遺傳工程作物

前言

　　遺傳工程作物（genetically modified crops）是應(yīng)用遺傳工程手段進行DNA重組，采用農(nóng)桿菌介導(dǎo)和基因槍等手段進行基因轉(zhuǎn)化而創(chuàng)造的新作物。它與借助傳統(tǒng)雜交育種方法選擇的品種有本質(zhì)上的區(qū)別。目前在抗蟲、抗除草劑等重要性狀遺傳改良方面已經(jīng)取得重大突破。近年來，遺傳工程作物正在世界各國迅速發(fā)展，迎來了農(nóng)業(yè)上第二次“綠色革命”。隨之而來也引發(fā)了當(dāng)代一次公眾大辯論，波及全球，世人關(guān)注。在此背景下，2006年John Wiley&Sons Ltd．出版社在全球發(fā)行了英國Rothamsted研究所Nigel Halford博士編著的Plant Biotechnology：Current and Future Applications of GeneticalzyModified Crops一書。為及時將此書的內(nèi)容信息傳播到國內(nèi)，我們組織翻譯了此書?！　enetic modification（GM）直譯為遺傳修飾。在國外，GM已被非專業(yè)人士廣泛熟知，科學(xué)家則偏愛使用“轉(zhuǎn)基因”。在國內(nèi)，人們習(xí)慣稱呼“轉(zhuǎn)基因”或“遺傳工程”，而對“遺傳修飾，，還較陌生。在大多情況下遺傳修飾可以和遺傳~~（genetic engineering）、基因工程（gene engineering）、生物技術(shù)（biotechnology）、轉(zhuǎn)基因（transgenic）等視為同義詞，考慮到國內(nèi)術(shù)語的使用習(xí)慣，本書中文版書名定為《遺傳工程作物》?！　”緯髡逳igel HaIford博士是國際上著名的生物學(xué)家，他在英國Rothamsted研究所從事作物遺傳改良和基因信號傳遞等項目研究。Rothamsted研究所是英國最著名的農(nóng)業(yè)科學(xué)研究機構(gòu)，創(chuàng)建已有160余年，歷史悠久，科研力量強盛。Nigel Halford博士與世界各國科學(xué)家有廣泛的聯(lián)系和協(xié)作。他組織多國科學(xué)家撰寫本書，旨在及時報道世界主要國家遺傳修飾作物的發(fā)展，體現(xiàn)出作者注重全球性的寫作風(fēng)格，同時本書還具有選題涵蓋范圍廣、專題討論層次深、結(jié)構(gòu)體系視野寬等特點?！　∪珪鴱娜齻€層面展開，并在書后附有索引及中英文專業(yè)詞匯。第一層面介紹現(xiàn)狀，從最初原始選擇一直到現(xiàn)代遺傳修飾（GM）技術(shù)的使用，概述了植物育種方法一萬年的演變和發(fā)展歷程，簡單介紹了美國和中國生物技術(shù)作物的培育情況，尤其是在控制蟲害和防治雜草實踐上的應(yīng)用及其對農(nóng)業(yè)產(chǎn)生的深遠(yuǎn)影響。第二層面描述GM技術(shù)原理和方法，包括改良GM食物的營養(yǎng)價值，增強GM作物對鹽、干旱及真菌病原體的抗性，產(chǎn)生具潛在疫苗作用的GM作物等內(nèi)容。隨著基因轉(zhuǎn)化技術(shù)的進步和完善，愈發(fā)顯示出生物技術(shù)對植物遺傳改良的生命力和重大突破。第三層面涉及GM作物及其產(chǎn)品的安全和立法，包括過敏性、環(huán)境影響、風(fēng)險評估和標(biāo)記等有爭議的問題?！　袑﹂L期以來民眾特別關(guān)心的兩個重要問題——食品過敏性和基因漂流進行了較深入的研討，在對環(huán)境污染的分析中，不僅僅停留在植物上，還注意到對微生物和動物的影響，并對GM作物的安全性評估、標(biāo)記和跟蹤能力的調(diào)控一一做了較深入的介紹。這不僅表明作者在積極推進生物技術(shù)對植物遺傳改良上的信心，同時也體現(xiàn)了作者對GM作物應(yīng)用認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度。

內(nèi)容概要

遺傳工程（GM），是人為地將一個目標(biāo)單基因或基因組合導(dǎo)人生物DNA的技術(shù)，已成為植物遺傳改良的重要手段，并已在世界各國廣泛開展，至今棉花、大豆、油菜、玉米等遺傳工程作物開始得到大面積應(yīng)用。但是遺傳工程作物的種植和應(yīng)用是一個頗有爭議的問題，受到各國政府部門和民眾的密切關(guān)注。本書主要概括遺傳工程作物的應(yīng)用和調(diào)控研究進展。第1章介紹GM作物及其應(yīng)用情況。第2章展示新開發(fā)的技術(shù)和方法，包括GM食物營養(yǎng)價值的改良，具潛在疫苗作用的GM作物的產(chǎn)生和對鹽、干旱及對真菌病原體的抗性工程。第3章涉及GM作物和產(chǎn)品的安全和立法，包括過敏性、環(huán)境影響、風(fēng)險評估和標(biāo)記等重要問題。　　本書對從事生物學(xué)、農(nóng)學(xué)、環(huán)境科學(xué)、食品科學(xué)和化學(xué)等領(lǐng)域的高等院校學(xué)生和研究人員是很好的參考書，也對植物生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)或環(huán)境部門公務(wù)員制訂相關(guān)政策有所幫助。

