转基因动植物范文

转基因动植物范文（精选12篇）

转基因动植物 第1篇

技术简介:转基因荧光鸡的体内植入了水母的绿色荧光蛋白 (GFP) , 在普通光线下与其他鸡无异, 在紫外线照射下, 嘴和羽毛发出明亮的绿色荧光。GFP在鸡的孵化过程中表现出某种毒性, 影响胚胎的发育, GFP基因是一种标志基因, 带有该基因的物种会发生荧光反应。GFP往往与其他物种的功能基因一起植入试验物种的细胞, 转基因得到的新物种如果出现荧光反应, 则与GFP同时植入的其他物种的基因也应该存在于转基因物种的细胞内。此技术完成了逆转录酶病毒载体的开发, 从而实现了GFP基因的植入。受到禽类动物卵细胞结构的限制, 目前这项技术成功率很低。鸡的孵化期为21天, 生殖周期为6个月, 价格低廉, 适合作为转基因实验对象。而且, 由于组成鸡蛋蛋青的蛋白质只有8种, 转基因蛋白质容易从鸡蛋的成分中分离, 人们期待, 可以用鸡蛋大量生产医药工业所需的蛋白质。

水稻杀虫不害人

技术简介:这种水稻含有一种名叫Bt的毒蛋白基因, 能抵抗水稻的主要害虫———螟虫。Bt毒蛋白对人畜身体是最安全的, 但却是天然杀虫剂。它来自于苏云金芽孢杆菌 (拉丁学名Bacillus thuringiensis, 因此简称Bt) , 是杆菌芽孢中分泌的一种蛋白质晶体, 称为“内毒素”。这种内毒素是无毒的。昆虫吃了苏云金芽孢杆菌的芽孢后, 内毒素晶体在昆虫的肠道中溶解, 并经过昆虫肠道中的蛋白酶加工, 被激活变成了有毒性的蛋白毒素, 与肠道细胞表面上的受体结合, 造成昆虫肠道穿孔。昆虫因此不再进食, 1～3天后就饿死了。所谓“有机作物”、“绿色作物”并不是不洒农药, 而是洒Bt内毒素这样的生物农药。但是这种生物农药要比化学农药贵很多。1981年, 编码Bt内毒素的基因被克隆出来了。将该基因转入到作物细胞中, 这样培养出来的转基因作物也能分泌内毒素, 害虫吃了转基因作物的叶子后, 也吃进了内毒素, 将会被毒死。因此, 栽培抗虫害转基因作物, 可以不用或者少用农药。目前栽培得最多的是抗虫害转基因玉米和转基因棉花。

细胞有效“杀死”白血病细胞

技术简介:转基因自然杀伤细胞 (NK细胞) 可以有效杀死白血病细胞, 有望改善白血病的治疗。该技术首先使用了含有各种免疫细胞的血样, 将其与经过转基因处理的K562人类白血病细胞混合培养。这种白血病细胞经转基因处理后, 表面带有“4-1BBL”和“IL-15”两种蛋白质。转基因白血病细胞能刺激血样中自然杀伤细胞大量生长, 其数量很快达到原先的1万倍, 这使得自然杀伤细胞能提纯出来。自然杀伤细胞进行转基因处理, 使其表面生成能识别白血病细胞的受体蛋白。这种受体蛋白能与白血病细胞表面的蛋白质“CD19”结合, 促使自然杀伤细胞溶解白血病细胞。此研究成果将很快对患有急性淋巴性白血病的儿童进行临床试验。如果试验显示积极效果, 这种方法会成为白血病治疗的“利器”之一。

借黄牛腹生花牛犊

技术简介:一头黑白相间的小奶牛竟然从一身棕色的黄牛妈妈肚子里钻出来, 牛界版的“借腹生子”成为现实。这个奶牛宝宝可不同一般, 基因注定它从一出生起就是年产10吨的高产奶牛。日前这项名为“高产优质奶牛胚胎工厂化生产和移植技术”成果通过了北京市科委的验收。为了保证这些高产奶牛品系的纯正, 杜绝了奶牛之间的“自由恋爱”。将高产奶牛的卵细胞和精壮公牛的精子细胞人工结合成奶牛胚胎后冷冻起来, 注入母牛的体内培育具有高产特性的小奶牛。但由于奶牛培育市场供不应求, 没有足够的奶牛妈妈直接生育小奶牛, 只好借助身体憨厚朴实的黄母牛来生育小奶牛了。据介绍, 这种冷冻高产奶牛胚胎移植到黄牛体内生育小奶牛的方法受胎率高达50.6%, 已经达到世界先进水平。

大米可减少儿童失明

技术简介:这种新型的转基因大米可以填补人体维生素A的缺乏, 还可以降低发展中国家儿童失明率。它被科学界美其名曰——“黄金米”。这种大米所含的β胡罗卜素是其它转基因大米的20倍。β胡罗卜素在人体里可转换变维生素A。据世界卫生组织估计, 由于缺乏维生素A, 全球每年约有50万名儿童失明。一些农业学家和环境保护组织表示, 弥补维生素A的不足可以确保人体饮食的平衡。如果此技术能得到所在国家的许可, 就可以立即开始“黄金米”的种植。到目前为止, 亚洲国家还没有将新型的“黄金米”种植到试验田里, 因为好多国家都担心转基因食品对人体有危害。

细菌成功制造出优质蛛丝

技术简介:30多年来, 科学家们一直试图找到利用其他生物体来制造蛛丝的办法。蛛丝是自然界最奇特的物质之一, 它具有极强的韧度, 其韧度是同样直径钢材的好几倍。但与家蚕不同, 蜘蛛不能家养, 因为它们会互相吞食, 所以不可能建立人工饲养蜘蛛的农场。时隔30数栽, 该技术科研人员现在可以利用转基因细菌成功制造出了优质“蛛丝”。他们要对项有诸葛亮美誉的蜘蛛的吐丝织网技能挑战了。科学研究人员现在可以利用转基因细菌成功制造出了优质“蛛丝”, 将来能利用这种丝纺织出精美布料或者轻巧而结实的绳索。

利用基因改良过的大肠杆菌刺激昆虫细胞, 使其产生分泌蛛丝所需的特定蛋白质, 最终得到质量极佳的人工“蛛丝”, 其韧度可达天然蛛丝的20%。而在此之前, 品质最好的人工合成丝也只能达到天然蛛丝韧度的5%至10%。

含脂肪酸转基因作物

技术简介:鱼类富含对人体有益的多不饱和脂肪酸, 但一些人却因鱼有腥味而不爱吃鱼。德国科学家最近利用转基因技术, 首次培育出含多不饱和脂肪酸的亚麻籽, 使人们不用吃鱼也能摄入这类脂肪酸。研究表明, DHA和EPA等多不饱和脂肪酸能够降低人患心血管疾病的风险。鱼类中富含DHA和EPA, 植物中却一种也不含。不过, 亚麻籽、菜籽油、大豆和胡桃中却含有可以转化为多不饱和脂肪酸的物质, 人体可以在酶的作用下将摄入的这些物质合成为DHA或EPA, 只是合成效率不高。由于各种原因, 目前世界上大多数人多不饱和脂肪酸的摄入量不能满足人体需求, 同时鱼类资源却日渐匮乏, 因此研究人员将目光转向了植物。他们试图通过转基因技术在植物中添加酶, 以使植物能够合成这类脂肪酸。虽然现阶段转基因亚麻籽中的多不饱和脂肪酸含量并不高于鱼类, 但通过改进技术可以进一步提高。不爱吃鱼的同志们有望不用吃鱼, 而从含脂肪转基因作物中“提取”你们身体里所需的多不饱和脂肪酸。

转基因昆虫无法再向人类传播疾病

技术简介:我们经常在影片等资料中看到在盛夏森林里探研的人员们, 总要在黄昏到来时急恐的把自己全部包裹。此举既不是防御妖魔鬼怪, 也不是抵制食人恐兽, 而是在防止暴雨利花科幻般的蚊群。也许在不远的将来, 如果再到丛林里去, 你就不用担心被蚊子叮咬了, 因为它们的基因已经改变, 无法再向人类传播疾病。目前, 相关科学家就在从事转基因昆虫的研究工作。随着转基因农作物的出现, 人们经常在超市里看到“转基因”的食品标签, 也总是会听到环境保护主义者对转基因植物实验基地的抨击。但是, 科学家仍希望他们能打消公众对转基因昆虫的疑虑。在发展中国家, 转基因生物就意味着它们将会被放归野外。因此, 建立全球安全管理和许可制度就显得十分重要。现在该项目实验人员正在对一种无法携带查格斯氏病毒的吸血昆虫进行研究。查格斯氏病能够引起像心脏病和消化道功能障碍等一系列疾病。拉丁美洲每年有5万人死于查格斯氏病。此技术不会对吸血昆虫的基因造成影响, 只是改变让吸血昆虫携带锥虫病寄生虫的细菌的基因。改变细菌基因与改变昆虫基因本身不同, 原因是细菌能够与其它许多种细菌、甚至是病毒自由交换基因。但这仍旧是个非常大的挑战。

转基因猪体怀水母

技术简介:用紫外线照射刚刚诞生的转基因克隆猪, 猪蹄等部位都发出了荧光。研究人员先在猪的体细胞中植入可合成绿色荧光蛋白质的水母基因, 取出细胞核后将其植入猪的未受精卵中, 制成胚胎, 再植入猪的子宫内。15日后, 一头转基因克隆小母猪诞生。用紫外线照射时, 它的蹄子、鼻尖、舌头等部位都发出了荧光。DNA (脱氧核糖核酸) 分析显示, 这头小母猪身上含有水母基因, 研究人员确认这是一头转基因猪。有关人士认为, 今后有望用编码合成干扰素的基因取代水母基因, 以克隆出体内含有合成药物的转基因猪。

基因上面“做手脚”懒猴变成“工作狂”

技术简介:科学家最近运用基因工程技术, 成功地将一群懒猴变成了“工作狂”。科学家通过对一群天性懒惰的猴子跟踪研究发现, 猴子的大脑中有一种与学习奖励机制有关的基因, 该基因位于构成大脑神经回路的细胞中, 负责制造一种名叫“多巴明”的大脑信息传递化学物质。在这种基因的作用下, 像人一样, 猴子会为了得到某种奖励而干活, 而如果没有奖励, 猴子会失去干活的兴趣。在试验中, 科学家将一种特制药剂直接注射进四只懒猴的鼻额皮层中, 将它们的学习报酬机制阻断。结果, 这些猴子不仅拼命干活, 而且出错率很低, 工作质量极高。科学家表示, 上述发现将有助于治疗精神分裂症、情绪失调和占有狂等精神疾病, 因为这类患者通常会毫不疲倦地持续某种动作。不过, 另一方面, 人们还得提防一些贪心雇主“黄世仁”利用此项发明让雇员为他们不断工作, 成为正常工作范围外的“杨白劳”。

最新型药物蛋白转基因牛诞生

技术简介:一头毛色光亮的黑白花克隆犊牛在河北芦台经济技术开发区新花奶牛场降生。从外表看, 这头犊牛与普通奶牛犊并无什么差别, 但其体内却导入了世界最新型的药物蛋白转基因。它的成功降生, 标志着我国转基因克隆技术向前迈出了一大步。

这头犊牛的“代孕母亲”是一头鲁西黄牛, 被植入转基因克隆胚胎。为避免发生难产等意外情况, 畜牧兽医工作人员在母牛预产期对其实行剖腹产手术, 成功取从一头小花犊牛。基因克隆技术的成功应用, 将生物技术造福人类的前景开拓得更为光明。如果有人告诉你:不久的将来, 得了病, 不用打针吃药, 而是喝牛奶就行了, 你也许会认为是天方夜谭。但是这头犊牛的成功降生, 将这种设想变为可能。这头转基因克隆牛, 就是把世界最新型的药物蛋白基因导入牛的基因组内, 将克隆细胞培育成胚胎后, 植入“代孕母亲”的子宫内。这头牛长大产奶后, 牛奶中就含有某种药物抗原体, 可以用来防治相应的疾病。因此, 有人称转基因克隆奶牛“吃的是草, 挤出来的是良药”, 是未来的“药物工厂”。

基因草坪步入产业化

技术简介:北京大学生物技术系教授林忠平领导的实验室经过5年科研攻关, 日前培育成功具有耐寒、耐旱、节水等特性的转基因草坪草株系品种。科技部也因此批准了由北大科技园申报的“863计划”项目草坪草产业化基地, 使其成为第一个列入“国家863计划”的草坪科研课题。转基因草坪草与普通草坪草相比, 可节约一半的浇灌水;如果大面积种植, 可节约灌溉水20%到30%。我国大部分地区缺水、处于寒冷气候, 不利于大面积草坪的生长, 林忠平领导的实验室将耐寒、抗旱基因导入植物, 提高了转基因植物对不良环境的抵抗力。

目前已有23个转基因草坪草株系表现出对干旱和低温的显著抵抗力。例如有的生长缓慢, 明显减少了水分消耗;有的延长了绿色期;有的增强了分蘖力。许多草坪草株系的性状在试验基地繁育几代已十分稳定。林忠平课题组与山西农科院旱地农业中心密切合作, 在建立节水型草坪生态系统方面已经申请了多项发明专利。在北京大学科技园和一些社会人士的共同投资下, 组建了以草坪业为主的高新技术企业, 该企业目前已在北大科技园建成了200多亩的草坪草试验基地和实验室。

克隆大鼠研究

技术简介:克隆就是无性繁殖的意思, 通俗地讲就是人们可以利用动物的一个组织细胞, 像翻录磁带或复印文件一样, 大量生产出相同的生命体。大鼠由于其生理特征在很多方面特别接近于人类, 而被称为是研究人类疾病最理想的动物模型。但由于大鼠的卵子细胞在体外发育太快, 在10分钟之内就会变性和老化, 因此科学家没有足够的时间对其卵子细胞进行操作, 一直无法克隆出大鼠。这项研究也被世界同行公认为动物克隆和转基因领域的一大难题。我国科学家通过药物控制的方法, 将大鼠卵子细胞的发育过程人为变慢到10个小时, 在世界上首次成功完成了大鼠克隆研究。在模拟人类的癌症, 尤其是类似于乳腺癌, 大鼠是目前最优秀的一种实验动物。当科学家给这些患了癌症的, 作为动物模型的大鼠, 提供类似于人的药物治疗的时候, 它的反应跟人是一致的。

专家认为, 大鼠的成功克隆, 为建立人类疾病的动物模型和相关药物的研制和检测提供了有效手段。

缺乏胆固醇的转基因小鼠

技术简介:该技术创造出了一种不含胆固醇的小鼠, 并且这种小鼠能够存活, 因为另外一种胆固醇前体分子承担起了胆固醇的大多数功能。科学家将24-脱氢胆固醇转换成胆固醇的24-脱氢胆固醇还原酶基因, 并且将小鼠的两个24-脱氢胆固醇还原酶等位基因都敲除掉了。与正常小鼠比较, 经基因修饰的小鼠血液和肝脏中的胆固醇浓度非常低, 比正常小鼠的总固醇浓度大约少20%至60%。法恩斯坦等发现, 24-脱氢胆固醇是转基因小鼠中处于支配地位的固醇, 表明24-脱氢胆固醇能够替代所缺乏的胆固醇功能。他们还发现, 处于胚胎期的转基因小鼠的胆固醇浓度几乎正常, 其胆固醇有可能来自于母鼠, 以使转基因小鼠能够正常发育, 直到出生。然而, 转基因小鼠长大之后, 便出现了一系列的健康问题, 包括不受精。该结果非常新奇, 看起来24-脱氢胆固醇是能够替代胆固醇的功能的。该研究有助于了解细胞为什么一定要生成胆固醇, 而不是真接利用其胆固醇前体。

