詞:微生物采油;烴類降解菌;嗜熱解烴基因;質(zhì)粒;基因工程菌

微生物降解原油是微生物提高原油采收率的主要機(jī)理之一。研究結(jié)果表明,在解烴菌作用下原油的族組分發(fā)生變化,輕質(zhì)組分增加,粘度下降,改善了原油的流動(dòng)性;同時(shí),解烴菌還可以將烴類分子轉(zhuǎn)化成有機(jī)溶劑、表面活性劑、酸和氣體等驅(qū)油物質(zhì)。迄今為止,從自然界篩選的高效解烴菌絕大多數(shù)為嗜溫微生物,最適合生長(zhǎng)溫度一般為20-45℃,很難適應(yīng)油藏的高溫環(huán)境。筆者從1株解烴菌細(xì)胞中分離出1個(gè)新的烴降解基因———烷烴單加氧酶基因sladA,并采用基因工程手段將此基因轉(zhuǎn)化到另外1株最適合生長(zhǎng)溫度為70℃的嗜熱菌體內(nèi),構(gòu)建了嗜熱解烴基因工程菌SL-21。該基因工程菌既具有高效的解烴功能,又能適應(yīng)油藏高溫環(huán)境,在微生物采油中具有良好的應(yīng)用前景。1.1 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)材料包括限制性內(nèi)切酶EcoRⅠ和XhoⅠ;UNIQ-10柱式DNA膠回收試劑盒、PCR片斷回收試劑盒;大腸桿菌感受態(tài)細(xì)胞E.coliDH5α;pGEM-T easy載體;質(zhì)粒pSTE33 kanr,Ampr,EcoRⅠ/XhoⅠ;異丙基硫代半乳糖苷(IPTG)、十二烷基硫酸鈉(SDS)、氨芐青霉素(Amp)、卡那霉素(Kan)。LB培養(yǎng)基按文獻(xiàn)配制。無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基組成:Na2HPO40.06g;KH2PO40.02g;NaNO30.2g;CaCl20.001g;FeSO40.001g;MgSO4 0.03g;蒸餾水100mL;pH值為7.2。嗜熱脫氮土壤芽孢桿菌ZJ-3,分離自勝利油區(qū)孤島油田中一區(qū)館3區(qū)塊采出液,最適合生長(zhǎng)溫度為70℃;地芽孢桿菌MD-2,以C15—C36直鏈烷烴為惟一碳源生長(zhǎng),分離自勝利油區(qū)原油污染土壤。1.2 實(shí)驗(yàn)方法

DNA的操作 基因組DNA小量提取,利用聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)對(duì)DNA擴(kuò)增、PCR產(chǎn)物的回收、酶切與連接,質(zhì)粒DNA提取和基因序列測(cè)定等均按文獻(xiàn)[13-14]方法進(jìn)行。菌株培養(yǎng) 所涉及到的菌株培養(yǎng)均在溫度為70℃,轉(zhuǎn)速為180r/min的條件下進(jìn)行振蕩培養(yǎng)。基因工程菌的構(gòu)建和篩選方法 ZJ-3感受態(tài)細(xì)胞的制備按文獻(xiàn)[13-14]方法進(jìn)行。用構(gòu)建的重組質(zhì)粒pSTalk在最佳條件下電轉(zhuǎn)化ZJ-3感受態(tài)細(xì) 胞構(gòu)建基因工程菌。在含有50μg/mL Kan的LB瓊脂平板上挑選10個(gè)陽(yáng)性克隆接種到5mL LB培養(yǎng)基中,培養(yǎng)過(guò)夜,獲得種子液。將該種子液接種到200mL以液蠟為惟一碳源的無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基中,培養(yǎng)5d后用CCl4抽提剩余的液蠟,用紅外測(cè)油儀測(cè)定烴的剩余量,根據(jù)菌株降解液蠟的速率篩選出目的基因工程菌。基因工程菌的誘導(dǎo)表達(dá)及SDS-PAGE檢測(cè)挑取陽(yáng)性克隆接種于含100μg/mL Amp的10mL的LB液體培養(yǎng)基中,180r/min下振蕩培養(yǎng)至光密度值達(dá)到0.6(檢測(cè)光波波長(zhǎng)為600nm),加誘導(dǎo)物IPTG至終濃度為1mmol/L,振蕩培養(yǎng)8h,收集表達(dá)菌體,加SDS上樣緩沖液,于100℃水浴10min后上樣,用12%的SDS-PAGE電泳檢測(cè)。基因工程菌降油能力測(cè)試 將基因工程菌接入20mL LB培養(yǎng)基中,培養(yǎng)12h,以5 000r/min的速度離心5min收集菌體,用無(wú)菌生理鹽水洗滌菌體1次,加20mL無(wú)菌生理鹽水懸浮,作為菌株利用烷

烴生長(zhǎng)的種子液。取菌懸液按1%接種量接入200mL無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基中,加入2%孤島油田中一區(qū)館3區(qū)塊原油或2%的液體石蠟作為惟一碳源培養(yǎng),取樣稀釋涂布計(jì)數(shù)。原油降解實(shí)驗(yàn) 在無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基中添加2%的原油,按1%接種量接入基因工程菌,培養(yǎng)14d。用正己烷萃取降解后的原油,用氣相色譜儀測(cè)定原油飽和烴組分的降解情況。原油降解率為菌株降解前、后原油量的差值與菌株降解前原油量的比值。2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 MD-2基因組DNA的檢測(cè)