書籍目錄

譯者序前言第1章 遺傳工程（GM）作物的現(xiàn)況　1.1 萬年植物育種史：從原始選擇到遺傳工程　1.2 美國生物技術(shù)作物的經(jīng)驗及影響　1.3 中國生物技術(shù)作物的選育第2章 遺傳工程作物最新進展　2.1 基因轉(zhuǎn)化技術(shù)的發(fā)展　2.2 增強糧食作物的營養(yǎng)價值　2.3 轉(zhuǎn)基因植物中長鏈多不飽和脂肪酸的產(chǎn)生　2.4 應(yīng)用基因工程手段改良禾谷類作物的籽粒品質(zhì)　2.5 提高淀粉質(zhì)量　2.6 利用轉(zhuǎn)基因植物生產(chǎn)疫苗　2.7 遺傳工程在農(nóng)作物耐旱性中的應(yīng)用　2.8 耐鹽性　2.9 作物抗真菌基因工程第3章 遺傳工程作物安全性和管理　3.1 植物類食物過敏原  3.2 環(huán)境影響和基因漂流  3.3 GM作物風(fēng)險評估、管理和標(biāo)記制度英漢對照詞匯中文索引

章節(jié)摘錄

　　2004年我們有幸接受NigelHalford博士的邀請，編寫了其中一章——中國生物技術(shù)作物的選育。為盡可能較全面地反映我國作物遺傳修飾的工作進展?！　〗⑦z傳學(xué)科學(xué)。　　上述實例說明幾千年來農(nóng)民是如何進行作物改良的，但是，在達(dá)爾文和孟德爾建立遺傳學(xué)科學(xué)以前，農(nóng)民們并不知道系統(tǒng)植物育種的科學(xué)基礎(chǔ)。達(dá)爾文被人們稱為現(xiàn)代遺傳學(xué)之父，孟德爾的工作表明達(dá)爾文的理論可以在自然選擇基礎(chǔ)上實施。然而，他們兩個人卻從未見過面，并且達(dá)爾文直到死時，也不知道孟德爾的研究成果。達(dá)爾文的經(jīng)典書《物種起源》1859年發(fā)表。在該書中，達(dá)爾文闡述基于自然選擇原理的進化理論。　　幾乎與此同時，A1fredRussellWallace獨立地提出了相同的理論。正是達(dá)爾文幾十余年細(xì)心積累的證據(jù)使這一理論受到重視。　　簡言之，達(dá)爾文的進化理論認(rèn)為：地球上生命多樣性產(chǎn)生于物種對各種環(huán)境變化的適應(yīng)性，從而導(dǎo)致某些物種的滅絕和另一些物種的出現(xiàn)。來自共同祖先的物種表現(xiàn)出相似性。這個過程受自然選擇控制，個體互相競爭過程中那些最適應(yīng)環(huán)境生存的個體將最有可能被保留、繁殖并且將其特性傳遞到下一代。如果環(huán)境改變或種群開拓了一個新環(huán)境，被選擇的不同特性會發(fā)生變異并且最終可能進化為一個新物種?！　≌驗榉N內(nèi)個體不完全相同，個體之間存在差異或顯示變異，才能進行自然選擇（或人工選擇，就此而言）。達(dá)爾文和他的支持者相信，雙親特性在后代會被混合，并且后代特性總是介于雙親之間。這給達(dá)爾文進化理論提出了一個問題，因為隨著每個世代延續(xù)，其突變效應(yīng)會減少，選擇就不能進行了?！　∶系聽柺俏挥诓剪斨Z的Augustinian修道院的一名修士，他提供了解決問題的辦法。1857年，孟德爾開始豌豆實驗，他注意到不同的特性，如植株高度、種子顏色和莢果形狀，有時后代特性和其親本不一樣。在他的第一個實驗中發(fā)現(xiàn)，植株矮和高是真實遺傳的，即矮小植株的后代是矮的，高植株的后代是高的；但將矮植株和高植株雜交時，其后代全部呈現(xiàn)高植株。將后代再做雜交時，后代中矮稈特性大約呈現(xiàn)1／4。　　孟德爾從實驗中得出的結(jié)論是，每個親本特性從一個世代傳到下一個世代是成對傳遞的，某些特性對其相對的特性呈顯性。極為重要的是，他認(rèn)為，從一個世代到下一個世代其變異不會丟失。后代總是或與一個親本類似或介于兩個親本間，即從每個親本中遺傳了一個單位。這些單位在每個世代中能再組合，因而其特性能再現(xiàn)。這些能遺傳的單位后被命名為基因，雖然孟德爾當(dāng)時沒有使用這個術(shù)語?！　?866年孟德爾的研究結(jié)果由自然研究協(xié)會發(fā)表，題目為《植物雜交實驗》，但他的論文被視為一個業(yè)余愛好者的研究結(jié)果，因而被忽視，直到20世紀(jì)初期才被重新發(fā)現(xiàn)?！　∑浜蟊环Q為著名的“孟德爾定律”，同時孟德爾也被譽為現(xiàn)代植物育種的奠基人?！　?0世紀(jì)，遺傳學(xué)發(fā)展的步伐加速（圖1．1．1），遺傳學(xué)定律的分子基礎(chǔ)逐漸被揭示。1902年，ArchiboldGarrod發(fā)現(xiàn)了一種人類遺傳疾病——尿黑酸癥（alkaptonuria），患者由于體內(nèi)缺乏分解尿黑酸（alkapton）的酶，因此，排出的尿呈深紅色。這是首次將一個遺傳性狀和一個蛋白質(zhì)的活性進行了鏈接。Garrod工作的意義數(shù)十年后才被證明。

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