该项研究可能并不与人类疾病相关联, 因为与啮齿类动物相反, 如果人的24-脱氢胆固醇还原酶发生变异, 那么尽管有病, 但体内仍然有相当高水平的胆固醇浓度。对于人类的固醇生物合成紊乱来说, 小鼠可能并不是最好的模型。

转基因荧光鱼可当宠物出售

技术简介:大自然中虽然也存在发光的鱼, 但它们暗藏在浩瀚的大海深处, 非常罕见。人类经过转基因技术, 研制出能发荧光的小型热带鱼——“荧光鱼”。这种“光芒四射”的红色荧光鱼, 也是利用转基因技术得到商标注册的第一种商业性荧光宠物鱼。原来在海洋中发现的斑马鱼, 最初被用来监测周围环境是否存在毒素。改基因后的斑马鱼散发出粉红色荧光, 远看像金鱼一样。这标志着转基因荧光鱼可以被当作家庭宠物出售。针对改基因荧光鱼的研发, 环保人士提出了担忧, 认为“异类鱼”投放大自然后会给生态平衡带来毁灭的影响, 也认为转基因鱼可能会给人的身体健康带来影响。

新型转基因烟草能合成类似蛛丝蛋白

技术简介:该种转基因烟草, 能够合成与蛛丝蛋白类似的蛋白。在研究中, 将这种基因植入在烟草中生存的一种细菌, 并在营养条件下培养烟草细胞。随着烟草细胞分裂, 携带新基因的细菌DNA片段会进入烟草细胞, 研究人员利用这种烟草细胞培育出了转基因烟草。研究发现, 这种原本属于动物细胞所特有的、能够编码类似蛛丝蛋白的基因并不会妨碍烟草正常生长。与普通烟草叶相比, 新的转基因烟草叶外形上并无区别, 它合成的类似蛛丝蛋白含量占了烟草叶中所有可溶性蛋白的0.5%。

研究人员认为, 由于烟草种植、收割、保存和加工都很方便, 与使用细菌合成类似蛛丝蛋白相比, 转基因烟草合成蛋白的成本要小得多, 并且不用担心产生毒素和病毒, 适合用来大量生产类似蛛丝蛋白, 以制造各种强

转基因体细胞克隆羊第二代研究

技术简介:两只转基因体细胞克隆奶山羊的第二代, 将相继降生。在生物技术研究所实验基地, 只见雄性克隆羊前腿搭在门栏上伸过头来让人抚摸, 雌性克隆羊已明显看出身孕, “咩咩”地叫着走上前来, 仿佛在表白心中的喜悦。虽然它俩为一雄、一雌, 但由于雄山羊身体携带转β-干扰素基因, 雌山羊携带转抗凝血酶素I I基因, 它俩相互之间不能交配, 只能分别与普通但又强壮的崂山奶山羊进行交配繁育后代。这对转基因体细胞克隆奶山羊, 从出生到现在没有发生任何问题, 身体一直很健康。转基因体细胞奶山羊携带有医用价值的基因, 与单纯育种、扩大高产群体的克隆羊有本质不同, 它可以从转基因体细胞克隆奶山羊的乳汁中提取并生产人类所需要的功能蛋白质, 用于人的健康保健和一些疑难疾病的治疗。

转基因花草可驱蚊虫

技术简介:小区中、公园里的绿地, 是夏季夜晚人们休闲的好去处。可是, 享受清凉自然风的同时, 也经常遇见“狠心”的蚊虫, 一不留神身上就被叮了好几个大包, 有时还会红肿好几天, 不免让人生出几分“败兴”。让草坪自身散发出一种特殊的香味, 这种香味可以驱除蚊虫, 人们闻了它, 又可以放松神经、身心愉悦。家中或者办公室里养几盆自己喜欢的花卉, 散发的香味不仅可以驱除蚊虫, 更可以让紧张的神经得到放松, 另外这些花还起到消炎、杀菌等治病的功效。据杜教授介绍, 这种方法和驱蚊草坪有异曲同工之妙。它们都需要找到基因, 然后将其移植到花卉中, 最终使这些花卉能释放出有益健康的特殊香味, 不同的是花卉香味的作用更多。这是中科院上海生命科学院植物生理生态所杜家纬研究员及他的研究小组正在探索的项目。转基因花卉会对人体有害否?气味生物工程从一定程度上讲, 就是目前大家谈论比较多的转基因工程之一。大家对转基因食物普遍存在着这样或那样的顾虑, 那么对转基因花卉或者草坪的态度会怎样呢?大家对转基因食品之所以会有很多疑虑, 是因为它是吃的东西, 但花卉、草坪不用吃, 而且它们的气味是对人体有益的, 在绿地周围散步, 谁不想拥有一个弥散着淡淡幽香、不用担心蚊虫叮咬的环境呢?

转基因动植物 第2篇

随着多种生物基因组的测序、分子生物学及转基因技术的发展,被批准大田释放的转基因植物越来越多.本文总结了转基因植物涉及的外源基因,包括辅助转化的基因、改良植物性状的目的基因及调控目的`基因表达的序列等3大类44个基因;列举了美国和欧盟批准大田释放的转基因植物及品系;我国农业部批准的可进口用作加工原料的转基因植物.对转基因植物及加工产品的定性、定量检测技术进行了介绍,包括普通、定量及多重PCR技术、多重PCR结合芯片或肽核酸检测技术,以及基于表达蛋白质的检测技术等,最后对转基因植物及检测技术的发展进行了总结和展望.

作 者： 李俊 郑秀丽平建 刘国振 LI Jun ZHENG Xiu-li DENG Ping-jian LIU Guo-zhen 作者单位： 李俊,LI Jun(河北农业大学生命科学学院,河北,保定,071000)

郑秀丽,ZHENG Xiu-li(中国科学院北京基因组研究所,北京,101300)

平建,DENG Ping-jian(深圳市疾病预防控制中心,深圳,518020)

刘国振,LIU Guo-zhen(河北农业大学生命科学学院,河北,保定,071000;中国科学院北京基因组研究所,北京,101300)

保护野生动植物 维护地球基因密码 第3篇

人类经过千百万年漫长的进化繁衍，每一步的成长和发展都离不开对野生动植物的利用。但自工业文明以来，由于生产活动的需要和经济利益的驱使，一些人对动物捕猎趋于盲目，而有些生产生活行为又间接地破坏了动物的生存环境。几百年来，这种大肆捕杀的行为已致使一些动物走向灭绝。据有关科学家研究，自16世纪以来，世界上约有250多种动物灭绝，那些濒危动物的灭绝速度也正在加快。

每种动植物都有它存在于自然界的独特生态地位和功能，如果人类不采取行动制止这一态势蔓延，那么人类最终只会自食其果。因此，保护珍稀动植物，抢救濒危动植物，保护自然资源，是一件关系人类发展的大事，是一项刻不容缓的紧迫任务。

繁多的濒危物种

一个物种可以左右一个国家的经济命脉，一个基因可以影响一个民族的兴衰。物种一旦消失就不可复生，人类就永远失去了这些基因。

保护野生动植物普遍受到了国际上的政治家、科学家、国际组织和非政府组织的高度关注。如形成了生物多样性公约、濒危物种国际贸易公约、湿地公约等多个公约，把保护野生动植物提升到全球战略；2010年圣彼得堡召开了老虎保护峰会；2012年联合国可持续发展大会通过了成果文件《我们希望的未来》。

我国幅员辽阔，地形地貌复杂，气候多样，为物种进化提供了得天独厚的自然条件。由于我国大部分地区未受第三纪和第四纪大陆冰川的影响，因此，我国是世界上野生动物种类最丰富的国家之一，仅脊椎动物6347种，占全球脊椎动物种类总数14%。另外，我国特有属种多。脊椎动物中，大熊猫、金丝猴、华南虎、扬子鳄等470多陆栖脊椎动物是仅分布于中国的特有物种。

濒危动物是国家的重点保护对象，也是一种极其珍贵的、不可替代的、不可再生的自然资源，它们在维护生态平衡、促进经济发展、开展对外交流等方面发挥着重要作用。

中国是濒危动物分布大国，且濒危物种繁多。2011年国家林业局启动了第一批濒危野生动物专项调查，至2014年底前完成外业调查工作。本批次调查共涉及14个物种，包括海南长臂猿、朱鹮、黑脸琵鹭、遗鸥、黑嘴鸥、黑琴鸡、栗斑腹鹀、扬子鳄、四爪陆龟、莽山烙铁头蛇、六盘山蝮、秦岭蝮、蛇岛蝮、鳄蜥。

调查发现，我国最濒危的灵长类动物海南长臂猿，目前仅分布在海南省霸王岭国家级自然保护区内，现有长臂猿种群ABC三群，共25只，其中有独猿3只，2015年新生幼崽1只。濒危鸟类朱鹮的野生种群数量为1549只，分布于陕西、河南和浙江三省的15个区县。黑脸琵鹭在上海、浙江、福建、广东、海南等地越冬，数量为294只。栗斑腹鹀分布于内蒙古扎鲁特旗、阿鲁科尔沁旗、科尔沁右翼中旗、乌兰浩特以及吉林省镇赉县，数量为5131?16091只。我国特有淡水鳄扬子鳄在安徽分布于广德县、郎溪县、南陵县、泾县和宣州区，野生种群数量为144?177条；四爪陆龟分布于新疆霍城县，本次调查中，样线调查未发现任何活体或者痕迹，濒危状况相当严重。我国特有的蛇类莽山烙铁头，仅见于湖南莽山国家级自然保护区、宜章县和广东南岭国家森林公园内，数量为430?502条；六盘山蝮蛇仅见于甘肃庄浪、宁夏隆德及泾源3县，数量为160800?241200条；秦岭蝮蛇仅见于陕西西安市长安区、户县、宁陕、周至、佛坪、太白、凤县，数量为281000?385944条。我国特有的鳄蜥仅见于广东茂名市、韶关市曲江县，广西桂平市、金秀县、昭平县、贺州市八步区，野生种群数量为1080?1248条。

国家林业局野生动植物保护与自然保护区管理司总工程师严旬介绍，对14个物种的分析评估表明，34.69%的物种受到栖息地被干扰、破坏、分割、退化等的较“强”程度的威胁。“栖息地破坏”这一因素对野生动物造成的影响，明显高于食源干扰、水源干扰、人为直接干扰和大型建设干扰等威胁因素。

由于栖息地成为“生态孤岛”，野生动物在被分割为互不相连的保护区内，形成一个个孤立的小种群，迁移、繁衍、基因交换受到制约。以大熊猫为例，自上世纪70年代以来，因栖息地受工程建设和人为活动割裂，全国野外大熊猫形成多个相互隔离的种群，部分小种群由于基因交流受阻而灭绝。调查结果显示，目前全国大熊猫栖息地内，有水电站319个、矿山479处、景区25个、道路总里程1339公里、高压输电线268.7公里、常住人口50人以上的居住区984个。虽然全国野生大熊猫按山系划分为六大种群，但栖息地被隔离成33个板块，相应形成33个局域种群。

“我国大量物种处于稀有或濒危状况。有44%的野生动物种群呈下降趋势，高等野生植物种群有15%至20%处于濒危状态，高于世界平均值。”严旬说。他透露：我国现有2140种野生动植物已被列入《濒危野生动植物种国际贸易公约》（CITES）附录；在世界自然保护联盟（IUCN）濒危物种红色名录中，我国现有的脊椎动物中有900多种生存受到威胁，高等植物中有3700多种生存受到威胁。

功莫大焉的自然保护区建设

世界自然基金会最近发布的《2014地球生命力报告》显示：仅在过去40年间，全球野生动物数量减少了一半以上，物种灭绝速度已超过自然灭绝速度的1000倍。对生物多样性威胁最大的是工业化和资源开发导致生物栖息地的丧失和退化。作为野生动植物的最后避难所，自然保护区在工业化大潮中坚持着。

自然保护区的建立无疑是保护野生动物、维持生物多样性最有效的途径之一，也是人类社会文明进步发展到一定阶段的必然产物。我国政府十分重视对珍稀动物的保护工作，采取了许多有效措施，其中最重要的一项就是建立了一批国家级、省级自然保护区。目前我国建立的自然保护区已是这些濒危动物的最后居住地，同时也是它们最为可靠的庇护所。

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野生动植物是重要的生态资源，是构建生态的基本要素，是自然生态系统的重要组成部分，对于生态系统的功能发挥和生态平衡具有重要作用。“经过60年的不懈努力，中国形成了布局合理、类型齐全、层次丰富的自然保护区体系，建立了完善的保护管理与执法体系。自然保护区已成为我国生物多样性保护最重要的载体。”国家林业局副局长陈凤学说。

早在1950年我国就发布了《稀有生物保护法》，并于1956年建立了第一批自然保护区，开始了拯救保护珍稀、濒危野生动物的实践。改革开放后，我国加快了野生动物保护步伐，从完善法律法规、建立自然保护区、强化执法监管、扩展国际合作、提高公众保护意识等多个角度，全面推进保护事业，取得了令世人瞩目的成就。

截至2014年底，全国自然保护区数量为2729个，总面积147万平方公里，占陆地国土面积14.84%。其中，国家级自然保护区数量为428个，总面积96.52万平方公里。中国自然保护区面积居世界第2位，仅次于美国。林业部门管理的自然保护区达2228处，总面积1.24亿公顷，约占我国国土面积的13%，均占全国自然保护区个数和面积80%以上；此外，国家林业局还建立了各类自然保护小区5万多处，总面积150多万公顷。全国有3500多万公顷天然林和约2000万公顷天然湿地和相当数量的荒漠植被被划建为自然保护区。90.5%的陆地生态系统类型、85%的野生动物种类、65%的高等植物群落，300多种重点保护的野生动物和130多种重点保护的野生植物得到保护。

目前，我国长江、黄河、澜沧江、怒江、雅鲁藏布江等大江大河源头生态系统、东北大小兴安岭和长白山地、横断山区等地区的天然林都在自然保护区内得以保护保育。以长江流域为例，整个流域国家级自然保护区多达144个，长江上游温带森林拥有世界上最丰富的生物多样性。

野生动物是自然保护区建设的最大受益者。大批重点保护和濒危的野生动植物得到保护，栖息地得到恢复、扩展，种群得到恢复壮大。贵州梵净山国家级自然保护区内的黔金丝猴，由上世纪80年代初的300余只增长到750余只。广西建立弄岗等自然保护区后，白头叶猴数量由2003年的598只增长到目前的937只。全国大熊猫自然保护区数量已达67处，总面积达到336万公顷。66.8%的野生大熊猫和53.8%的大熊猫栖息地纳入了自然保护区网络，自然保护区内野生大熊猫个体数量增加到1246只。