對(duì)MD-2基因組進(jìn)行提取和純化。提取后的染色體DNA經(jīng)0.8%的瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè),相對(duì)分子質(zhì)量不小于23kb,說(shuō)明提取的DNA完好。在檢測(cè)光波波長(zhǎng)為260280nm條件下分別測(cè)出DNA的光密度,其比值為1.95,換算出DNA的質(zhì)量濃度為1 400g/mL,表明DNA純度較好,無(wú)蛋白、RNA、酚和多糖物質(zhì)的干擾。2.2 烷烴單加氧酶基因的克隆與序列分析依據(jù)美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院基因序列數(shù)據(jù)庫(kù)(Genbank)中的烷烴單加氧酶基因開(kāi)放閱讀框兩端保守序列,設(shè)計(jì)了一對(duì)兼并引物以MD-2基因組DNA為模板進(jìn)行PCR擴(kuò)增,將約1.3kb的PCR產(chǎn)物回收后連接到pGEM-T easy載體上,轉(zhuǎn)入E.coliDH5α,挑取陽(yáng)性克隆質(zhì)粒進(jìn)行測(cè)序。測(cè)序結(jié)果經(jīng)Genbank檢索,表明該DNA序列是個(gè)新的烷烴單加氧酶基因,命名為sladA。2.3 基因工程菌的構(gòu)建及篩選

通過(guò)PCR擴(kuò)增sladA后,將PCR產(chǎn)物用EcoRⅠ或XhoⅠ消化,分離純化出1 329bp的片斷,與經(jīng)EcoRⅠ或XhoⅠ消化的pSTE33質(zhì)粒連接,構(gòu)建成含sladA的重組質(zhì)pSTalk。經(jīng)電泳鑒定表明(圖1),重組質(zhì)粒構(gòu)建成功。

2.4 基因sladA在基因工程菌SL-21中的誘導(dǎo)表達(dá)

由基因工程菌SL-21全蛋白的SDS-PAGE圖譜可見(jiàn)(圖2),在烷烴單加氧酶基因sladA對(duì)應(yīng)蛋白大小的地方掃描到高信號(hào)強(qiáng)度,表明sladA基因在SL-21中得以表達(dá)。2.5 基因工程菌SL-21碳源生長(zhǎng)

基因工程菌SL-21在以原油和液體石蠟為惟一碳源的無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基中培養(yǎng),在70℃和180r/min條件下,經(jīng)過(guò)3d的延滯期后進(jìn)入對(duì)數(shù)期,菌體數(shù)增加。17d后,菌體數(shù)為接菌初期的5倍,表明SL-21能夠利用原油或液體石蠟作為惟一碳源生長(zhǎng)。2.6 對(duì)原油的降解作用

由原油飽和烴組分的降解情況可看出(圖3),基因工程菌對(duì)原油有很明顯的降解效果,幾乎將飽和烴降解完全。經(jīng)對(duì)氣相色譜各峰面積對(duì)比,計(jì)算出各峰面積的含

量和飽和烴組分降解率(表2)。基因工程菌SL-21對(duì)原油的降解率為75.08%。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,烴類降解菌地芽孢桿菌MD-2細(xì)胞提取的烷烴單加氧酶基因sladA可以在嗜熱脫氮土壤芽孢桿菌ZJ-3中表達(dá)。但不同的基因工程菌株中烷烴單加氧酶基因sladA表達(dá)的效率不同,需要通過(guò)菌株對(duì)原油的降解評(píng)價(jià)進(jìn)一步篩選。獲得的對(duì)原油降解速率最高的基因工程菌SL-21能在70℃高溫條件下生長(zhǎng),并且對(duì)原油降解效果明顯。因此以體外重組方式向嗜熱菌中引入烴類降解基因構(gòu)建嗜熱解烴基因工程菌在技術(shù)上是可行的。3 結(jié)論

以地芽孢桿菌MD-2為目標(biāo)菌株,克隆和表達(dá)了降解長(zhǎng)鏈烷烴的單加氧酶基因sladA,并在嗜熱脫氮土壤芽孢桿菌ZJ-3中正確表達(dá)了基因sladA,構(gòu)建了基因工程菌SL-21。基因工程菌SL-21在70℃條件下,能以原油或液體石蠟為惟一碳源生長(zhǎng)。14d對(duì)原油的降解率為75.08%,對(duì)原油飽和烴組分均有明顯的降解效果。該基因工程菌既可以用于微生物驅(qū)油技術(shù),又可以用于高溫油田污水的生物處理。利用基因工程的方法可以獲得既能耐受極端環(huán)境,又具有良好功能的基因工程菌株,是石油微生物菌種選育的重要方向。參考文獻(xiàn): [1] 周金葵,王大威,廖明清,等.一株石油烴降解菌的篩選及性能研究[J].大慶石油地質(zhì)與開(kāi)發(fā),2007,26(6):119-123.[2] 汪衛(wèi)東,汪竹,耿雪麗,等.美國(guó)微生物采油技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果分析[J].油氣地質(zhì)與采收率,2002,9(6):75-76.[3] 袁長(zhǎng)忠,宋永亭,段傳慧.微生物采油用營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在石英砂上的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)吸附規(guī)律[J].油氣地質(zhì)與采收率,2009,16(4):74-76.[4] 修建龍,董漢平,俞理,等.微生物提高采收率數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀[J].油氣地質(zhì)與采收率,2009,16(4):86-89.[5] 路璐,向廷生,黑花麗.本源微生物降解原油的飽和烴色譜分析[J].油氣地

