什么是轉(zhuǎn)基因技術(shù)?轉(zhuǎn)基因技術(shù)都有哪些?
【摘要】什么是轉(zhuǎn)基因技術(shù)?想必大家都知道,轉(zhuǎn)基因技術(shù)是指利用DNA重組、轉(zhuǎn)化等技術(shù)將特定的外源目的基因轉(zhuǎn)移到受體生物中,并使之產(chǎn)生可預期的、定向的遺傳改變。
全球農(nóng)業(yè)顛覆式發(fā)展必然少不了農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的創(chuàng)造性力量。
農(nóng)業(yè)生物技術(shù)是指運用基因工程、發(fā)酵工程、細胞工程、酶工程以及分子育種等生物技術(shù),改良動植物及微生物品種生產(chǎn)性狀、培育動植物及微生物新品種、生產(chǎn)生物農(nóng)藥、獸藥與疫苗的新技術(shù)。廣義基因工程技術(shù)中的基因編輯和轉(zhuǎn)基因技術(shù)在農(nóng)業(yè)領域的應用備受關注。
說到基因編輯,其近年來的發(fā)展可謂是叱咤風云,在醫(yī)學領域大放異彩不說,又屢次角逐諾獎。當走在科技前沿的基因編輯遇上正在追趕科技的農(nóng)業(yè),它們之間所發(fā)生的奇妙化學反應將為農(nóng)業(yè)帶來全新的發(fā)展機會。例如:早在2013年,以CRISPR/Cas9系統(tǒng)為標志的第三代基因編輯技術(shù)就取得了決定性突破,打破了常規(guī)育種瓶頸,成為基因編輯主流技術(shù)。
與基因編輯一樣,轉(zhuǎn)基因自被人們認識以來便是萬眾矚目。根據(jù)國際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應用服務組織2019年9月發(fā)布的《2018年全球生物技術(shù)/轉(zhuǎn)基因作物商業(yè)化發(fā)展態(tài)勢》報告,當年全球有26個國家和地區(qū)種植轉(zhuǎn)基因作物,種植面積超1.9億公頃,其中美國、巴西、阿根廷、加拿大和印度的轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物種植面積占全球轉(zhuǎn)基因作物種植面積的91%。
世界主要國家轉(zhuǎn)基因作物種植情況
資料來源:《2018年全球生物技術(shù)/轉(zhuǎn)基因作物商業(yè)化發(fā)展態(tài)勢》,華泰證券研究所
基因編輯和轉(zhuǎn)基因技術(shù)在農(nóng)業(yè)領域的應用
醫(yī)療和農(nóng)業(yè)是基因編輯的兩大重要應用領域。在農(nóng)業(yè)方面,世界各地的研究人員利用植物和動物的測序來研究不同物種的基因組,進行農(nóng)作物全品種基因測序?qū)苿愚r(nóng)業(yè)發(fā)展,增加作物產(chǎn)量。
基因編輯技術(shù)不僅可以突破傳統(tǒng)育種難以解決的遺傳障礙,而且能實現(xiàn)特定性狀的精準改變,顛覆已有動物遺傳改良技術(shù)路徑和選育效率。伴隨著基因編輯技術(shù)的不斷改進及其在動植物上的廣泛應用,農(nóng)業(yè)領域的顛覆性變革悄然在進行。
1994年,Calgene推出第一個基因工程食物Flavr Savr番茄。1996年,孟山都公司(Monsanto)推出第一批基因修飾農(nóng)作物,很快這些基因修飾食品占據(jù)了市場。2016年初杜邦宣布,在2020年即將誕生一款新的玉米品種,將是史上第一例商業(yè)化的基因編輯農(nóng)作物。2018年,美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)發(fā)布新規(guī),撤銷對CRISPR作物的嚴格管控,鼓勵CRISPR植物的種植試驗。
與基因編輯有所不同,轉(zhuǎn)基因技術(shù)能將一個生物體中結(jié)構(gòu)明確、功能清楚的基因取出,讓其在另一個作物體內(nèi)發(fā)揮作用,實現(xiàn)基因在不同物種間的重組。這項新技術(shù)不僅更精準,而且利用其他物種的基因資源能極大擴充作物自身的基因庫,使作物具備抗蟲、耐除草劑、抗旱等特性。動物轉(zhuǎn)基因技術(shù)則在提高畜禽生產(chǎn)性能、改善畜產(chǎn)品品質(zhì)、提高畜禽抗寒抗病能力等方面應用廣泛。
1996-2014年部分國家的轉(zhuǎn)基因作物農(nóng)場凈收入增加值(百萬美元)
資料來源:USSEC,華泰證券研究所
作為現(xiàn)代生物工程的一個重要手段,許多發(fā)達國家和發(fā)展中國家都在大力研究開發(fā)轉(zhuǎn)基因技術(shù)。我國轉(zhuǎn)基因作物研究始于20世紀80年代,是開展這項新技術(shù)研發(fā)最早的國家之一。
2008年中央一號文件首次提出,啟動轉(zhuǎn)基因生物新品種培育科技重大專項。當年10月黨的十七屆三中全會決定強調(diào),實施轉(zhuǎn)基因生物新品種培育科技重大專項,盡快獲得一批具有重要應用價值的優(yōu)良品種。隨后出臺的《國家糧食安全中長期規(guī)劃綱要》也對轉(zhuǎn)基因生物新品種培育科技重大專項提出明確研發(fā)方向。
跟隨國家政策的指引,行業(yè)內(nèi)的頭部企業(yè)逐漸開始了在農(nóng)業(yè)生物技術(shù)領域的探索。
值得一提的是,轉(zhuǎn)基因技術(shù)應用在人類社會各個領域 中,較為常見的包括了利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)生產(chǎn)的農(nóng)作物,以及利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)生產(chǎn)疫苗等。含有轉(zhuǎn)基因作物成分的食品被稱之為轉(zhuǎn)基因食品,其與非轉(zhuǎn)基因食品具有同樣的安全性。世界衛(wèi)生組織以及聯(lián)合國糧農(nóng)組織認為:凡是通過安全評價上市的轉(zhuǎn)基因食品,與傳統(tǒng)食品一樣安全,可以放心食用。
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