“大熊猫、朱鹮、扬子鳄、苏铁等一大批濒危珍稀物种正逐步摆脱灭绝的风险，显现稳中有升的良好势头，栖息地生态环境不断优化。”据陈凤学透露，我国林业系统已有23处国家级自然保护区加入“世界人与生物圈网络”，34处自然保护区加入国际重要湿地，18处自然保护区成为世界自然遗产地的组成部分，还有一批国家级自然保护区加入了“东亚—澳大利亚西亚涉禽迁徙网络”、“东北亚鹤类保护网络”、世界自然保护联盟首批绿色保护地名录。

虽然成就卓著，但我国野生动植物保护形势仍很严峻。“根据全国野生动植物资源调查结果，我国87.7%的野生动物种群因栖息地缩减、割裂、质量下降、人为活动干扰等原因，生存空间不断受挤压，不少濒危物种的栖息地、鸟类集群活动区域及迁飞通道面临着土地开发、农业开垦、环境污染等威胁，前景堪忧，保护形势依然严峻。”国家林业局野生动植物保护与自然保护区管理司司长张希武说。

保护物种基因

在广袤的大地上，无数的绿色森林使人类居住的地球多情而美丽。森林中，一个个涌动的生命向我们展示了自然的勃勃生机。走进森林，我们不仅可以和自然对话，清洗都市的烦躁和不安，还可以和自己的心灵低语。偶尔传来的鸟鸣天籁让我们仿佛回到了远古时代，找到了自己心灵的家园。

森林和湿地是大自然赐予人类的宝藏。在这里，各种珍奇的动植物资源争奇斗艳，展示着各自的风姿和美丽。中国是世界上生物多样性最为丰富的国家之一，而森林就是生物多样性的摇篮。在森林和湿地中，不管是参天大树、奇花异草，还是飞舞的鸟类、爬行的昆虫、游动的鱼类，在它们身上都传承着物种的基因、地球的密码。

对于人类的生存发展而言，保护珍稀动植物具有重大意义。首先，保护珍稀动植物能够维护生态平衡。因为每个物种都是生态系统中的重要一员，物种之间通过食物链的作用相互依存、相互制约。一旦食物链出现脱节，整个生态系统的平衡就会被打破。比如，人们无节制地猎捕蛇类，就会导致蛇类资源趋于枯竭，这就导致森林、草原和农田鼠害、病虫害猖獗，给农业、林牧业造成了巨大损失，加速了草原的荒漠化。

其次，保护珍稀动植物才能保证科学研究和教育活动的正常开展。众所周知，濒危动植物是科学研究的试验材料，在现代科学的诸多领域，例如仿生学、医学、药学中发挥着重要作用，动物园中的珍稀动物，以及博物馆收藏、陈列或展出的濒危动植物标本，能够很好地深化广大民众对保护珍稀动植物重要性的认识。

在保护野生动植物的过程中，我国先后制订实施了《野生动物保护法》、《森林法》、《自然保护区条例》、《陆生野生动物保护实施条例》、《濒危野生动植物进出口条例》、《国家重点保护野生动物名录》等法律法规，初步建立起野生动物保护法律法规体系。“五年来，会同公安、海关、工商等部门，先后开展了‘打击网络非法野生动物贸易专项行动’、‘天网行动’、‘利剑行动’等一系列全国性专项打击行动，全国森林公安机关共破获重特大野生动物刑事案件1258起。从2013年开始倡导发起了三次多国联合打击野生动植物非法贸易的‘眼镜蛇行动’，在国内外产生强烈反响。”张希武说。

2016年7月2日，《中华人民共和国野生动物保护法》经第十二届全国人民代表大会常务委员会第二十一次会议修订通过，自2017年1月1日起施行。

《中华人民共和国野生动物保护法》自1989年3月1日实施以来，在2004年和2009年进行了两次修订。本次修订，对近年来争议较大的虎骨、熊胆、犀牛角入药及野外放生、外来物种放生做了详细规定，对野生动物保护名录实行分级管理，并要求每五年调整一次，这是该部法律自1988年颁布实施以来修订幅度最大的一次，弥补了长期以来保护野生动物过程中的一些立法空白，进一步明确了法律责任的分配，进一步加强了对珍稀野生动物的保护，对当下野生动物的保护具有积极指导意义。

导致我国大量物种濒危高于世界平均值的一个重要原因，是我国濒危物种种类多、分布范围广，且大多处于偏远落后地区。“最理想的办法是将居民全部从野生动物栖息地迁出，但仅现有自然保护区总面积就高达147万平方公里，依赖移民搬迁显然不现实。”张希武说。

动植物与人类生来平等，它们是我们最亲密的朋友，与我们共同拥有同一个地球家园。我们应当清醒地认识到动植物与人类“本是同根生，相煎何太急”。

只有与动植物做到真正的和平共处，才能保证人类与动植物的生息繁衍，才能保证整个地球生物圈的共同繁荣。

转基因植物的研究 第4篇

关键词：转基因,基因工程,基因“嫁接”

转基因技术是20 世纪后期生物科技中最重大的突破, 转基因植物的出现又一次推动了农业革命。基于转基因技术而出现的转基因大豆、转基因玉米、转基因花生等已经实现了产业化, 成为人们日常生活中的重要组成部分。以转基因大豆、玉米为例, 截止到2012 年, 全球转基因大豆种植面积已达8086 万公顷, 转基因玉米的种植面积已达5590 万公顷。转基因植物充分利用了不同基因中的抗虫、抗除草剂等性状, 提高了转基因植物对环境的适应能力。

转基因植物的直接受益者是广大种植业人员, 植物的抗虫、抗药、抗倒伏等性状得到较大程度的提高。然而, 经过研究发现, 转基因植物同样可以应用于生产与人类生活更加紧密的食品、药品, 以及化工原料等。

1 转基因水稻

不同种类植物的光合作用效率存在不同, 玉米等C4 植物对太阳光的有效利用率就远远大于水稻、小麦等C3 植物。影响水稻等植物光合作用效率的关键就是PEPC——磷酸烯醇丙酮酸羧化酶, CA4 植物通过自身的CO2压缩功能, 在CO2浓度较低的情况下, 也能够较高效率的进行光合作用。所以, 玉米等C4 植物中的这一性状将直接改变水稻光合作用较低的情况, 然而, 通过常规杂交育种手段很难达成该目标, 转基因技术为其提供了新的方向。

2 转基因大豆

转基因大豆是在常规大豆基因的基础上, 添加了其它植物基因形成的大豆新品种, 美国杜邦公司所培养的转基因大豆品种就是通过改变大豆抗营养因子水平而实现的。不仅如此, 杜邦公司还研发出了油品质更好的转基因大豆品种, 该转基因大豆能够直接用于生产更加健康的单不饱和脂肪酸。

3 转基因马铃薯

马铃薯的致命缺陷是抗病性较差, 布宜诺斯艾利斯遗传工程与分子生物学研究所通过转基因手段培育出多个马铃薯新品种, 每一个新品种都拥有良好的抗病性, 并且, 通过脓杆菌介导法培育的抗Erwinia细菌病的马铃薯新品种已经在智力和巴西进行种植试验。

4 转基因木薯

木薯是仅次于水稻和玉米的世界第三大粮食作物, 它是非洲地区的重要粮食作物之一, 也是该地区人口的重要食物之一。然而, 木薯自身的抗病性较差导致木薯产量较低, 无法为缓解非洲地区粮食危机做出贡献。在国际热带农业和生物技术实验室 (ILTAB) 、国际热带农业研究中心 (CITA) 和木薯生物技术网络的共同努力下, 利用转基因技术提高木薯的抗病害能力, 培育出抗病性强、产量高的木薯新品种, 对缓解非洲地区粮食危机有着较为深远的意义。

5 转基因甘薯

在1998 年举行的第二届国际农业生物技术大会上, 美国科学家Prakash博士报告了利用转基因技术改良甘薯蛋白含量及品质方面的进展。他们将人工合成的富含人体必需氨基酸的贮藏蛋白基因整合到甘薯基因组后, 两个转基因品系的贮藏蛋白含量比对照增加2.5-5 倍, 而且产量也略有增加。

6 转基因棕榈

油棕榈主要分布于马来西亚、印度尼西亚和中非地区, 是世界的主要油料植物之一, 其产油量比大豆、油菜等高8-10 倍。两年前, 马来西亚棕搁研究所 (PORIM) 已成功地利用基因枪法将抗除草剂基因导入到棕榈中, 并获得了转基因幼苗。

7 转基因香蕉

目前, 香蕉的转基因研究主要集中于提高抗病性和可食疫苗上。最近, 比利时科学家在前人的研究基础上, 已将编码抗Mycosphaerella fijiensis ( 香蕉最严重的真菌病害) 的基因整合到香蕉的基因组中, 预计不久即可育成首例抗病转基因香蕉品系 (Moffat, 1999) 。

近年来, 我国的转基因植物研究和产业化进程中的主要成果有:

(1) 植物抗虫基因工程。为了解决我国棉花生产受棉铃虫严重危害的问题, 在国家“863”计划的支持下, 中国农业科学院生物技术研究所成功地人工合成和改造了Bt基因, 并与江苏省农科院和山西省农科院等单位合作将Bt基因转入到我国长江、黄河流域的棉花主栽品种, 获得了高抗棉铃虫的转基因棉花品种和品系。拥有我国自主知识产权的抗虫棉花的育成和大面积推广应用, 标志着我国转基因植物研究开始进入产业化发展阶段。

(2) 抗病基因工程。中国农业科学院生物技术研究所已成功地人工合成和改造了来自天蚕蛾的抗菌肽基因, 并导入我国马铃薯主栽品种米拉, 获得抗病性提高I∽Ⅲ级的抗青枯病的转基因株系, 现已经农业部批准在四川省进行环境释放。

(3) 植物抗逆基因工程。我国在抗盐基因工程上已取得了一些进展, 先后克隆了脯氨酸合成酶 (pro A) , 山菠菜碱脱氢酶 (BADH) , 磷酸甘露醇脱氢酶 (mtl) 及磷酸山梨醇脱氢酶 (gut D) 等与耐盐相关基因, 通过遗传转化获得了而1%NACL的苜蓿、耐0.8%NACL的草莓及耐2%NACL的烟草, 这些转基因植物已进入田间试验阶段。中国科学院遗传所将BADH基因导入水稻, 获得的转基因水稻有交较高的耐盐性, 并能在盐田中结实。

(4) 植物叶绿体基因工程。中国农业科学院生物技术研究所在国内较早开始进行植物叶绿体遗传转化研究。1996 年建立了烟草叶绿体遗传转化体系, 并成功地将Bt基因导入烟草叶绿体中, 转基因植物杀虫效果显著]。他们还将固氮酶基因 (nif H和nif M) 、抗剂基因 (bar基因) 和绿色荧光蛋白 (GFP) 基因导入了烟草叶绿体。

参考文献

[1]王进忠, 孙淑玲, 杨宝东.转Bt基因植物的研究与应用前景[J].北京农学院学报, 2002 (03) .

转基因动植物 第5篇

污染土壤植物修复中螯合诱导和转基因技术的应用现状与前景

近年来,螯合诱导技术和转基因技术作为强化植物吸收重金属的两种技术备受关注.文中系统地介绍了植物对重金属的解毒机理、植物的`基因改良以及螯合诱导技术和转基因技术在提高植物修复能力中的应用等有关内容,最后探讨了螯合诱导技术和转基因技术的发展方向,认为这两项技术不失为大有潜力的土壤重金属污染修复技术,具有着广阔的应用前景.

作 者：王红旗 陆泗进 陈延君 WANG Hong-qi LU Si-jin CHEN Yan-jun 作者单位：北京师范大学,环境学院,北京100875刊 名：地学前缘 ISTIC PKU英文刊名：EARTH SCIENCE FRONTIERS年，卷(期)：200512(z1)分类号：X53关键词：植物修复 螯合诱导技术 转基因技术 重金属

植物基因“养活”海蜗牛 第6篇

在危机四伏的大海里，海蜗牛没有足够的力量与海潮抗衡，只能随波逐流，过着浮萍般无依无靠的流浪生活。但事实上，这种认识是极为偏谬的。在林林总总的海洋生物中，海蜗牛并非弱者，甚至在很多时候，它们还会激发出无比强大的战斗力！

美国缅因州大学生物学家詹姆斯·曼哈特博士，曾在巴西东部海岸追踪调查海蜗牛的生存状况时遇到过这样的情景：一天傍晚，距离海岸大约50 米的浅海处突然飘来数百片奇形怪状的“树叶”。放眼望去，正是成群结队的海蜗牛。那一刻，它们安安静静地躺在水面上，只露出三角形的小脑袋和牛角一样的短触角。周围，一群美丽的水母在浪花中若隐若现。水面上，几只海雀在欢快地飞来飞去。突然，一只潜藏已久的海龟忽地蹿出。令人吃惊的是，海雀惊飞，水母急沉，唯有海蜗牛依然故我，仍在不紧不慢地徜徉游荡。眼看海龟气势汹汹地逼进，只见海蜗牛集体向海龟喷射出一股云彩状的墨绿色分泌物。不可思议的一幕随即发生了——海龟本已大张的嘴巴在不知不觉中悄然闭紧，接下来，“敌我双方”竟然在同一片水域中“和平共处”了近一个小时！

震惊之余，詹姆斯博士提取了部分墨绿色的分泌物并进行检测，竟然发现其中含有能让海龟闭嘴的化学物质——L赖氨酸和精氨酸！再饥饿的食肉动物一旦接触到这两种化学物质，神经系统就会紊乱，饥饿感也便荡然无存。有了这种“化学武器”，海蜗牛自然就不怕凶悍的海龟了。

海蜗牛不但拥有“ 先进”的“化学武器”，还是令人类望尘莫及的发明家。2007 年年初，美国休斯顿石油公司的海底输油管道发生泄漏事件，严重的石油污染致使海面上的海藻大面积死亡，很多以海藻为“口粮”的海洋生物纷纷饿毙。出人意料的是，海蜗牛却悠然自得地躲过了灭顶之灾！通过细致检测，詹姆斯博士惊喜地发现，海蜗牛的体内竟然存在着一种能进行光合作用的绿色颗粒。这种颗粒与藻类细胞内的叶绿体具有完全相同的分子结构，海蜗牛体内的绿色颗粒中对光合作用起到至关重要作用的基因psbO 完全来自藻类的HGT。

这充分说明，psbO 这种控制光合作用的基因在两种完全不同形态的生物——海藻和海蜗牛之间进行了水平转移，从植物基因转变成了动物基因！而拥有这种基因的海蜗牛，它的光合作用能力能够维持一生。这就意味着，它们这一海洋族群永远悠闲快乐，永远不会因食物短缺而被饿死！

这是一项多么匪夷所思的伟大创举啊！在此之前，没有任何一个动物学家和植物学家会相信，植物的基因可以进入动物体内。而这项创举，居然是看似软弱可欺的海蜗牛创造出来的！因而，詹姆斯博士在自己的科研论文中感慨万分地写道：“推开一个隐秘的窗口，你会发现它们有着人类无法企及的生存智慧。”