質(zhì)與采收率,2008,15(1):77-79.[6] 宋智勇,張君,馬繼業(yè),等.微生物菌液的界面特性[J].油氣地質(zhì)與采收率,2008,15(3):73-75.[7] 蔣焱,曹功澤,趙鳳敏,等.聚合物驅(qū)后微生物提高采收率的可行性分析[J].油氣地質(zhì)與采收率,2008,15(5):63-65,68.[8] 陳愛(ài)華,方新湘,呂秀榮,等.克拉瑪依油田內(nèi)源微生物驅(qū)油機(jī)理探索[J].油氣地質(zhì)與采收率,2008,15(5):75-77.[9] 宋紹富,劉菊榮,張忠智.微生物采油替代營(yíng)養(yǎng)源的研究[J].油氣地質(zhì)與采收率,2007,14(2):96-98.[10]李希明.微生物驅(qū)替盲端類剩余油的微觀實(shí)驗(yàn)[J].油氣地質(zhì)與采收率,2008,15(3):91-92.[11]沈萍.微生物學(xué)[M].北京:高等教育出版社,2000:143.[12]唐赟,馮露,劉沐之,等.嗜熱解烴菌NG80-2的鑒定及其特[J].南開(kāi)大學(xué)學(xué)報(bào),2006,39(2):46-50,70.[13] Sambrook J,Fritsch E F,Maniatis T.分子克隆實(shí)驗(yàn)指南[M].金冬雁,譯.北京:科學(xué)出版社,1992.[14]盧圣棟.現(xiàn)代分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)[M].2版.北京:高等教育出版社,1993.4

第四篇：材料基因工程

材料基因工程

——為什么是一項(xiàng)“顛覆性前沿技術(shù)”

1.前言

材料基因組技術(shù)是近幾年興起來(lái)的材料研究新理念和新方法，是當(dāng)今世界材料科學(xué)與工程領(lǐng)域的最前沿。材料基因工程借鑒人類基因組計(jì)劃，探究材料結(jié)構(gòu)與材料性質(zhì)變化的關(guān)系。并通過(guò)調(diào)整材料的原子或配方、改變材料的堆積方式或搭配，結(jié)合不同的工藝制備，得到具有特定性能的新材料。但是材料基因組與人類基因組的又有很大的區(qū)別，材料的微觀結(jié)構(gòu)多樣化，不但成分組成可以不同，微觀形貌等結(jié)構(gòu)也可能千差萬(wàn)別，其組成-結(jié)構(gòu)-性能之間的關(guān)系更加復(fù)雜。

2.材料基因組技術(shù)

2.1材料基因組技術(shù)

材料基因組計(jì)劃是通過(guò)“多學(xué)科融合”實(shí)現(xiàn)“高通量材料設(shè)計(jì)與試驗(yàn)”；其核心目標(biāo)在于通過(guò)“高通量計(jì)算、實(shí)驗(yàn)和大數(shù)據(jù)分析”技術(shù)加速材料“發(fā)現(xiàn)-研發(fā)-生產(chǎn)-應(yīng)用”全過(guò)程，縮短材料研發(fā)周期，降低材料研發(fā)成本，引發(fā)新材料領(lǐng)域的科技創(chuàng)新和商業(yè)模式變革。

材料基因組技術(shù)包括高通量材料計(jì)算方法、高通量材料實(shí)驗(yàn)方法和材料數(shù)據(jù)庫(kù)三大組成要素。

2.1.1高通量材料計(jì)算方法

高通量計(jì)算是指利用超級(jí)計(jì)算平臺(tái)與多尺度集成化、高通量并發(fā)式材料計(jì)算方法和軟件結(jié)合，實(shí)現(xiàn)大體系材料模擬、快速計(jì)算、材料性質(zhì)的精確預(yù)測(cè)和新材料的設(shè)計(jì)，提高新材料篩選效率和設(shè)計(jì)水平，為新材料的研發(fā)提供理論依據(jù)。其中并發(fā)式材料計(jì)算方法包括第一原理計(jì)算方法、計(jì)算熱力學(xué)方法、動(dòng)力學(xué)過(guò)程算法等，跨越原子模型、簡(jiǎn)約模型和工程模型等多個(gè)層次，并整合了從原子尺度至宏觀尺度等多尺度的關(guān)聯(lián)算法。

高通量材料集成計(jì)算技術(shù)利用第一性原理、分子動(dòng)力學(xué)與位錯(cuò)動(dòng)力學(xué)、合金相圖計(jì)算、相場(chǎng)計(jì)算等方法，快速并行模擬實(shí)驗(yàn)室中成分與性能優(yōu)化的傳統(tǒng)試錯(cuò)式材料研發(fā)過(guò)程，并基于材料科學(xué)知識(shí)，迅速挑選有利于目標(biāo)性能的合金成分與微觀結(jié)構(gòu)特征，從而加速新材料的研發(fā)進(jìn)程并顯著降低材料研發(fā)成本。