我国转基因植物专利保护的法律探索 第7篇

转基因又称基因工程或基因修饰 (genetic modification) , 是指将能够表达相应性状的基因片断直接移植到目标品种的基因组中, 从而使目标品种生物表现出某些在自然状态下并不具有的性状的行为。所谓转基因植物, 指在体外将目的基因插入质粒或其他载体分子中构成遗传物质的新组合, 并导入原先没有这类基因的植物宿主细胞内, 让其持续稳定地繁殖, 使目的基因在宿主细胞内表达, 从而产生出新的植物品种, 这种植物品种, 称为转基因植物。简而言之, 转基因植物就是通过基因工程获得的植物。转基因植物打破了传统的物种界限, 只要是有用的基因, 不论来自哪种生物, 都有可能植入植物体内, 成为植物基因组的一部分。比如在烟草体内植入萤火虫的发光基因, 该烟草就具备了类似萤火虫的荧光辐射机能, 人们可以用鲜鱼的基因帮助西红柿、草莓等普通植物来抵御寒冷, 把某些细菌的基因接入玉米、大豆、棉花的植株中, 就可以更好地保护它们不受害虫的侵袭。

关于转基因产品安全性方面, 虽然不断有人提出质疑, 但拿转基因食品来说, 问世近十年来, 全球约有2亿多人食用过, 但尚未报道过一例食品安全事件, 我国约有一半的大豆色拉油中含有转基因成分, 亦没有出现任何问题。只要在推广转基因产品前进行充分的风险评估, 坚持“预先防范”的原则, 是完全可以确保转基因产品安全的。

应用转基因技术人们可以按自己的需要设计和制造出具有重要经济价值的、汇集不同生物中对人类有益性状的植物新品种, 这使得转基因植物具有十分重大的科研意义和现实意义。自1983年美国科学家首次成功地创造出转基因烟草、马铃薯以来, 植物基因工程技术已经在世界范围内取得了飞速的发展, 转基因植物的研究和开发取得了一系列令人瞩目的进展, 科学家先后培育出一大批抗病虫害、抗除草剂的高产优质农作物新品种。目前, 全世界转基因作物已达120多种。在美国, 转基因食品高达4000多种, 已成为人们日常生活的普通商品。我国转基因农作物和林木有22种, 转基因棉花已进入大规模商业化生产, 已成为世界转基因农作物田间实验和商品化生产面积的第四大国。然而为获取具有这些具有商业价值的遗传工程技术和遗传材料来开发新型作物, 人们花费了大量的金钱, 那么, 为了收回开发转基因植物所投入的成本, 以及保护他们对这些作物的控制, 就需要强有力的知识产权保障, 对转基因植物实行专利保护成为法学家相继讨论的话题。

2 各国转基因植物专利保护的比较分析

2.1 欧盟

早在1942年, 荷兰就建立了植物品种保护制度, 后得到德国等其他欧洲国家的效仿。1961 年欧洲国家率先发起创立了 UPOV 联盟, 以植物新品种专门立法来保护育种者的权利, 而将植物品种排除出专利保护的范围。《欧洲专利公约》 (EPC) 第 53 条 b 款明确规定:“有关动植物品种以及本质上属于制造植物的生物方法不能被授予欧洲专利, 但本规定不适用于微生物方法及其产品”。

然而, 面对转基因生物技术的蓬勃发展, 欧洲专利局 (EP0) 在司法实践中开始改变立场。在针对Giba- Geigy Case 一案中作出的裁定 (T49/83) 中, 欧洲专利申诉委员会对植物和植物品种进行区别。譬如, 欧洲专利申诉委员会认为专利是不能保护土豆品种的, 但是可以对土豆本身进行保护。申诉委员会认为, 如果 EPC 有意排除对所有植物授予专利, 它应当明确这样说, 但它只是排除对植物品种授予专利, 是因为 EPC 认为植物新品种权更适合保护植物品种, 对于不能授予植物新品种权的植物可以授予专利, 只要它符合授予专利的相关条件。

1998 年欧盟颁布的《关于生物技术发明的法律保护指令》第 4 条 2 款规定:“如果一项涉及植物或者动物的发明的技术可行性不限于特定的植物或者动物品种, 则该发明应具有可专利性。”该指令要求成员国应该根据国内专利法保护生物技术发明, 必要时根据该指令调整其国内专利法。

通过上述字面解释的方法, 使转基因植物被授予专利权成为可能。在 1999 年发生的NovartisAG 案中, 申请人就一种含有抗病特点的转基因植物提出专利申请, 而并未以一种植物新品种的名义提出申请。扩大上诉委员会 G1/98 号决定认为:一项申请如果并未就一种植物品种单独提出申请, 就不能根据《欧洲专利公约》第 53 条 (b) 排除在可专利性的范围之外, 即使它可能包括植物品种。

2.2 美国

1930年, 美国颁布了植物专利法, 这部植物专利法是世界上第一部专门对无性繁殖植物进行保护的法律。1970年, 美国建立了植物品种保护制度, 因此使有性繁殖的植物可以得到类似植物专利的保护方式。1981年美国加入了1978文本的UPOV公约。随后, 于1994年修改了植物品种保护法, 以便使国内法达到UPOV公约1991文本标准。

1980年美国最高法院在审理“Diamond v. Chakrabarty”案时做出了一个划时代的判决, 微生物发明可以获得专利。该判例为生物在美国获得专利打开了一条前进的道路。

1985美国专利和商标局 (USPTO) 的专利上诉委员对Hibberd案件做出了一个决定。由于这个决定, 植物可以用专利保护这个问题就很明朗了;并且, 在这个决定中提出由专利、植物专利和植物品种保护法提供的重叠的保护也是可行的。这个决定做出之后, 大量的植物, 特别是转基因植物得到了专利授权。

2001年12月, 美国最高法院在一个植物本身的专利有效性案件中判决, 新开发的植物是可专利的主题, 无论是植物专利法还是植物品种保护法都不能限制专利法的主题范围。从此之后, 植物就毫无争议的成为了可专利主题了。

2.3 日本

日本专利法中没有规定对可专利性主题的排除条款, 日本通常对传统的新植物品种通过《种苗法》来保护, 对转基因植物还可通过专利法保护。1975 年, 日本特许厅发布《关于植物品种的审查标准》, 承认如果所培育的植物新品种可以得到反复验证且与其亲代植物的特点不同, 具有创造性, 则可视为与一般专利相同。日本认为种苗法和专利法在保护对象和具体要求上各有差异, 专利法要求的是技术构思, 种苗法要求的是植物品种, 因此, 传统的植物品种是通过种苗法来保护, 而转基因植物则是通过专利法来保护的。

2.4 我国

我国《专利法》明确规定不能给予植物品种以专利。现阶段, 我国主要是用1997年制定的《植物新品种保护条例》对植物品种提供保护。根据《国家知识产权局审查指南》的解释, 植物品种就是指植物[2]。因此中国《专利法》不可能保护任何一种植物, 不管它是转基因植物还是传统植物, 也不能像欧洲专利局那样通过对专利法来解释植物品种的涵义而使转基因植物得到专利保护。

综上所述, 我们可以看出, 目前发达国家和地区, 如美国、欧盟和日本等国家法律均规定可以授予转基因植物专利权, 而我国对转基因植物的专利保护是十分谨慎, 在知识产权保护上不授予转基因植物专利保护。

3 授予转基因植物以专利保护的现实与远景思考

我国现行专利法对转基因植物不授予专利权, 主要考虑我国还是农业国, 农业技术还不高, 植物的专利不利于农户的种植。但从长远看, 这不利于我国农业提高科技含量、发展现代农业。笔者认为:

3.1 授予转基因植物专利权是世界范围内转基因技术的迅猛发展的要求

转基因技术的迅猛发展和转基因植物在全球范围种植的普遍化, 是不容置疑的, 专利制度给予转基因植物的专利保护对转基因技术与产业的保护有着巨大的促进作用, 如, 由于美国对转基因植物的全方位保护, 转基因技术发展十分迅速, 目前全世界80%的转基因农作物出自美国的孟山都、杜邦等5家跨国公司。这些公司拥有相关基因、转基因方法、作物本身以及种子的专利权, 对转基因农产品市场形成了垄断。自20世纪年代初将基因改制技术实际投入农业生产领域以来, 目前美国大豆种植面积的89%、棉花的83%和玉米的61%均种植了转基因作物, 转基因作物的种植面积占全球转基因作物种植总面积的58%。目前, 大约有20多种转基因农作物的种子已经获准在美国播种, 包括玉米、大豆、油菜、土豆和棉花。

3.2 授予转基因植物专利权有助于我国基因技术的发展

大多数发展中国家之所以倾向于排斥专利制度对转基因植物的保护, 其主要原因之一就在于对自身生物技术研发水平落后的无奈, 和对生物技术大国借专利制度进行生物圈地和基因掠夺的担忧。但相对而言, 中国还算是一个转基因植物的研发强国, 据有关统计显示, 1985—2004年中国专利局收到与植物相关的发明专利申请共1431件, 其中与转基因植物研发相关的发明专利申请共 1045 件, 中国占 38.76% , 美国占 21.82% 、欧盟国家占 17.32% 、日本占 9.38% 、瑞士占 5.07% 、其他国家或地区占 7.6696% 。从授权情况来看, 在与植物相关的 1431 件发明专利申请中, 中国申请的授权率为27.02%, 高于平均授权率 23.48%。

开放转基因植物的专利授予, 不仅可以引进发达国家最先进的生物技术为我所用, 还可以吸引大量资金从事转基因技术的开发, 提高我国基因技术的发展水平。

3.3 授予转基因植物专利权有助于我国农业产业现代化发展

承认转基因植物的可专利性、加大专利保护转基因植物发明的力度可以带动企业向育种研发领域的投资, 改良农业种植品种, 提高产量和质量, 有助于我国农业从农户分散经营走向农业企业集团主导的农业发展模式, 实现农业经营方式的转型。世界上许多对转基因植物授予专利权国家, 如美国、法国、德国、日本、意大利、丹麦、瑞典等国的林业、农业依靠专利制度得到了良好的发展。

3.4 授予转基因植物专利权不会给农民造成沉重负担

许多人认为, 专利制度不支持农民的留种权是会给农民造成沉重负担。对此笔者认为不必过分忧虑。首先转基因植物多具有产量大、性能优异, 可以增产丰收, 增加收入, 其具有的抗病虫害的特点又使其减少很多损失与开支, 因而相对于种植传统作物具有更高的经济收益, 可以弥补购买种子而支付的代价; 其次, 我国还可以仿照一些国家的专利法规定农民免责例外, 考虑有条件地允许农民留种, 以弥补专利制度过多保护育种者权利而忽视农民利益的不足。其实, 近年来, 随着杂交作物品种的推广, 以及其在 F1代后性状递减的特点, 已经使大多数农民已养成每个播种季节都购买种子种植的习惯。所以, 授予转基因植物专利权不会给农民造成沉重负担。

4 对转基因植物可专利保护的理论思考

知识产权法律制度注定要对科技的发展所带来的冲击作出最迅速和最直接的反应——是否保护。对转基因植物的专利保护, 一直存在着争议, 笔者认为采用专利保护在理论上是可行的。

4.1 转基因植物是自然产品

在考虑转基因植物是不是自然产品这个问题时, 应该注意得到一种新的转基因植物必须有人工干预这个前提。转基因植物并不是简单的自然产品, 如果没有育种者的干预它们是不会出现的。显然, 利用现代生物技术, 可以对植物进行修饰、改造来生产一种与以往自然界的产物完全不同的、达到一定预期目标的转基因植物。所以说, 利用现代生物技术制造出来的转基因植物不是自然产品, 而是人类智慧的产物。

现在大多数国家已经明确接受由野生微生物纯化得到的菌株是可专利的主题物, 一个重要的理论基础就是:“微生物是人造的, 并且仅在受精确控制的实验室情况下才能生产出来。”1980年美国最高法院判决的查克拉巴蒂案件就是微生物———生命体成为可专利主题的历史性事件。在此案中, 美国最高法院提出了“阳光之下一切人造之物皆可专利”。依据专利法, 即使是从生物体分离纯化得到的化合物或微生物, 不会因为它的生物学起源而妨碍它们的可专利性, 所体现的原则就是人工制造的产物可以得到专利法的保护。此外, 作为生命体, 微生物与植物之间的区别就是植物的分类学等级比微生物高, 不同于生命体与非生命体那样有实质性的差别。既然微生物是可专利的, 那么转基因植物也能成为可专利主题。

4.2 转基因植物具有新颖性

根据中国《专利法》对新颖性的定义, 一项发明是否具有新颖性, 与现有技术的内容有关。中国《专利法》所要求的新颖性是绝对新颖性。在此所述的绝对新颖性要求, 一般不会对植物的可专利性构成严重障碍。利用转基因技术, 可以很容易地创造出带有某种新性状的转基因植物。如在美国, 很少对转基因植物的新颖性提出反对意见。所以说, 新颖性要求是很容易满足的。

4.3 转基因植物具有创造性

根据中国《专利法》第22条第3款, 创造性是指同申请日以前已有的技术相比, 该发明有突出的实质性特点和显著的进步。《审查指南》中对发明的实质性特点, 解释为发明对于现有技术、对所属技术领域的技术人员来说, 是非显而易见的;发明有显著的进步, 是指发明与最接近的现有技术相比能够产生有益的技术效果。当审查员分析转基因植物发明所具有的一种新颖性质时, 如颜色的改变、糖含量的增加, 有可能发生因缺乏创造性驳回申请的情况。因为对一个普通的育种者来说, 这些特征是显而易见的。但是, 即使这些新的表现型是显而易见的, 如果育种者所用的遗传材料并不是为公众所知道的, 那么利用该遗传材料而获得的新性状就不是显而易见的, 那就可以认为利用这种遗传材料创造的转基因植物具有创造性。对创造性进行分析的另一个因素是, 是否有经过他人的努力而未能取得被提出权利要求的表现型的尝试。如果一个育种者获得了他人试验过但没有成功的结果, 那么就可以认为具有创造性。

4.4 转基因植物具有实用性和再现性

按照中国《专利法》第22条第3款的规定, 实用性是指发明的客体必须能够在产业上制造或者使用, 并且能够产生积极效果。按照《审查指南》的解释, 所谓产业, 包括工业、农业、林业、水产业、畜牧业等等。关于产业的解释实际上与《欧洲专利公约》的产业应用性的解释范围相当。转基因植物的实用性, 实际上是一个容易达到的要求。一种带有某种新型性状的转基因植物, 如生产一种有用的化合物或具有抗虫性、观赏性等, 都可以认为其具有实用性。

在《审查指南》对实用性的解释里, 还有再现性这一个重要的内容, 尤其是在生物技术发明里面。能否重复专利申请中的技术是判断是否授权的一个重要标准。再现性, 即技术方案的可重复性, 是指所属技术领域的技术人员, 根据公开的技术内容, 能够重复实施专利申请中为达到其目的所采用的技术方案。对于用传统育种方法得到的植物品种, 因为育种的结果是不可预测的, 所以不具有再现性;而对于转基因植物产品, 一般来说不存在取得专利的再现性障碍。

5 对我国转基因植物以专利保护的立法建议

尽管我国现在将转基因植物解释为植物新品种而拒绝給予专利保护的作法现在还不会与TRIPS协定等国际公约冲突, 但随着西方生物产业化的发展, TRIPS协定的修改很快会被提上议事日程, 其对植物品种保护的相对自由而且模糊的立场可能会发生变化。所以笔者认为我国目前可以维持现状, 但是如果根据国际发展, 我国必须对转基因植物品种提供专利保护时, 可以借鉴欧美国家的做法, 通过如下方法进行专利保护:

(1) 借鉴美国的做法, 直接对转基因植物授予专利。

从具体制度设计和立法修改层面来看, 最根本的解决办法在于《专利法》的修订。可考虑将《专利法》第 25 条第 1 款第 4 项的“动物和植物品种”修改为“用传统生物学方法培育的动物或植物品种”, 并将该条第 2 款规定为“对前款第 (四) 项所列产品的非生物学生产方法, 可以依照本法规定授予专利权。”撤销《专利审查指南》第 2 部分第 9 章对转基因技术及转基因植物性质的不当界定以及不能被授予专利权的规定。

(2) 借鉴欧洲专利局的做法, 对植物和植物品种作不同解释。

现行《专利法》第25条规定, 对动物和植物品种不授予专利权, 同時规定对生产动物和植物的方法可授予专利权。专利审查指南指出“动物和植物品种可以通过专利法以外的其他法律保护”, 其相关部分另对“动物”与“植物”提出解释, 却未说明品种之意义。可以借助同多方法专利的保护将保护范围延及依据该方法直接得到的产品, 也即尽管专利法规定动植物品种不授予专利, 但通过对育种方法授予专利, 并将对方法专利的保护延伸至依照该方法直接得到的产品即可对植物品种予以实际上的保护。这种延伸保护的目的在于在专利法上没有解除对植物新品种提供专利保护的限制之前, 从而达到到对植物新品种的间接保护。

(3) 增加农民留种免责条款, 保障农民通过合法交易获得专利植物后, 自动取得使用其种植收获物进行再繁殖并在自己农地上使用的权利。同时, 总结在专利审查实践中逐步形成的针对转基因植物品种发明的可适性规则, 最终纳入到《专利法》的司法解释中。

我国转基因生物技术的创新和植物新品种的培育需要合理完善的知识产权制度加以保护和促进。与其他国家转基因植物知识产权保护的立法相比, 我国目前的知识产权保护模式不尽合理, 保护水平也相对较低。笔者认为, 采用专利制度对转基因植物进行全方位的法律保护不仅符合转基因技术自身的发展特点和保护需求, 顺应转基因植物知识产权保护的国际发展趋势, 而且与我国的技术研发实力和农业产业贸易政策相适应。应尽快确认转基因植物的可专利性并对现有立法进行变革, 以提高我国的生物技术水平、植物品种的产业化种植水平和农业国际竞争力。

摘要：比较欧洲、美国、日本和我国对转基因植物保护的现状, 分析在我国对转基因植物加以专利保护的可行性, 并提出针对转基因植物进行专利保护的立法建议。

关键词：转基因植物,专利

参考文献

转基因动植物 第8篇

植物基因工程如果从上世纪70年代处建立重组DNA技术开始, 已有30多年的历史, 目前世界上转基因植物多达一百多个物种, 有近千例转基因植物被批准进入田间试验, 其中有许多转基因产品已经通过商业开发进入国际市场。近年来, 我国粮食呈净进口格局, 2004年-2006年3年累计净进口1450亿斤, 平均每年净进口500亿斤, 其中就有相当部分含有转基因成分。转基因的高生产力、高品质性和高抗逆性, 是传统品种无法比拟的, 在人口、环境的压力下, 转基因产品仍将具有较大的市场空间。由转基因食品市场化引发的安全问题也越来越成为人们关注的焦点。

同时, 伴随着我国食品工业的飞速发展, 不法分子的掺假方式越来越多、范围越来越广、内容越来越复杂。掺假的方式包括掺兑、混入、抽取、假冒、粉饰等手段。掺假范围可涉及粮油、肉类和加工制品、乳制品、果蔬、糖及糖制品、饮料类等各领域。掺假的例子不胜枚举。

粮食中常见的掺假为新米掺入陈米、廉价的米混入价高的米、面粉中混入滑石粉等。据检查发现食用植物油中花生油和芝麻油的掺杂、掺假尤为严重。食用植物油中可能会掺兑地沟油以及其他非食用油 (如桐油、青油、蓖麻油、巴豆油、矿物油等) , 出售牟取非法暴利, 严重影响了消费者的健康。掺假香油主要是掺兑水、冬瓜汤、米汤、猪油、棉籽油、菜籽油或其他的油等, 有的香油是由色拉油与香油精勾兑的。掺假麻酱是用炒过的莜面粉再加上色拉油配制而成的。尤以私营企业及地方小油料加工厂的散装粮油以及小的粮油店掺假现象较为严重。

鲜奶以及其他奶制品掺假行为也十分猖獗, 除2008年的“三鹿事件”引发的奶制品产业的“大地震”之外, 仍存在其他的掺豆浆、淀粉和米汁、植物蛋白现象。类似的报道还有很多, 在此就不一一列举。

天然发菜是中国西部地区特有的陆生性蓝藻类发状念珠藻植物, 生长分布在荒漠-半荒漠草原丘陵裸地上, 由于其生物学特性和独特的生态自然环境条件, 迄今尚不能进行人工种植。宁夏发菜丝体细长, 色泽乌黑, 富有韧性, 营养物质含量丰富, 为国内同类发菜之上乘。为利益驱动, 少数加工者用其它原材料, 采用一些特殊手段加工成人造发菜, 其形态和天然发菜极其相似, 并将其掺入天然发菜中, 目前相关部门对天然发菜中掺有人造发菜的比例进行鉴别较为困难。

饮料也未能幸免, 其中尤以果汁掺假现象更为突出。真正意义上的“100%鲜果原汁”是新鲜水果采摘鲜榨后, 经蒸发、冻结、反渗透等工序成为“浓缩果汁”, 再以热罐生产程序, 加入纯水将浓缩果汁还原而成。而目前市场上一些所谓“100%果汁产品”却只是用浓缩果汁加糖、水、香料调配成不同浓度的“果汁饮料”;更有甚者, 为了降低成本, 不惜用各种方法制作掺假果汁, 从最初用蛋白糖、山梨酸钾、柠檬酸、黄原胶和自来水, 加各种色素和香精勾兑各种果汁饮料, 到如今通过加果渣提取液、往价格高的果汁中添加价格低的果汁等掺假果汁, 如在苹果汁中添加梨汁或白葡萄汁, 橙汁中添加柑橘汁、西柚汁, 红色浆果汁添加苹果汁或红色浆果汁之间的互相添加等, 虽然对人体无直接危害, 但这种投机取巧、以次充优的违法行为严重损害了消费者利益, 也直接影响我国果汁的出口贸易。

2 PCR技术在植物性食品检测和食品掺假中的应用

目前基因检测技术已经开始在许多领域应用, 比如作物种子真伪的鉴别、中药材真伪鉴别、作物中转基因成分的检测、饲料中转基因成分的检测、动物育种选种等。基因检测技术的基础是PCR技术, 在此基础上还发展了反转-PCR (RT-PCR) 、随机扩增的多态性DNA技术 (RAPD) 、限制性片段长度多态性 (RFLP) 、mRNA差示技术、免疫PCR等技术。

目前我国已颁布多项转基因食品定性、定量检测的国家标准, 但缺乏单纯用于植物性转基因食品的监测。近年来, 有多篇报道植物性转基因的PCR法检测。

转基因农作物中最常用的花椰菜花叶病毒启动子 (CaMV 35S) 和根癌农杆菌终止子 (NOS) 的序列。目前已有研究通过设计并合成两对不同的引物:35S-1/35-2:5’-GAT TCC ATT GCC CAG CTA TCT G-3’, 5’-TAG AGG AAG GGT CTT GCGAAG G-3’; NOS-1/NOS-2:5’-GAA TCC TGT TGC CGG TCT TG-3’, 5’-CGA ATT CCC GAT CTA GTA AC-3’。建立PCR-酶切分析-Southern杂交检测并确认转基因成分35S启动子和NOS终止子的方法。此方法适用于快速检测含有这两种序列的转基因植物及其食品。该套方法同时检测CaMV 35S和NOS基因双元件, 在一定程度上可避免某些植物因自然感染花椰菜花叶病毒或根癌农杆菌产生的假阳性结果。在进行 PCR 检测时首先设立了阴性、空白和阳性对照, 其中用阳性质粒对照先确定 PCR扩增的温度、 时间和循环次数等反应条件;同时用3 个对照检查扩增系统能否正常工作, 以排除假阳性及假阴性结果;其次在实物检测过程中, 每个样品都做了两个平行实验以确保结果的准确性;最后, 对阳性检测结果进行酶切和 Southern 杂交确认, 以验证结果的可靠性。

目前, 对于掺假行为的鉴别, 大多采用感官评定及化学仪器方法, 如分光光度法、紫外光谱法、红外光谱法、高效液相色谱法、质谱法等, 对某些掺伪产品可以做出准确的鉴别, 但也存在较多的盲区, 尤其对有不同来源的掺假物无能为力。

以PCR为基础的基因检测技术不仅能够鉴别食物中的转基因成分, 同时还能检测食物中的致病菌、食品中成分的种类、食品中的有效成分, 因此也能对食品中掺杂的其它生物成分进行鉴别检验。这就是在基因检测技术的基础上发展起来的DNA指纹技术。微量DNA提取技术和PCR扩增RAPD随机扩增标记技术的发展, 使人们能从植物材料中提取微量的DNA, 为用DNA技术鉴别产品的真伪提供了可能。

DNA指纹图谱技术 (RAPD) 应用于食品的掺假检验鉴定使用仪器包括PCR仪、紫外分光光度计、凝胶成像系统等。首先提取食品单一原料基因组DNA, 经PCR反应, 根据已建立的原料RAPD反应体系, 从引物中筛选出数条有效引物, 再用这些有效引物对原料品种进行RAP分析, 100bp DNA ladder marker用于DNA指纹构建, 由此构建出食品原料的DNA指纹图谱, 作为鉴定的分子依据;其次依照与上述相同的方法构建食品成品基因图谱;最后, 将成品基因图谱与原料基因图谱进行比对, 如果二者图谱相似, 说明没有掺杂其他物质, 如果成品图谱中出现了多余的条带, 说明添加了其他的物质。根据图谱中多余条带的特点, 查阅已有的基因图谱文库, 确定掺杂的物质以及与原料物质的亲缘关系、生物学特性等。

3 结论

由于我国目前缺乏对市场中植物性食品专门的检测标准, 食品质检部门可根据转基因农作物中最常用的花椰菜花叶病毒启动子 (CaMV35S) 和根癌农杆菌终止子 (NOS) 的序列, 采用两对不同的引物, 通过PCR-酶切分析-Southern杂交检测并确认转基因成分35S启动子和NOS终止子的方法, 用于快速检测含有这两种序列的转基因植物及其食品。

利用DNA指纹图谱技术 (RAPD) 对食品中掺杂的物质进行检测, 根据不同物种基因的特异性, 对DNA抽取后进行进行PCR扩增并分析, 不仅快速准确, 而且能够定位掺杂物质与原料的关系。这项技术解决了其他理化方法不能解决的食品掺假的问题, 能从根本上区分从外形和理化分析无法判别的物质。以上技术从国内外的研究都十分成熟, 因此应将此技术推广, 应用于质量技术监督部门和食品质检部门对食品质量的监督检查、打击假冒伪劣食品中, 从而可有效杜绝酱油中掺动物和人的毛发、火腿中掺杂其他禽畜肉或无肉等现象, 逐步减少市场中掺伪食品, 尽快地使食品生产, 经销走上卫生文明的轨道, 使得食品工业健康稳定的发展。

摘要：通过对我国目前食品行业中的问题以及对PCR法测定转基因植物食品以及检测掺假食品的研究现状的分析, 提出我国目前食品质量监督部门应推广采用已成熟的基因检测技术, 用于食品质量检测, 打击假冒伪劣产品, 维护消费者利益。

转基因动植物 第9篇

关键词：RNA干扰,siRNA,microRNA,转基因植物

RNA干扰现象 (RNA interference, 简称“RNAi”) 是指内源或外源双链RNA (dsRNA) 被特异的核酸酶降解后产生的干扰小RNA能够与同源的目标 (靶) RNA结合, 下调或者抑制基因表达, 引起靶基因沉默, 使其相应的表型功能发生缺失的转录后基因沉默现象 (Posttranscriptional gene silencing, 简称“PTGS”) 。最早, 人们仅在矮牵牛和少数几种植物中发现这种基因沉默现象, 但是目前发现在动、植物中都会发生。研究表明在植物抵抗病毒感染、转座子沉默机制中也会发生RNA干扰现象。目前在基因功能的研究中, 该技术成为研究某个基因沉默表达的有效工具。RNA干扰过程是一个由dsRNA诱导的多因素参与的过程, 其中small RNA (指siRNA和miRNA) 发挥着核心作用。本文从RNA干扰机制方面, 探讨了其在转基因植物中的应用, 旨在为该技术在转基因中的应用提供借鉴。

一、RNA干扰机制

目前, RNA干扰作用机制的研究主要包括通过siRNA介导的目标mRNA降解和miRNA介导的翻译水平的调节引起的基因沉默现象, 此外同源基因的甲基化过程以及染色质结构的修饰等也起重要作用。

1.siRNA介导的RNAi

(1) siRNA的产生

在起始过程阶段, 外源长链的双链RNA (dsRNA) 可以通过多种方式导入细胞。长链的dsRNA被Dicer酶切割后, 变成22-23nt的短的双链RNA, 即siRNA。由Dicer酶切割产生的一种3’端带有两个突出碱基的siRNA, 两条链都含有5’端磷酸基团和3’端羟基基团, 这保证了有效地进入下一阶段。

发生在转录后水平的基因沉默 (posttranscriptional gene silencing, 简称“PTGS”) , 长链的双链RNA被Dicer酶或其他类似的酶 (ATP依赖的核酸内切酶, Dicer-like, 简称“DCL”) 切割成短链的siRNA, 再与某些作用因子结合形成无活性的RNA诱导沉默复合体RISC (RNA-induced silencing complex) 。在ATP解旋酶的作用下, RISC中双螺旋的siRNAs解链, RISC重新折叠成有活性的RISC, 正义链被降解, 靶的mRNA同源互补序列识别反义链后, 按照碱基配对的原则选择性地识别、切割底物, 使其翻译水平降低, 从而引起基因沉默现象。

(2) 沉默信号的扩增

前人在脉胞菌 (N.crassa) 和秀丽线虫 (C.elegans) 中观察到RNA沉默信号的扩增, 即小剂量的dsRNA能够阻断基因的表达, 并传递到下一代细胞中, 但这种效应会慢慢消失。研究发现, RNA依赖的RNA聚合酶 (RNA-directed RNA polymerase, 简称“RdRP”) 参与了siRNA的这种扩增机制, 可能是由于RdRP类蛋白合成了一种次生siRNA, 从而把RNA干扰的信号加强并放大。Lipardi等在果蝇胚胎裂解液中检测到以siRNA为引物的RNA合成, 表明RdRP在果蝇中对于dsRNA及siRNA扩增机制起到重要作用。由此他们提出一种随机降解PCR模型 (random degradative PCR model) , 这类似于一种RNA聚合酶链反应, 该反应以靶mRNA为模板, siRNA中的任意一条链为引物, 在RdRP作用下扩增靶的mRNA, 从而产生新的二级siRNAs (单链的具有明显极性反义RNA) 。在Dicer酶作用下, 这些二级siRNAs又反作用靶mRNA, 使其降解, 产生更多的siRNAs, 作为引物的反义RNA其3’羟基端又进入下一轮扩增反应。这是一个RNAi的循环扩增过程, 由此解释了线虫中微量的dsRNA缘何能够诱发强烈基因沉默效应。