2.1.2高通量材料實(shí)驗(yàn)方法

傳統(tǒng)材料研發(fā)模式依賴于成分與工藝的不斷“試錯(cuò)”實(shí)驗(yàn)優(yōu)化，結(jié)合對(duì)結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系的不斷理解以獲得滿足性能指標(biāo)的材料。但是，新型關(guān)鍵材料具有成分多元化、復(fù)雜化、微結(jié)構(gòu)多級(jí)化等特點(diǎn)，傳統(tǒng)的“試錯(cuò)”模式在實(shí)際材料開(kāi)發(fā)中不僅耗費(fèi)巨大，而且?guī)缀蹼y以取得成功。

高通量實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是發(fā)展材料基因組技術(shù)具備的條件之一。高通量實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可以為據(jù)庫(kù)提供數(shù)據(jù)支撐；而就高通量集成計(jì)算而言，高通量實(shí)驗(yàn)技術(shù)為各種計(jì)算模擬工作提供計(jì)算目標(biāo)。材料基因組概念中的高通量實(shí)驗(yàn)技術(shù)具有快速制備快速表征各類金屬與非金屬樣品的能力，典型的高通量實(shí)驗(yàn)方法有擴(kuò)散多元結(jié)與材料基因芯片

2.1.3材料數(shù)據(jù)庫(kù)

數(shù)據(jù)可以看作是感興趣參量的具體數(shù)值，這些參量在空間與時(shí)間上的一系列數(shù)值就構(gòu)成數(shù)據(jù)集，不同的數(shù)據(jù)集結(jié)合到一起并按照一定的協(xié)議實(shí)現(xiàn)相互調(diào)用，體量巨大、結(jié)構(gòu)性的數(shù)據(jù)集就構(gòu)成大數(shù)據(jù)。利用物理層面的分布式服務(wù)器對(duì)隨時(shí)間不斷膨脹的數(shù)據(jù)集進(jìn)行存放，利用通訊協(xié)議實(shí)現(xiàn)服務(wù)器中數(shù)據(jù)集的遠(yuǎn)程調(diào)用與管理，利用專門的算法對(duì)不同數(shù)據(jù)集自身和數(shù)據(jù)集之間進(jìn)行分析并提取有價(jià)值的信息，并用專門的軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析的可視化，就構(gòu)成了基于大數(shù)據(jù)方法的材料數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)。

材料信息學(xué)通過(guò)數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)協(xié)作，實(shí)現(xiàn)從已有數(shù)據(jù)中提取高價(jià)值信息和知識(shí)的目的。由于計(jì)算材料數(shù)據(jù)庫(kù)是綜合物理，化學(xué)及生物的交叉學(xué)科的數(shù)據(jù)庫(kù)。因此，材料數(shù)據(jù)庫(kù)的建立，有利于減少材料的重復(fù)實(shí)驗(yàn)和測(cè)試，對(duì)縮短新材料的研發(fā)周期，節(jié)約新材料的研發(fā)成本具有非常積極的作用

2.2結(jié)論

材料計(jì)算模擬是實(shí)現(xiàn)“材料按需設(shè)計(jì)”的基礎(chǔ)，可以幫助縮小高通量材料實(shí)驗(yàn)范圍，提供實(shí)驗(yàn)理論依據(jù)；高通量材料實(shí)驗(yàn)起著承上啟下的角色，既可以為材料模擬計(jì)算提供海量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，也可以充實(shí)材料數(shù)據(jù)庫(kù)，并為材料信息學(xué)提供分析素材，同時(shí)還可以針對(duì)具體應(yīng)用需求，直接快速篩選目標(biāo)材料；材料數(shù)據(jù)庫(kù)可以為材料計(jì)算模擬提供計(jì)算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為高通量材料實(shí)驗(yàn)提供實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的依據(jù)，同時(shí)計(jì)算和實(shí)驗(yàn)所得的材料數(shù)據(jù)亦可以豐富材料數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)。

3．結(jié)論

材料基因組技術(shù)融合了材料科學(xué)、固體力學(xué)、信息科學(xué)、軟件工程、先進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法等學(xué)科，采用數(shù)值模擬、數(shù)據(jù)庫(kù)及數(shù)據(jù)挖掘、人工智能等技術(shù)研究材料的工藝過(guò)程、微/細(xì)觀結(jié)構(gòu)、性能和服役行為等，闡明成分、微結(jié)構(gòu)和工藝對(duì)性能的控制機(jī)制，引導(dǎo)并支撐實(shí)體材料的研發(fā)和應(yīng)用。