2.miRNA介导的RNAi

miRNA是具有5’端磷酸基团以及3’端羟基基团的22nt单链RNA, 与siRNA的长度相同, 但二者结构不同, miRNA序列位于茎环结构的茎干部分, 而这些茎环结构通常是含有一些突起和内环的不完全发夹结构。最近, 数以百计的miRNAs在人、线虫等物种中被发现。目前认为在生物体内miRNAs首先由不确定的聚合酶在细胞核内转录miRNAs基因, 产生初级转录物 (pri-miRNAs) , 然后初级转录物被加工成约70nt的前miRNAs (pre-miRNAs) , 并输出到细胞质中。随后, Dicer和其他因子作用形成成熟的miRNAs, 最后进入一系列的后续调节过程。

总之, siRNA和miRNA是相互关联的small RNA, 二者除了在序列结构上的差别外, 其他的主要区别在于, siRNA是RNAi的主要作用因子, 外源dsRNA导入是目前研究siRNA介导的RNAi的主要方法, 而miRNA抑制RNA翻译, 近年来也被列为RNAi机制的一部分。

二、转基因植物中的RNA沉默研究

转基因植物中RNA沉默的发生是一个复杂过程。根据Grant研究, RNA沉默过程可以有启动、传导和保持三个阶段, 并且转基因过程和植物病毒侵染都可引发植物RNA的沉默效应。在植物的RNAi研究中, 多采用农杆菌介导的dsRNA表达载体转化法。研究发现, 转基因植物的RNA沉默部位常常有小RNA片段 (21～25nt) 的积累, 双链RNA在RNA沉默过程中起了重要作用。siRNA和miRNA可能共同或分别介导了RNA沉默现象的发生。此外, 转基因的拷贝数、转基因的插入位点、转基因的甲基化、受体植物自身编码的基因与外源基因的同源性程度等, 也是导致RNA沉默现象的重要因素。

1998年, Waterhouse等根据马铃薯Y病毒 (PVY) 的辅助因子蛋白基因转化烟草实验, 提出RNA沉默的双链RNA模型。他们在转基因植物中发现, 正义RNA与反义RNA共转录对PVY病毒有免疫作用的植株, 转基因植株比例比正义RNA与反义RNA分别作用要高, 说明共转录引起的RNA沉默效应较强。RNA沉默可以通过细胞间信号传递系统传导和扩增, 嫁接试验中的获得性沉默现象 (Systemic acquired silencing, 简称“SAS”) 表明dsRNA或siRNA序列特异性信号分子 (可能是一种RNA-蛋白质复合体) 可以通过细胞间的连接和植物维管系统进行传递, 诱发植物其他部位产生RNA沉默。RNA沉默实验中, 转基因的量越大, 信号分子进行传递的植株部位会越多, 继而启动新的信号沉默, 这样整个植株会产生免疫反应。一旦RNA沉默机制启动, 植物的整个生育期间都会保持这种沉默现象。

三、RNAi在转基因植物研究中的应用

由于植物细胞与动物细胞不同, 具有特殊的细胞壁, 不能采用饲喂的方式进行外源dsRNA转化, 但是可以通过质粒或者病毒等载体的整合, 将外源目的基因序列的dsDNA转移到细胞内, 通过转录形成dsRNA, 从而引起RNAi现象的发生, 然后阻断内源基因的表达。

早在1990年Napoli等通过在矮牵牛花的强启动子后植入查尔酮合成酶基因 (CHS) , 发现牵牛花的颜色没有加深, 而是全部或部分变白, 进一步研究结果表明转入的基因及其同源的着色基因都被抑制。在拟南芥的功能基因组研究中, 利用RNAi干扰技术可以构建一系列的RNAi高通量基因沉默表达载体。Chuang等和levin等通过重组的包含dsDNA结构的质粒, 利用农杆菌介导拟南芥转化, 首先将RNAi技术用于植物中, 通过RNAi产生了基因缺失突变体。

2006年, 杨超等构建了香蕉Maasr1基因的RNAi表达载体, 并采用农杆菌介导转化法研究发现可以抑制香蕉果肉及愈伤组织中Maasr1基因的表达。Rest B等利用RNAi干扰技术抑制番茄CCR基因的表达, 获得了木质素含量降低的转基因番茄。2009年Elias获得了杨树抗逆性植株, 2010年杨少宗等构建了毛白杨的C3H1、C4H1、HCT1、HCQ3四个基因的RNAi抑制表达载体, 通过RNAi技术抑制木质素合成关键酶基因的表达。

植物中的研究表明, 在植物中单链自身互补结构 (发夹结构, hairpin) 与dsRNA一样能够产生RNAi现象。而双链RNA之间的长的茎环结构更有利于维持RNAi的效率, 这可能是由于这种结构更有利于dsRNA的稳定。

四、植物RNAi表达载体的构建

植物RNAi效应的表型观察常常依赖于完整的个体, 因此需要通过构建植物表达载体, 进而获得转基因植株。因此, 如何构建一个高效的RNAi表达载体, 对于转基因植物中RNAi的效率非常重要。许多研究结果表明, RNAi的效应随其长度、序列同源性以及在靶mRNA上的位点不同而有较大差异。

Xiong Ai-Sheng等人构建了番茄ACC氧化酶 RNAi表达载体, 研究了RNAi使ACC 氧化酶基因在转基因植株中的不同沉默效果。他们用1, 002-bp或7-nt (TCAAGAG) 片段作为间隔 (spacer) , 连接欲干扰基因的正义及反义片段。结果表明, 用1, 002-bp片段作为间隔子 (spacer) 连接欲干扰基因的正义和反义片段, 然后构建表达载体, 转化番茄后获得的转基因植株中, 72.3%没有RNAi (non-RNA interference) 现象, 18.1%出现半RNAi (semi-RNA interference) 现象, 只有9.6%出现全RNAi (full-RNA interference) 现象;用7-nt (TCAAGAG) 片段连接时, 三种现象依次为13.0%、18.0%和69.0%。由此可知, 短的间隔子 (spacer) 连接欲干扰基因的正义和反义片段, 会使转基因番茄植株中生发生RNAi的几率更大一些。

Chuang和Meyerowitz采用组成型启动子CaMV35S构建了AG、CLV3、AP1、PAN等基因的35S∷A-GUS-S植物表达载体, 高效地获得了相关基因的RNAi干扰的转基因植株;而采用NOS启动子 (胭脂碱合酶基因启动子) 则不能达到理想效果。另外, 采用35S∷A-NOS∷S方式构建的载体, 转化后获得RNAi突变体的比率也较低。这说明启动子功能的强弱对RNAi现象有较大影响, 这可能与基因表达的强弱有关。

Mallory等人报道了采用35S为启动子, 以hpRNA (hairpin RNA) 中因剪接反应被去除的内含子作为间隔子, 来连接欲干扰基因的正义及反义片段, 即ihpRNA (intron-containing constructs) , 所使用的基因是马铃薯病毒的Pro基因, 并且研究了内含子以正向和反向两种方式连接正义和反义片段后的结果, 最终当内含子以正向方式插入 (可以被拼接反应去除) 时发生RNAi的比率, 远高于内含子以反向方式插入时的比率。对此可能的解释为, 在内含子因剪接反应被去除的过程中, 由于剪接体的存在, ihpRNA (intron-containing constructs) 可能更容易形成dsRNA。

但是, Mallory等人的载体构建方法是在启动子后先连接正义片段, 而Chuang和Meyerowitz则是先连接反义片段, 如同Xiong Ai-Sheng等人构建的番茄ACC氧化酶RNAi表达载体, 两种方法所获得的RNAi的结果不同。Chuang和Meyerowitz获得RNAi的比率即使在没有采用内含子的情况下, 依然达到很高的比率, 而且他们采用了相同的启动子, 这也许表明启动子后面首先连接反义片段的方式对RNAi的效果更好。

五、讨论

RNAi现象有着复杂的机理和过程, 这对其在植物转基因中的应用造成了诸多不便。如何构建一个高效的RNAi表达载体, 对转基因植物中产生RNAi的效率非常重要。构建植物RNAi表达载体时, 首先要考虑启动子和间隔子 (spacer) 的影响。启动子强弱对于外源基因的表达水平有重要影响, 虽然CaMV35S启动子是应用广泛的启动子, 但它在禾本科植物中的表达强度比在双子叶植物中要低, 因此在构建转化禾本科植物的表达载体时, 可用Ubiquitin启动子等, 以期获得较高的干扰程度。间隔子的类型、片段大小对于RNAi的效率也有影响, 在构建植物表达载体时, 可以考虑采用在正义片段和反义片段之间插入内含子的方式。有结果显示, 臂长98～853nt, 包含内含子的ihpRNA (Intron-containing constructs) 载体的沉默水平达66-100% (平均90%) , 而不含内含子的hpRNA 的沉默水平达48%～69% (平均58%) 。同时, 也可以考虑先连接反义片段的做法。

转基因动植物 第10篇

一、Bt毒蛋白在土壤中的残留

随着转Bt基因植物的大面积推广种植, 引发了一系列土壤生态过程的变化, 最终可能会影响到整个土壤生态系统的安全。因此, 研究转Bt基因植物毒蛋白在土壤中的残留和降解动态对于保护生态环境安全、保障人类健康具有十分重要的意义。

1、植株残体

转Bt植物在收割前后遗留在田间的植株残体是毒蛋白进入土壤中最重要的途径, 尤其是随着作物秸秆还田技术在农业生产上的大面积推广应用, 为大量转Bt植物释放的杀虫蛋白进入土壤并在其中累积提供了有利条件。邢珍娟等 (2008) 研究了两种表达Cry1Ab杀虫蛋白的转Bt基因抗虫玉米MON810和Bt11定苗时留在田间幼苗残体中Bt杀虫蛋白的降解情况, 结果表明, 留在田间的这两种转Bt基因抗虫玉米苗中的Cry1Ab杀虫蛋白是逐渐降解的, 而且随时间的增加降解速度逐渐加快。Donegan等研究表明, Bt棉花枝叶埋入5种不同微生态系统, 140d后, 3种土壤中仍能检测到Bt毒蛋白。Palm等比较了转Bt基因棉花叶片的Bt蛋白和纯化的Bt蛋白在土壤中的降解速度, 发现无论是叶片Bt蛋白还是纯化的Bt蛋白, 其在土壤中的浓度均是在前14d里迅速下降, 然后缓慢下降, 并在较长时期 (几个月) 内保持一定浓度。吴立成等 (2004) 以转Bt基因水稻秸杆为对象, 在实验室条件下采用添加的方法对Bt蛋白在5种不同土壤中的降解规律进行了研究, 结果发现, Bt水稻秸杆中的Bt毒素在土壤中的持留时间为几个星期或几个月, 最长为146d。

2、根及根系分泌物

研究表明转Bt基因植物的根系也表达Bt毒蛋白, 其根系分泌物也在源源不断向这些作物根际周围的土壤生物圈导入Bt毒蛋白。转Bt基因植物种类不同, Bt毒蛋白的表达量以及根系分泌毒蛋白的能力不同。Stotzky等发现, Bt玉米的根系能分泌Cry1Ab毒蛋白, 而且该毒蛋白能快速地与土壤基质结合, 持留期可长达234d且保留杀虫活性, 较之游离态更难被生物降解。Saxena等通过转Bt基因玉米盆栽与大田实验证明, 根系分泌的Bt毒素很快被土壤中的表面活性颗粒吸附, 并保持杀虫活性180d以上。吴立成等 (2004) 的研究表明从分蘖始期到成熟期 (少于85d) , 每株克螟稻通过根系分泌的Cry1Ab毒蛋白的总量至多只能达到μg级水平。由此可见, 克螟稻中的Cry1Ab毒蛋白不易通过根系分泌途径向土壤环境转移。因此仅从根系分泌Cry1Ab毒蛋白角度看, 克螟稻比转Bt玉米对土壤环境的影响相对较小。孙彩霞等 (2005) 研究了转Bt基因棉花与土壤系统中Bt毒素的分布。结果表明, 与转Bt基因棉花叶片、茎秆中的毒素表达量相比, Bt毒素在转Bt基因棉花根系分泌物中的含量极低, 因此, 土壤中Bt毒素总量可通过转基因棉花地上部分秸秆的处理得到控制。

3、花粉

目前大多数培育成功的转Bt基因作物采用组成型启动子, 如Ubi和MV35S, 使得外源Bt基因在转基因植物的花粉中表达Bt毒蛋白, 且表达量很高。白耀宇等 (2003) 用ELISA法测定了转基因水稻中Cry1Ab含量, 结果表明, 克螟稻1号和克螟稻2号花粉中Cry1Ab杀虫蛋白表达量较高, 干花粉中Cry1Ab杀虫蛋白平均含量分别为12.78和31.37μg/g。吴研等 (2008) 采用酶联免疫ELISA方法测定Bt11玉米花粉中Cry1Ab蛋白占总蛋白含量为115.13±7.29ng/g FW。因此, 转Bt植物的花粉落入田中也是转Bt作物释放的Bt毒蛋白进入土壤中的一条重要途径。李文东等 (2003) 采用凡士林玻片粘附法测定棉花花粉沉积量, 结果表明, 棉田内1m至棉田外1m的范围内, 棉花花粉5天累积浓度低于200粒/cm2。不同植物花粉传播的距离不同, 目前对Bt植物的花粉研究的最多的是能够引起基因漂移, 如转Bt基因水稻以其花粉为媒介向非转基因水稻及其野生近缘种的基因漂移。转Bt植物花粉中的Bt毒蛋白对靶标生物及非靶标生物的影响研究也较多, 但是有关转Bt植物花粉中Bt毒蛋白在土壤中的残留及降解特性尚未见报道。

二、Bt毒蛋白在土壤中的降解

苏云金芽孢杆菌 (Bacillusthuringiensis) 是一种革兰氏阳性土壤芽孢杆菌, 分类上属原核生物细菌纲芽孢菌科芽孢杆菌属。Bt杀虫晶体蛋白 (insecticidal crystalprotein) 是苏云金芽孢杆菌在芽孢形成过程中产生的。土壤中物质的降解有化学降解和生物降解两个主要过程, 土壤中Bt蛋白的降解中化学降解起主要的作用, 土壤微生物的参与能够加快Bt毒蛋白在土壤中的降解速度, 因为土壤中的Bt蛋白能作为碳源和氮源被微生物利用, 另一方面Bt毒蛋白极易与土壤活性颗粒结合, 且不易分离。由苏云金杆菌产生Bt杀虫结晶蛋白进入土壤后, 可被粘土矿物 (蒙脱石和高岭石) 、腐殖酸和有机矿物聚合体等土壤表面活性颗粒快速吸附, 并与之紧密结合, 但不会与粉粒和砂粒结合, 这些与土壤表面活性颗粒结合的Bt毒素不能作为碳源被微生物利用, 且仍具有杀虫活性。植物中Bt杀虫蛋白的降解和温湿度有很大关系, 张美俊等 (2011) 研究转Bt基因棉粉碎叶、蕾样Bt蛋白在熟土、生土和水中的降解情况, 结果表明, 高温、高湿可加快Bt蛋白的降解, 且土壤微生物是促进Bt蛋白降解的重要因子之一。在湿度较大土壤条件下, 杀虫蛋白在不稳定的环境中受各种物理、化学和生物因素的作用更容易被降解。另外转Bt作物品种、土壤类型、土壤微生物组成、土壤水分和环境条件等均可能影响土壤中Bt蛋白的降解速度。邢珍娟等 (2008) 以Bt基因抗虫玉米MON810和Bt11为材料, 研究转Bt基因抗虫玉米植株叶腋处花粉中Cry1Ab杀虫蛋白的田间降解动态, 结果表明两种Bt玉米花粉中Cry1Ab杀虫蛋白降解速度不同, MON810中的Bt杀虫蛋白降解较快, 而Bt11中的降解较慢。白耀宇等分别在2005和2006年以转Bt基因水稻为材料研究Bt杀虫蛋白在土壤中的降解情况, 得出结论, 土壤类型、含水量、p H和温度对Cry1Ab蛋白降解速率均有一定影响, 青紫泥田中降解最快, 黄筋泥田中次之, 黄松田中最慢;p H和温度的影响更为明显。通常p H较低的酸性土壤和低温不利于土壤中Cry1Ab蛋白的降解, 特别是在酸性黄松田中降解最慢。