在材料基因工程提出之前，新材料從研發(fā)到市場(chǎng)應(yīng)用實(shí)踐跨度非常大，某種材料從最初的研究開(kāi)發(fā)，經(jīng)過(guò)性能優(yōu)化、系統(tǒng)設(shè)計(jì)與集成、驗(yàn)證、制造再到投入市場(chǎng)通常需要10-20年時(shí)間。部分原因是一直以來(lái)過(guò)度依賴對(duì)材料研發(fā)的科學(xué)自覺(jué)與實(shí)驗(yàn)判斷，目前大部分材料的設(shè)計(jì)與測(cè)試時(shí)通過(guò)耗時(shí)的重復(fù)實(shí)驗(yàn)完成的、而實(shí)際上，有些實(shí)驗(yàn)通過(guò)理論計(jì)算工具就能完成模擬。材料基因工程采用強(qiáng)大的計(jì)算分析和理論模擬工具，減少新材料研發(fā)和生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的依賴。改進(jìn)的數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)和一體化的工程團(tuán)隊(duì)將允許設(shè)計(jì)、系統(tǒng)工程與生產(chǎn)活動(dòng)的重疊與互動(dòng)。這種新的綜合設(shè)計(jì)將結(jié)合更多的計(jì)算與信息技術(shù)，加上實(shí)驗(yàn)與表征方面的進(jìn)步，將顯著加快材料投入市場(chǎng)的種類及速度，材料的開(kāi)發(fā)周期可從目前的 10~20 年縮短為 5~10 年。因此說(shuō)材料基因組技術(shù)是一項(xiàng)“顛覆性前沿技術(shù)”

參考文獻(xiàn)

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第五篇：基因工程

基因工程

基因工程的應(yīng)用

基因工程是一種按人們的構(gòu)思和設(shè)計(jì)，在試管內(nèi)操作遺傳物質(zhì)，并最終實(shí)現(xiàn)改造生物的新技術(shù)。基因工程對(duì)生物的改造，可以使生物像工廠似的為人類生產(chǎn)特殊產(chǎn)品，也可以使現(xiàn)有的動(dòng)植物更符合人類的要求。

基因工程在醫(yī)藥業(yè)中的應(yīng)用。利用基因工程生產(chǎn)蛋白類藥物，可提高產(chǎn)量，降低成本。如干擾素是一種蛋白質(zhì)，能抑制癌細(xì)胞增殖，增強(qiáng)身體的防御功能。前田進(jìn)[日]博士采用基因工程技術(shù)，使蠶生產(chǎn)人干擾素獲得成功。他發(fā)現(xiàn)，附在蠶體內(nèi)的NPV（核多角體病毒）增殖效果好，在蠶的一個(gè)細(xì)胞核中可以增至100萬(wàn)個(gè)。他把帶有干擾素基因的重組體NPV接種到蠶體內(nèi)，蠶便在體液中分泌出干擾素。

基因療法是基因工程的又一重大應(yīng)用。遺傳病是長(zhǎng)期困擾人類的一類不治之癥，迄今已發(fā)現(xiàn)的有3000多種。其根源于遺傳基因存在缺陷，主要特征是可隨生育而傳代。基因療法就是通過(guò)向人體細(xì)胞的基因組置換“壞了的”基因，或引入外源的正常基因治療疾病的方法。如血友病的病根在于血液中缺乏凝血因子VIII。它是一種化學(xué)結(jié)構(gòu)不很穩(wěn)定的蛋白質(zhì)。如今，可用人工的方法將產(chǎn)生凝血因子VIII 的基因提取出來(lái)，然后將其轉(zhuǎn)移到患者的細(xì)胞基因組中，彌補(bǔ)遺傳缺損，從而能夠產(chǎn)生正常的凝血因子VIII，使體內(nèi)血液循環(huán)正常。

基因工程在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用。1991年初，美國(guó)DNA植物技術(shù)公司的科研人員同時(shí)栽種了三批煙草植株。數(shù)月之后，其中一批由于遭受土壤中真菌的感染而嚴(yán)重?fù)p害；另一批由于使用了市售的化學(xué)殺菌劑而生長(zhǎng)良好。而在第三批煙草植株上，它們沒(méi)有使用任何殺真菌劑，卻生長(zhǎng)得特別旺盛，收獲產(chǎn)量比前兩批的都高。這是因?yàn)檫@批煙草并非普通煙草，而是基因重組的產(chǎn)物。

真菌的細(xì)胞壁中有一種重要成分叫幾丁質(zhì)，幾丁質(zhì)如果受到破壞，真菌就無(wú)法肆虐。自然界有一細(xì)菌天然含有能產(chǎn)生幾丁質(zhì)酶的基因，產(chǎn)生的幾丁質(zhì)酶是破壞幾丁質(zhì)的最有效催化劑。美國(guó)DNA植物技術(shù)公司的科研人員從一種細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)了這種基因，并且運(yùn)用基因工程技術(shù)把它插進(jìn)了煙草植株中，于是誕生了具有抗真菌能力的新型煙草。

除了應(yīng)用基因工程使作物獲得抗真菌、細(xì)菌和線蟲(chóng)的能力外，目前還正在試圖利用基因工程手段提高作物的抗逆性和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

科學(xué)家們預(yù)言，若能用基因工程將固氮基因插入各種非豆科植物染色體組內(nèi)，則可將空氣中的氮直接轉(zhuǎn)化為植物生長(zhǎng)所需的氮，那將是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一次大的飛躍。

基因工程在工業(yè)方面的應(yīng)用。有一種超級(jí)細(xì)菌，能快速分解石油，可用于清除被石油污染的海域。這種超級(jí)菌是美國(guó)科學(xué)家用基因工程方法，把降解不同石油化合物的基因移植到一個(gè)菌株內(nèi)而產(chǎn)生的。