三、抗虫转基因植物对土壤生态系统的影响展望

目前, 抗虫转基因作物对土壤生态系统的影响仍处于起步阶段。研究表明抗虫转基因作物对土壤生态系统的影响主要包含对土壤中生物的影响, 对土壤酶活性的影响等。随着Bt毒素土壤中的富集, 抗虫转基因作物在杀伤目标生物的同时, 也会对非目标生物产生影响, 研究发现, Bt毒蛋白进入土壤后仅在很短的时间内呈游离状态, 土壤粘粒和腐植酸能迅速吸附Bt毒蛋白并与之紧紧的结合, 结合态的Bt毒素保持较高的杀虫活性, 并且更不易被微生物降解。也有实验结果表明, 抗虫转基因作物对土壤生物没有影响, 但是随着时间的延长, 其危害性是否会表现出来具有不可预见性。土壤酶是土壤中具有化学催化活性的物质, 抗虫转基因植物的种植在一定程度上改变土壤酶的活性, 如种植抗虫转基因水稻后发现, 土壤酶活性的变化与抗虫转基因水稻的生长发育时间有关。抗虫转基因作物对土壤生态系统的影响与许多因素有关, 迄今的研究结果也尚无定论。因此, 今后应该加强抗虫转基因作物对土壤生态系统的风险监测和评估, 使抗虫转基因作物发挥抗虫作用的同时, 对土壤生态系统的负面影响减少到最低的程度。

摘要：本文分析了抗虫转基因植物的残枝落叶、根系分泌物、花粉中的Bt毒蛋白进入土壤后的残留及降解情况, 最后对抗虫转基因植物对土壤生态系统的影响进行了展望。

关键词：转基因植物,Bt毒蛋白,土壤残留

参考文献

[1]白耀宇, 蒋明星, 程家安, 姜永厚.转Bt基因作物Bt毒蛋白在土壤中的安全性研究[J].应用生态学报, 2003, 14 (11) :2062-2066.[1]白耀宇, 蒋明星, 程家安, 姜永厚.转Bt基因作物Bt毒蛋白在土壤中的安全性研究[J].应用生态学报, 2003, 14 (11) :2062-2066.

[2]邢珍娟, 王振营, 何康来.转Bt基因玉米幼苗残体中Cry1Ab杀虫蛋白田间降解动态[J].中国农业科学, 2008, 41 (2) :412-416.[2]邢珍娟, 王振营, 何康来.转Bt基因玉米幼苗残体中Cry1Ab杀虫蛋白田间降解动态[J].中国农业科学, 2008, 41 (2) :412-416.

转基因动植物 第11篇

关键词：植物基因资源；农民权；知识产权保护

1 农民权溯源及其发展

本文论及的农民权是指“源于过去、现在和将来农民在保存、改良和提供植物基因资源(尤其是那些集中体现物种起源与多样性的基因资源)过程中所作贡献的一种权利，这些权利由国际社会代表全世界的农民行使，目的在于确保农民的各种利益，并支持他们将已经作出的这种贡献持续下去”。从某种程度上说，“农民权”是由于很长一段时期里发展中国家相关利益群体的权益被忽略，而某些发达国家的“生物海盗”行为日益猖獗，发展中国家痛定思痛，才思考总结出来的这样一个试图打破现有不公平的利益分配格局的举措。

“农民权”一词最早源自于1979年联合国粮农组织内部的一场讨论，讨论的主题是在以遗传资源为基础的现代生物技术应用中，遗传材料提供者与生物技术提供者在利益分配中的不平衡。(1)1989年联合国粮农组织第25届大会通过的第4号决议(Resolution 4/89)承认了各区域种植者(农民)在植物遗传资源保护与开发方面作出的巨大贡献构成了全球植物生产的基础；第5号决议(Resolution5/89)，在4/89号决议的基础上，首次明白无误地确认了种植者的权利——农民权(Farmer's Right)：联合国粮农组织1991年第26届大会通过的第3号决议(Resolution 3/91)正式承认各国对植物遗传资源的“主权”，并认为，农民权将通过国际植物遗传资源基金的支持加以实现。1992年，在巴西首都里约热内卢签订的《生物多样性公约(Conventionon Biological Diversity)》(CBD)，是涉及生物资源保护与可持续利用的第一个有约束力的全球性国际协议。该公约明确反对遗传资源是全人类共同遗产的传统观点，首次确认了各国对其遗传资源拥有主权的原则。(2)1992年《生物多样性公约》内罗毕最后文本的第3号决议载明“有必要寻求解决办法，以解决植物遗传资源有关的各种突出问题，尤其是(1)《生物多样性公约》所强调的非原生境收集物的获取问题；(2)农民权问题”。(3)1992年联合国启动的“21世纪议程(AGENDA21)行动计划”指出必须逐步实现农民权。(4)1996年有150个国家加入了“保护和可持续利用粮食和农业植物基因资源全球行动计划”(Global Plan of Action)，并通过《莱比锡宣言》，把在国际、区域和国家层次上实现农民权，促进源自粮食和农业植物遗传资源利益的公平分享作为长期目标之一；(5)2001年11月联合国粮农组织通过了《粮食和农业植物遗传资源国际条约》，取代了运作18年的《植物遗传资源国际承诺》。条约第9条“农民权”为标题，正式将农民权以法律条文的形式在全球范围内予以确认。条约要求各缔约方应当适当地根据其国内立法，采取措施保护和促进农民权，包括：①保护与粮食和农业植物遗传资源相关的传统知识；②公平地分享植物遗传资源利用所带来的利益；③有权参加国家关于植物基因资源的保护和可持续利用方面的政策的决策。

2 农民权的性质及内容界定

2.1 农民权之知识产权属性分析

农民权的理念虽然得到国际社会的认同，但至今仍不能切实实现，究其原委，多数人认为农民权是一种抽象性权利，更有人认为其仅是道义上或政治上的权利，若停留在这一层面则农民权的实现极有可能成为空中楼阁，笔者认为应将农民权具体化，作为一种知识产权性质的权利，那些利用了传统遗传资源和相关传统知识的专利权人、植物新品种权人就应承认农民权的在先权利，并与之按某种方式分享商业利益。

一些学者竭力反对将农民权纳入知识产权领域，持这种观点的人坚持认为农民权与现代知识产权相去甚远，不符合知识产权保护的要求，其理由主要是：第一，农民权是一种群体性的权利，其权利主体难以确定；第二，作为农民权客体的植物遗传资源和相关传统知识大多已处于公有领域，很多已被世界各国广泛交流和应用，将公有领域的东西划入专有领域将会阻碍知识的传播和获得，不利于社会的整体发展和进步，从社会效用的角度讲应该把权利配置给能再生产出更多财富的人；第三，农民权主要源自于历代农民过去的贡献，无论是遗传资源还是相关传统知识都是历史的遗产，而知识产权制度的目标则在于激励创新。

这种观点乍看很有道理，实则有漏洞可寻。

首先，农民权是一种群体性的权利，但群体性的权利未必不能成为知识产权，地理标志就是活生生的先例。TRIPS协议中的第3节、第22条1-4款，把地理标志与商标、专利、版权并列作为一项独立的知识产权加以保护，而地理标志一般也不为某个特定主体所有。另外，农民权的实际权利主体难以确定也是事实，但并非无法解决。有学者认为应将国家作为农民权法律上的权利主体3，这种法律设计符合植物基因资源的国家主权原则，同时可以避免一国之内的不同主体之间的权利纷争，防止国家权益的流失。笔者认为应当通过遗传资源管理方面的国内立法指定某一政府部门或者研究机构代表国家参与惠益分享。

其次，效用最大化的牺牲虽然可以导致财富的积累，在一定程度上促进社会进步，但只是一种短期效应，从长期来看将危害社会的持续发展。“公平是法的逻辑前提，法因公平社会之需要而产生”。公平的表现方式有很多种，但只有实质的公平才是真正的公平。形式的公平看似提供了公平的机会，但事实上由于经济、历史、政治等多种原因，在机会的利用和获得上往往是不平等的，这就造成优势群体凭借自身优势能获得更多机会，占有并享用更多社会财富，而弱势群体在劣势环境下一步步走向恶性循环。实质的公平应承认不同的群体具有不同的特点，宽容这种不同性，并提供一种机制使不同群体能够获得平等发展的机会。不公平意味着制度缺乏正义的基石，因不公正的制度导致的财富分配将导致人们对法律和社会制度的不信任。同时，效用不能代替公平。基于以上原因，当植物基因资源和传统知识导致商业受益时，其提供者应该获得合理的经济补偿。

最后，用专利制度的创新性否定农民权可以具有知识产权性也未必科学。学者唐广良有一个很好的说明：随着现代科学技术的运用，利用这些共同遗产开发出具有知识产权的新成果的潜在可能性越来越大，从而让人们有了更加积极的选择，即积极地“利用”而不是消极的“保存”……这些遗产中的某些要素已经不再仅仅是祖先遗留下来、要求我们持续保存下去的遗迹，而是具有巨大开发价值的“资源”。既然如此，人人的自由使用'便成为值得怀疑的并有理由加以改变的事实。

此外，我们还需要对专利制度的目的重新进行推敲。专利制度的目的是鼓励创造性劳动还是增加知识供给，还是其他?有人认为专利制度是鼓励创造性劳动，笔者对此并不赞同。笔者认为鼓励创造性劳动是专利制度的一个手段而不是目标。如果说专利制度是鼓励创造性劳动，那么专利制度就没有理由把发现排除在专利范围之外。那么是增加知识供给吗?笔者认为也不是。专利制度如果目的在于增加知识供给也没有理由把发现排除在专利范围之外。那么专利制度的目的到底是什么呢?笔者认为是公众与知识创新者之间的利益分配机制，这既是专利制度的功能，也是专利制度的目的。专利法的功能不是保护新知识而是一种利益分配机制，从公平的角度看给予农民权非常合理。

传统的知识产权制度已经有几百年的历史，然而，几百年来，知识产权制度并不是一成不变的，随着科学技术和社会经济的发展，知识产权制度也在不断地作出调整，新的知识产权类型也逐渐出现。如果真正尊重农民权，就不应阻碍其成为一种新型的知识产权。只要受农民权保护的遗传资源和相关传统知识构成了专利和植物新品种的基础，那么农民权就理应成为相关专利权或植物育种者权的在先权利同时后续开发者应当与农民权的所有人分享由此带来的利益。

2.2 农民权之应有之义

长期以来由于缺乏历史基础和理论支持，农民权始终处于概念不清晰、内涵和外延无法确定、工作主题宽泛而抽象的阶段。因此需要对其作一具体界定，从而便利实现措施的选择。需要指出的是，本文论及的“农民权” 不包括动植物新品种条例中的农民特权1，笔者认为农民特权在当前知识产权保护呈现不断的强化的趋势下，作为一种与知识产权相对的权利将会受到越来越强的限制。与其不现实地要求保留更多的农民特权不如顺势而为转而寻求实现知识产权性质的农民权，这样，发展中国家反而可以在强化知识产权的大趋势下主动为自己争取权益。

根据《植物遗传资源国际条约》第9.2条款规定，农民权的内容包括：(1)保护植物遗传资源的相关传统知识；(2)公平地分享植物遗传资源利用所带来的利益；(3)有权参加国家关于植物遗传资源的保护和可持续利用方面的政策的决策。根据学者Riley的观点，农民权应当包括：(1)留种权；(2)使用最新技术的权利；(3)第三方采集遗传材料时的知情权和复制样本权；(4)因提供遗传资源而获得社会声誉的权利。

笔者认为农民权的内容应包含权利和义务两个方面。其权利主要有：(1)获取和利用植物基因资源和相关传统知识的知情同意权。获取和利用者要充分说明将如何获取和使用该遗传资源。这一权利是获得其他相关权益的基础，否则其他权利无异于无源之水、无本之木。(2)开发利益分享权。开发利用者应当与资源起源国和其他资源托管者公平分享由使用植物基因资源及相关传统知识而产生的利益，包括非金钱形式的利益和商品化情况下的金钱利益。西方国家在传统知识和知识产权问题上具有欺诈性和虚伪性，一方面诬陷发展中国家窃取知识产权，另一方面却利用发展中国家的技术发明和丰富资源获得他们的所谓专利从而牟取暴利。因此，基于公平必须确认对植物基因资源及相关传统知识的使用不是免费的，民族群体能够借助许可和处分而获得应有的权益。(3)因提供遗传资源而获得社会声誉的权利。那些损害性使用植物基因资源及相关传统知识的行为必须受到足够严厉且可操作的救济机制的禁止和惩罚。其义务主要有：(1)为相关获取提供便利(2)继续为植物遗传资源和相关传统知识的保存和可持续利用作出贡献。

3 知识产权性的农民权实现的重要意义

(1)坚持现有知识产权制度对植物遗传资源及其传统知识的保护将颠覆发展中国家的农业生产方式。

植物基因资源及其相关传统知识，绝大多数都发端于发展中国家或者在发展中国家同样地存在。而现在体现这种多样性的基因资源，却要面临着越来越膨胀的知识产权制度的威胁。传统知识产权制度设计的初衷是通过权利的授予而保护私人的垄断性利益，无论是相关技术的获取、转让，还是最终产品的惠益分享，现有的知识产权制度可能为遗传资源保护提供一些激励，但这种保护可能引发或者刺激对现存生物资源的过度开采，从而对遗传资源的保护产生了“事与愿违的鼓励作用”，“种子战争”和“生物海盗”就是典型的例证。

在“生物海盗”行为中，培育出植物基因资源和积累相关传统技术知识的发展中国家和当地社区得不到相应的经济补偿。由于资金匾乏，这些国家的政府无法拨款保护这些资源的自然聚生地，无法购买开发这些资源的专业技术。由于技术落后，他们无法采用相关先进技术来弥补这些损失。有些发展中国家由于基因资源的流失，甚至直接威胁到本国的经济发展，使本国又一次受到发达国家经济制约的威胁。许多传统知识也因为缺乏保护和利用的动力而失传。如果继续发展下去，其引发的后果将难以估量。在知识产权保护日益强化的趋势下，继续坚持传统的知识产权制度对植物遗传资源的调整将极有可能颠覆发展中国家的农业生产方式。