氫氣在燃燒過(guò)程中，除釋放能量外，產(chǎn)生的廢物只有水，不會(huì)造成環(huán)境污染，被稱為理想、清潔的燃料。一些水中生長(zhǎng)的微生物在光照下，會(huì)不斷地將水分解，放出氫氣，然后可用容器將氫氣收集起來(lái)。日本一研究所以提高光合作用微生物生產(chǎn)氫的效率為目標(biāo)，正在利用基因重組技術(shù)，改良微生物，以大幅度地提高生產(chǎn)氫氣的能力，為利用微生物生產(chǎn)氫氣盡早投入實(shí)際生產(chǎn)和應(yīng)用創(chuàng)造條件。

什么是轉(zhuǎn)基因食品

專家介紹，轉(zhuǎn)基因是指透過(guò)生物技術(shù)，將生物中某個(gè)基因抽出，然后植入另一種生物內(nèi)。通過(guò)修改基因，能夠改變一個(gè)有機(jī)體的部分或全部特征。例如，科學(xué)家認(rèn)為北極魚(yú)體內(nèi)某個(gè)基因有防凍作用，于是將其抽出，再植入番茄內(nèi)，制造新品種的耐寒番茄。而用此作為原料制造的食品則被稱為轉(zhuǎn)基因食品。轉(zhuǎn)基因食品的安全問(wèn)題

其實(shí)，最早提出這個(gè)問(wèn)題的人是英國(guó)的阿伯丁羅特研究所的普庇泰教授。1998年，他在研究中發(fā)現(xiàn)，幼鼠食用轉(zhuǎn)基因土豆后，會(huì)使內(nèi)臟和免疫系統(tǒng)受損。這引起了科學(xué)界的極大關(guān)注。隨即，英國(guó)皇家學(xué)會(huì)對(duì)這份報(bào)告進(jìn)行了審查，于1999年5月宣布此項(xiàng)研究“充滿漏洞”。1999年英國(guó)的權(quán)威科學(xué)雜志《自然》刊登了美國(guó)康乃爾大學(xué)教授約翰·羅西的一篇論文，指出蝴蝶幼蟲(chóng)等田間益蟲(chóng)吃了撒有某種轉(zhuǎn)基因玉米花粉的菜葉后會(huì)發(fā)育不良，死亡率特別高。目前尚有一些證據(jù)指出轉(zhuǎn)基因食品潛在的危險(xiǎn)。

但更多的科學(xué)家的試驗(yàn)表明轉(zhuǎn)基因食品是安全的。贊同這個(gè)觀點(diǎn)的科學(xué)家主要有以下幾個(gè)理由。首先，任何一種轉(zhuǎn)基因食品在上市之前都進(jìn)行了大量的科學(xué)試驗(yàn)，國(guó)家和政府有相關(guān)的法律法規(guī)進(jìn)行約束，而科學(xué)家們也都抱有很嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度。另外，傳統(tǒng)的作物在種植的時(shí)候農(nóng)民會(huì)使用農(nóng)藥來(lái)保證質(zhì)量，而有些抗病蟲(chóng)的轉(zhuǎn)基因食品無(wú)需噴灑農(nóng)藥。還有，一種食品會(huì)不會(huì)造成中毒主要是看它在人體內(nèi)有沒(méi)有受體和能不能被代謝掉，轉(zhuǎn)化的基因是經(jīng)過(guò)篩選的、作用明確的，所以轉(zhuǎn)基因成分不會(huì)在人體內(nèi)積累，也就不會(huì)有害。

比如說(shuō)，我們培育的一種抗蟲(chóng)玉米，向玉米中轉(zhuǎn)入的是一種來(lái)自于蘇云金桿菌的基因，它僅能導(dǎo)致鱗翅目昆蟲(chóng)死亡，因?yàn)橹挥绪[翅目昆蟲(chóng)有這種基因編碼的蛋白質(zhì)的特異受體，而人類及其它的動(dòng)物、昆蟲(chóng)均沒(méi)有這樣的受體，所以無(wú)毒害作用。

1993年，經(jīng)合組織（OECD）首次提出了轉(zhuǎn)基因食品的評(píng)價(jià)原則——“實(shí)質(zhì)等同”的原則，即：如果對(duì)轉(zhuǎn)基因食品各種主要營(yíng)養(yǎng)成分、主要抗?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)、毒性物質(zhì)及過(guò)敏性成分等物質(zhì)的種類與含量進(jìn)行分析測(cè)定，與同類傳統(tǒng)食品無(wú)差異，則認(rèn)為兩者具有實(shí)質(zhì)等同性，不存在安全性問(wèn)題；如果無(wú)實(shí)質(zhì)等同性，需逐條進(jìn)行安全性評(píng)價(jià)。

在我國(guó)，國(guó)家科委于1993年頒布了“基因工程安全管理辦法”，用于指導(dǎo)全國(guó)的基因工程研究和開(kāi)發(fā)工作。2000年由國(guó)家環(huán)保總局牽頭，8個(gè)相關(guān)部門參與，共同制訂了《中國(guó)國(guó)家生物安全框架》。

對(duì)于消費(fèi)者

對(duì)轉(zhuǎn)基因食品持否定態(tài)度的人認(rèn)為，目前對(duì)基因的活動(dòng)方式了解還不完全透徹，沒(méi)有十足的把握控制基因調(diào)整后的結(jié)果。為了確保消費(fèi)者的安全和知情權(quán)，國(guó)家對(duì)5大類17種食品或產(chǎn)品，要求必須進(jìn)行是否轉(zhuǎn)基因標(biāo)注。這些產(chǎn)品包括：