(2)对与植物资源有关的传统知识进行知识产权保护是促进农业传统知识使用和在发展中提高的必然要求。

对与植物基因资源相关的传统知识进行知识产权保护，为相关传统知识提供了一种机制，使其获得某种尊重和肯定，有助于传统知识的保存，促进传统知识的使用及创新功能。“传统知识的保存不仅是自我身份权的关键构成部分及土著和居住人持续生存下去的条件，而且是人类文化遗产的核心要素。”对与植物基因资源有关的传统知识提供知识产权保护将在法律上肯定传统知识的价值，提高该知识的形象，并有助于在拥有该知识的群体内外形成对知识的尊重。同时，外界对传统知识的使用带来的经济回报，可以为传统知识的存续和创新创造更好的经济基础。

(3)公平地分享植物遗传资源带来的利益将有助于提高世界各国尤其是发展中国家保护植物遗传资源的积极性，实现全球植物遗传资源的可持续利用。

现代农业作物中的这种基因多样性资源，绝大多数都发端于发展中国家，或者在发展中国家同样地存在。这一分布不均的客观事实决定了发展中国家在基因资源方面扮演的是配体(donor)的角色，发达国家则是受体(recipient)，每年从发展中国家输送到发达国家的基因资源的价值是十分惊人的。在 1994 年 8 月 16 日美国国务卿克里斯托福(Warren Christopher)敦促美国参议院批准生物多样性公约的信中就说到，仅美国小麦、玉米这两类主要作物行业平均每年从发展中国家获得的基因材料就价值 102 亿美元之多，2可见发展中国家对发达国家农业、生物产业方面的支持之大。而现在，受体国家们却觉得自己在国际市场上的获利还不够多，要通过建立更为严苛的知识产权制度，来反噬那些为他们长期提供基因资源的配体国家。

考虑到农民对植物遗传资源多样性的掌握和理解，以及他们保护生物资源的世代努力，我们应当在机制的选择和创设过程中认同并尊重他们的权益。否则，各相关利益方将无法在资源的获取、利用和惠益分享方面达成共识。同时，农民权对确保世界的粮食安全举足轻重，因为它有利于刺激植物基因资源的保护和开发，从而确保了世界范围内粮食和农业的产量。才可有效的保护与可持续利用粮食和农业植物遗传资源，才可高效的与国际社会进行合作，在保护本国利益的基础上共同促进人类社会的发展。如果忽视现有知识产权制度在这个领域的不良效果，否认对农民权的保护，就将大大削弱植物基因资源及相关传统知识的拥有者对珍贵自然资源和对生物多样性保护有益的知识和实践的发展和维护的积极性，从而使人类和环境受损。

4 知识产权性质农民权的实现刍议

4.1 农民权的国际层面的实现

第一，通过国际条约取得国际社会的认同。

农民权的实现离不开国际层面的协调和统一，而且也必须借助法律强制力来加以保障。这不仅符合植物遗传资源保护国际性的特点，也可以避免发达国家逃避应尽的义务。

CBD 缔约方大会在第 V/26B 号决定第 1 段中“考虑到正在就第 8(j)条和相关条款进行的工作，重申特殊制度这样的制度和其他保护土著社区和地方社区传统知识的制度在公平分享利用这种知识所带来的惠益以实现《公约》各条款方面所发挥的重要作用”。若干国家的政府也认为，有必要建立保护传统知识的特殊制度。如果条约目标及有关安排能够实现，则必定能促进发展中国家的经济、技术进步，从而增强其在全球环境保护事业中的参与热情与执行力度。可见，对农民权相关内容的国际法律保护已经初见端倪。

然而，在WTO新一轮谈判最近对TRIPS协议27.3(b)条的重新审议中，欧盟代表坚持认为：“从广义上讲，农民权并未直接涉及知识产权的保护主题，知识产权的主要目标是鼓励创新，而农民权更多地是对农业社区一种回溯性的补偿，是基于其过去在培育农业生物多样性过程中所扮演的角色而产生的，虽然在某些方面涉及到传统知识，但农民权的外延太过宽泛，难以通过TRIPS协议理事会来处理，它更应该由其他组织，特别是联合国粮农组织加以解决”。最具法律约束力的世贸组织TRIPS协议目前还没有承认农民权，其新一轮谈判的结果将对农民权问题作何规定尚不得而知。笔者认为应当在国际条约中，创设一种新的权利概念提供特殊保护，首先肯定农民权是一种知识产权，在专利法的体系下做专门规定，直接规定与之相关的专利权的惠益分配方法。

第二，国际组织协调管理。

联合国粮农组织(FAO)和国际农业研究磋商小组(CGIAR)是国际植物遗传资源保护的两大主导力量。FAO从1947年就开始了国际植物遗传资源的保护活动，1957年创办了第一个国际植物遗传资源通讯期刊，1965年成立了作物种质考察和引种转家组，1983年成立了政府间磋商协会组织，即植物遗传资源委员会。FAO还在发展中国家开展了大量植物遗传资源技术合作项目，并建立了全球种质资源非原生境保存协作网和早期预警信息系统。笔者认为FAO和CGIAR同样可以为农民权在国际层面的实现起到推动作用，缔结关于农民权的国际条约，由某一国际组织(如FAO)负责管理和协调农民权，各成员国是农民权法律上的主体。各国根据有关的国际条约和国内法设立农民权的专门机构，代表国家行使或承担农民权法律主体的权利和义务。国际组织根据各国的申请，就某一粮食和农业植物遗传资源及相关传统知识按照一定的标准进行审查，确定有关农民权的所属国，在此基础上，农民权将作为一种在先权利参与有关知识产权利益的分享。

4.2 农民权的国内层面实现

除了在国际立法上寻求完善，在国际合作关系方面寻求协调，资源本土国如果要切实保障权益，那么自身的积极努力也是必不可少的重要元素之一。

第一，将农民权立法化。

许多发展中国家现有的法律法规还比较缺乏这个方面的明文规定，但农民权立法化的进程已经在一些国家启动。印度于2001年9月通过了世界上第一部涉及农民权的国内法《植物品种保护和农民权利法》，对农民权的具体内容作了规定。赞比亚、泰国、孟加拉国也出台了相关法律。非洲统一组织(OAU)2000年制定的《生态资源示范法》第五部分对农民权的定义及其范围作出了规定。它表明已经又越来越多的国家参与到把农民权立法化的进程中来。我国现行的与遗传资源相关法规主要强调生物品种的保护，而忽略了遗传资源和遗传能力的保护，如对生物遗传基因和转基因生物品种的保护；《植物新品种保护条例》注重对植物品种权和品种权益人的保护，而对遗传资源使用和交换活动中存在的权属属性的规定很少。对地方社区和农民长期保存和使用的地方品种的保护措施也没有明确规定。1

第二，在国内建立一个完善的管理机制。

在国家层面上，农民权专门机构负责管理和协调植物基因资源及相关传统知识的保存和利用等事宜，农民权的事实主体将通过国家农民权专门机构实现权利并承担义务。必须有一个健全机制和机构的存在，作为农民与遗传资源使用者的中介，既保证资源的合理利用，又保护农民的合法权益。

例如，《遗传资源条约》所设计的利益分享，尤其是向发展中国家及经济转型国家转移利益的制度，包含了提供信息、转移技术并帮助对方，利益提取制度和自愿捐助制度。如果遗传资源提供国国内缺乏合理有效的机制和机构，不但在遗传资源的管理、利用和输出中存在困难，难以保证珍贵资源的保护和合理利益的分享，并且，即使有产生的利益直接和间接流向国内时，也会因为欠缺相关的法律规定和管理制度及统一协调的管理体制而难以将所得利益更好的用于保护和发展国内粮食和农业植物遗传资源，难于保护农民的合法权利。因此，在国内建立一个完善的管理机制，才可有效的保护与可持续利用粮食和农业植物遗传资源才可高效的与国际社会进行合作，在保护本国利益的基础上共同促进人类社会的发展。

第三，促进地方社群的有效参与。

当前世界上90%的生物多样性保护和开发是在土著、传统居民等地方社群领地内进行的，他们更为关心对领土上的资源和传统知识的控制、保护以及惠益的分享机制，他们可以赋予遗传资源多样性保护最优先的地位，最大程度的确保遗传资源的可持续利用。在知识产权框架内，知识产权性质的农民权为其事实主体提供了基本的权源，当农民权得到确认时，地方社群可以据此提出自己的权利要求，主张公平惠益分享。目前，由于当地居民潜在的权益并没有在制度上得到明确，因此地方社群很难充分而有效地参与各阶段、各级别的实施工作。在许多与当地遗传资源有关项目中，地方社群的参与水平是极低的。尤其应当重视的是，许多“参与”仅被视作一种补充或者补救措施，而不是作为一种可以对有关遗传资源获取、利用活动产生实质性影响的控制手段。应当在考虑生态系统方法的前提下，通过采取适当措施促进地方社群在国际、国内和地方各级有效地参与关于有关遗传资源的决策与实践，包括遗传资源的管理、获取和利益分享等。

5结语

国际社会普遍认为知识产权制度是保护遗传资源多样性的有力武器，但同时知识产权问题其实是横亘在发达国家与发展中国家之间的一道技术鸿沟、利益鸿沟。发展中国家应当转变思路，不在强化知识产权的大趋势下继续扮演被动、软弱的阻挡角色，而应通过保护知识产权性质的农民权融入到知识产权保护的大趋势中，主动为自己争取权益。但同时应该预见到，虽然农民权理论已经从道义上为争取发达国家尊重各国人民长期以来在实践中积累起来的植物基因资源及相关传统知识铺平了道路，但将发达国家这种道德上的承诺转化为法律上的惠益分享机制，将在经济上同西方国家利益发生严重冲突，其将受到的政治阻力是不可避免的，这就需要国际社会的共同努力。

浅谈植物抗性基因研究进展 第12篇

关键词：分子生物学,植物抗性基因,基因组

生物学研究正进入一个前所未有的新时期。大量数据、信息的获得,使得生物学研究各领域均有很大转变,其中包括植物抗性基因的研究。目前基因组研究已开始对植物生物学产生深远的影响,再过数年,人们将从当前的描述性研究很快过渡到从已有的大量数据信息中提出假说,经计算机模拟分析,最后针对性地设计实验来验证新的基因分析方法。实验将不再仅仅是分析基因——基因、蛋白质——蛋白质的相互作用,而是将获取大量的RNAs,蛋白质和相关代谢物等数据。

1 植物抗性基因研究现状

1.1 植物自身抗性基因以等位基因系和基因簇形式存在

经典遗传学研究表明,在不同植物品系的同一基因位点上可能具有等位基因,这些等位基因对各种病原具有不同的特异性。此外,抗性基因往往在某一特定区域成簇存在。事实上,在特定的染色体区域常常不能分辨抗性基因位点上真正的等位基因和有关联的成簇基因。利用具有不同抗性基因的植物进行杂交可以澄清这一问题。

1.2 植物抗性基因的作用机制

Flor是第一个在植物和病原中同时研究抗性遗传的植物病理学家,他研究亚麻和亚麻锈病病菌之间的相互作用。通过这些研究,他提出了基因对基因假说。研究表明,植物和病原的遗传组成和一株植物成功地进行防御是密切相关的。植物—病原相互作用的专一性是由病原的一个显性无毒基因产物和植物抗性基因产物间相互作用来决定的。因此这两个产物之间特异识别是植物抗性作用的基础。这种识别触发了进一步的生理防御作用并导致超敏细胞死亡和对病原具有毒性的分子的积累。

1.3 植物抗性基因克隆

植物抗性基因的克隆目前主要采用转座子标记和定位克隆的方法,迄今为止,用这2种方法已克隆出22种抗性基因,其中用定位克隆方法得到16种,用转座子标记法得到6种。最近,有人又提出利用抗性基因类似序列(resistancegeneanalogs)通过PCR来特异扩增抗性基因的方法。

1.4 转基因改良植物胁迫耐性的困难及改进措施

尽管转基因改良植物胁迫耐性已取得一些进展,目前仍存在以下困难:目的产物表达量不够或时空表达不协调;目的产物翻译后修饰(加工或折叠)不适当,影响功能表达;目的酶所催化的代谢反应前体物质不足;细胞内目的酶活性受制于pH、温度及盐离子浓度等因素;有些目的表达产物对宿主细胞产生毒副作用等。进一步改进措施有以下几方面:①选用来自近缘物种的目的基因;②构建高效表达体系;③表达产物的胞内区域化;④增加目的酶催化的前体物质含量;⑤目的产物翻译后修饰的调控;⑥抑制目的产物的副效应。

2 植物抗性基因研究趋势

基因的研究是指在许多基因同时存在的基础上对多个基因同时进行研究,分析各自与它们之间的结构与功能的相互关系。因而它至少涉及3个相关领域:结构基因组——主要关心DNA碱基序列水平上的基因结构;比较基因组——寻找种内、种属间产生基因结构差异的分子基础,以期获取与目的性状相关的基因;功能基因组——着重研究基因与其表达产物及功能活性的调控关系。结构基因组是其它领域的基础,比较基因组为功能基因组研究提供等位基因,蛋白质组则是在蛋白质水平上分析基因表达的功能基因组研究的派生分枝。生物信息学是在前面3者研究的基础上,获取、整理、综合分析提取大量已有复杂生物数据的新学科,对相关学科的研究有很大的推动作用。

基因组学(Genomics)的出现,使生物学研究进入一个新的时期,即由仅对一个基因的研究转向在基因组规模上同时对大量基因的结构和功能进行系统的研究。无论从思想上还是技术方法上,基因组学已经影响生命科学的各个领域,植物的抗逆性研究也不例外。利用基因组学的方法,不但可以挖掘大量的抗性基因,对其功能进行详细的研究,而且有助于全面理解植物的抗逆机理,为利用遗传工程提高植物抗性提供基础。

以基因组为研究对象的基因组学是常规的以基因为对象的分子生物学研究的一次飞跃。已有报道说明,基因组学方法在植物抗逆研究中的应用处于起步阶段,但随着基因组学研究的发展,我们获得大量与抗逆性有关的序列信息和生物功能信息,从而对植物抗逆复杂性会有更全面的理解。植物的抗逆性能往往不是由单基因决定的,而是由一系列相关的直接或间接作用的基因形成一个复杂的调控网络。在这个复杂的调控网络中,任何一个环节都可能是至关重要的。因而对植物抗逆性的提高,尤其对一些属数量性状的抗逆性,仅靠转移一个基因得到耐逆植物有一定的难度,转入一系列基因也许是必需的,即利用基因组工程,而不只是基因工程来提高植物抗性。基因组学的研究为植物抗逆遗传工程提供大量的全新基因,从而为抗逆育种提供了更广阔的前景。

3 展望

我们正经历一个快速发展的阶段,与几年前相比,已有许多那时想都不敢想的工具与能力。目前已开始从单个抗性基因的鉴定克隆转移到抗性基因表型的全面分析。可以预测,在不久的将来,不用通过实验鉴定,我们在计算机上通过序列比较和功能模拟分析,就能预测新克隆的抗性基因的功能。大规模的新方法、新技术的应用,将为我们获取新抗性基因并使之变成可操作利用提供机会。

参考文献

[1]阎隆飞,张玉麟.分子生物学[M].中国农业大学出版社,1997

[2]呼庆,刘中大,张剑锋等.植物抗性基因研究进展[J].内蒙古师范大学学报:自然科学(汉文)版,2002(1)