一、大豆種子、大豆、大豆粉、大豆油、豆粕；

二、玉米種子、玉米、玉米油、玉米粉；

三、油菜種子、油菜籽、油菜籽油、油菜籽粕；

四、棉花種子；

五、番茄種子、鮮番茄、番茄醬。

轉(zhuǎn)基因食品是否會(huì)產(chǎn)生不良影響，中國(guó)疾病預(yù)防控制中心營(yíng)養(yǎng)與食品安全所吳永寧教授認(rèn)為，凡是允許在中國(guó)銷售的轉(zhuǎn)基因食品，都要通過(guò)國(guó)家農(nóng)業(yè)部轉(zhuǎn)基因辦公室、專家委員會(huì)和相關(guān)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)的嚴(yán)格評(píng)審、檢測(cè)，已經(jīng)通過(guò)安全性評(píng)價(jià)的轉(zhuǎn)基因食品，由國(guó)家農(nóng)業(yè)部頒發(fā)安全合格證書(shū)后，方能投入進(jìn)行食品加工。從營(yíng)養(yǎng)安全的角度講，目前還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因食品不利于人體健康的證據(jù)，也沒(méi)有出現(xiàn)由此引發(fā)的食品安全糾紛。

由于轉(zhuǎn)基因食品是否對(duì)健康有影響到目前為止還沒(méi)有明確結(jié)論，因此世界上一些國(guó)家對(duì)轉(zhuǎn)基因技術(shù)，特別是轉(zhuǎn)基因食品持慎重態(tài)度，專門為轉(zhuǎn)基因食品建立了管理制度，要求生產(chǎn)廠商，盡到告知義務(wù)。

轉(zhuǎn)基因食用油安全嗎

中國(guó)是食用油的消費(fèi)大國(guó)，大豆、菜籽、玉米是主要的食用油原料，國(guó)家要求標(biāo)注的轉(zhuǎn)基因食品或產(chǎn)品中，這3種農(nóng)作物均榜上有名。食用油作為消費(fèi)者日常生活的必需品，自然成為被關(guān)注的焦點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)的轉(zhuǎn)基因油料作物，例如大豆，主要來(lái)自阿根廷、美國(guó)等國(guó)家。轉(zhuǎn)基因油料作物受到青睞的原因很簡(jiǎn)單，產(chǎn)量大、出油率高，競(jìng)爭(zhēng)中具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)。業(yè)內(nèi)人士稱，國(guó)產(chǎn)非轉(zhuǎn)基因大豆的出油率約16%，而進(jìn)口轉(zhuǎn)基因大豆的出油率約20%。據(jù)估算，平均每桶5升非轉(zhuǎn)基因大豆油要比轉(zhuǎn)基因大豆油的成本高2?3元。

針對(duì)轉(zhuǎn)基因食用油的安全性問(wèn)題，行業(yè)各界仍然持不同態(tài)度。對(duì)轉(zhuǎn)基因食用油持支持態(tài)度的觀點(diǎn)認(rèn)為，轉(zhuǎn)基因食品通過(guò)國(guó)家相關(guān)部門嚴(yán)格的安全性評(píng)價(jià)，并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)對(duì)健康的不利影響。中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院教授朱本忠教授認(rèn)為：“雖然從科學(xué)技術(shù)上還不能直接斷定轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品是否對(duì)人體有害，但轉(zhuǎn)基因大豆已經(jīng)通過(guò)了國(guó)家相關(guān)部門的安全性評(píng)價(jià)，證明是安全的。”中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)教授黃昆侖表示:“市場(chǎng)上售賣的轉(zhuǎn)基因食品，都是經(jīng)過(guò)國(guó)家相關(guān)部門的檢測(cè)，進(jìn)行了安全性評(píng)價(jià)。目前，我國(guó)和已經(jīng)食用轉(zhuǎn)基因大豆8年的美國(guó)并沒(méi)有在消費(fèi)者中產(chǎn)生明顯的不利癥狀。”

而反對(duì)使用轉(zhuǎn)基因作為食品原料的觀點(diǎn)認(rèn)為，盡管尚未發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因食品對(duì)人的健康造成危害，但并不表明它就是絕對(duì)安全的。國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局生物安全辦公室的王捷表示：“盡管截至目前尚未發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因食品對(duì)人的健康造成危害，但是并不能說(shuō)它就是絕對(duì)安全的，也許它的影響需要一定的時(shí)間才能顯現(xiàn)出來(lái)。對(duì)于有可能出現(xiàn)的潛在風(fēng)險(xiǎn)，必須引起高度重視。”

中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)的羅云波教授表示，任何一種作物被確定是否用轉(zhuǎn)基因技術(shù)改造時(shí)，首先要對(duì)該種作物本身進(jìn)行安全性評(píng)價(jià)，要確保其對(duì)人體不會(huì)產(chǎn)生不良反應(yīng)，有些人不了解什么是轉(zhuǎn)基因，認(rèn)為轉(zhuǎn)基因食品是在食品或農(nóng)作物中添加了叫“基因”的東西。羅教授認(rèn)為，任何食品都是由成千上萬(wàn)基因組成，傳統(tǒng)品種改良通過(guò)雜交，實(shí)際上也是基因的交換，而基因技術(shù)是定向改造生物，跟雜交育種沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別。作為消費(fèi)者，羅教授本人非常接受轉(zhuǎn)基因食品，因?yàn)檗D(zhuǎn)基因食品至少有兩點(diǎn)好處，一可以減少農(nóng)藥殘留，二可以強(qiáng)化某些營(yíng)養(yǎng)成分。

自2004年5月1日起，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)會(huì)同農(nóng)業(yè)部等組織強(qiáng)制要求，在我國(guó)生產(chǎn)銷售的食用大豆油、菜籽油必須標(biāo)明原料大豆、油菜是否是轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品。如果原料為進(jìn)口，則須注明它的原產(chǎn)國(guó)。國(guó)家的強(qiáng)制規(guī)定使消費(fèi)者有了知情權(quán)和選擇權(quán)，是否購(gòu)買轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品，決定權(quán)完全在消費(fèi)者手里。

基因工程的優(yōu)點(diǎn)

提高農(nóng)作物產(chǎn)量，減少環(huán)境污染。鹽堿、干旱、病蟲(chóng)害是造成農(nóng)作物絕收、減產(chǎn)的主要原因之一，利用 DNA 重組技術(shù)、細(xì)胞融合技術(shù)等基因工程技術(shù)將多種抗病毒、抗蟲(chóng)害、抗干旱、耐鹽堿的基因?qū)朕r(nóng)作物體內(nèi)，獲得具有優(yōu)良性狀的轉(zhuǎn)基因新品系，大大降 低了生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)量。許多科學(xué)家認(rèn)為，轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以把發(fā)展中國(guó)家的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率提高25%，困擾人類的缺糧問(wèn)題有望得到解決。同時(shí)，轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用，可以減少或避免使用農(nóng)藥、化肥，極大地減少了農(nóng)藥、化肥所造成的環(huán)境污染、人畜傷亡等事故。

延長(zhǎng)果蔬產(chǎn)品的保鮮期。蔬菜、水果傳統(tǒng)的保鮮技術(shù)如冷藏、涂膜、氣調(diào)保鮮等，在儲(chǔ)藏費(fèi)用、期限、保鮮效果等方面均存在嚴(yán)重不足，常常導(dǎo)致軟化、過(guò)熟、腐爛變質(zhì)，造成巨大損失。通過(guò)轉(zhuǎn)基因工程技術(shù)可直接生產(chǎn)耐貯果蔬已成為現(xiàn)實(shí)。比如，在普通的蕃 茄里加入一種在北極生長(zhǎng)的海魚(yú)抗凍基因，就能使它在冬天保存更長(zhǎng)間，大大延長(zhǎng)保鮮期。目前，國(guó)內(nèi)外都已有商品化的轉(zhuǎn)基因耐貯蕃茄生產(chǎn)。其相關(guān)研究已擴(kuò)大到草莓、香蕉、芒果、桃、西瓜等。

改善食品的口味和品質(zhì)。傳統(tǒng)的食品通過(guò)添加劑來(lái)改變口味，加入防腐劑延長(zhǎng)食品 的保質(zhì)期，然而添加劑和防腐劑中都含有有害成份，轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以較好地解決上述不足。通過(guò)轉(zhuǎn)變或轉(zhuǎn)移某些能表達(dá)某種特性的基因，從而改變食品的口味、營(yíng)養(yǎng)成分和防腐功能。如利用外源基因?qū)牖蚧蛱鎿Q技術(shù)可以改善牛奶的成份，生產(chǎn)特定人群的食用牛奶。此外，還可以將一些動(dòng)物的基因轉(zhuǎn)移到植物中去，使植物性食品帶有某些動(dòng)物性的營(yíng)養(yǎng)成份及口味。轉(zhuǎn)基因技術(shù)同樣為改良動(dòng)物性食品品質(zhì)、培養(yǎng)優(yōu)良的新品系提供了有效途徑，目前轉(zhuǎn)基因魚(yú)、雞、豬等的研究取得了很大的進(jìn)展。轉(zhuǎn)基因食品還有以下6個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

1、解決糧食短缺問(wèn)題。

2、減少農(nóng)藥使用，避免環(huán)境污染。

3、節(jié)省生產(chǎn)成本，降低食物售價(jià)。

4、增加食物營(yíng)養(yǎng)，提高附加價(jià)值。

5、增加食物種類，提升食物品質(zhì)。

6、促進(jìn)生產(chǎn)效率，帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

如果我是農(nóng)場(chǎng)主，我會(huì)告訴消費(fèi)者轉(zhuǎn)基因食品的優(yōu)點(diǎn)。我會(huì)告訴他們：（1）轉(zhuǎn)基因食品的營(yíng)養(yǎng)附加值比普通食品的營(yíng)養(yǎng)附加值要高很多；（2）轉(zhuǎn)基因食品不施農(nóng)藥,沒(méi)有農(nóng)藥殘留；(3)轉(zhuǎn)基因食品保鮮期長(zhǎng)。而且轉(zhuǎn)基因食品經(jīng)國(guó)家驗(yàn)證屬安全食品。