淺談藥用植物基因工程研究和應用論文

淺談藥用植物基因工程研究和應用論文

　　基因工程技術已滲透到人類生產生活的各個領域，其以巨大的生命力發揮重大的影響，下面是小編搜集整理的一篇探究藥用植物基因工程的論文范文，歡迎閱讀查看。

　　摘要：生物技術的發展為藥用植物的研究和中藥現代化的發展提供了重要機遇。植物基因工程與人類生活密切相關，它將給植物育種帶來革命性的變革。植物基因工程研究的關鍵問題是向植物中轉移外深基因，它主要涉及植物受體的選擇和基因轉移方法的探索。

　　關鍵詞：植物基因工程 生物技術 革命性

　　1前言

　　藥用植物不僅本身作為藥物應用于傳統醫學保健和治療中，而且可作為化學藥品的原料。因此，藥用植物的生產在我國的農業發展體系中具有戰略意義[1]。然而，由于生態環境的破壞、土地和其他自然資源的減少和惡化、生產效率和技術水平的低下，使我國藥用植物生產面臨嚴峻的挑戰。藥用植物的平均產量遠低于其潛在的最高值，其原因之一是它們并不總是生活在最適宜的環境中，在生長發育過程中受到各種逆境及有害生物的影響，為了防治病蟲等危害，每年使用大量的化學農藥，生產成本升高，而且農藥殘留及環境污染問題日益突出。因此，只有借助于先進的科學技術手段，提高藥用植物的生產效率和品質，才能減輕資源的壓力，增強我國藥用植物產業的競爭力。其中，基因工程在藥用植物上的應用是較為快捷和有前途的手段之一。植物抗性基因工程是根據分子遺傳學原理，培育具有特定抗性的植物新品種的生物技術，包括植物抗病基因工程、植物抗蟲基因工程、植物抗除草劑基因工程和植物抗逆基因工程。抗性基因工程技術的成功應用，將有利于選育抗病、抗蟲等轉基因藥用植物，對于保證藥材的產量和質量，減少環境污染有著重要意義。

　　用于植物細胞外源基因導入的方法和技術很多，其中土壤農桿菌介導的轉化系統是研究最多、機理最清楚、技術方法最成熟的基因轉化途徑。迄今所獲得的200多種轉基因植物有80%以上是利用根癌農桿菌轉化系統產生的[2-3]。藥用植物轉基因研究中，除了農桿菌介導的轉化系統以外，利用其他方法轉化成功的報道還比較少。藥用植物有別于農作物，它們的有效成分是植物細胞的次生代謝產物，這一特點決定了藥用植物與農作物的遺傳轉化有著不同的側重點。

　　2藥用植物優良品種的培育研究

　　黃璐琦[4]和劉滌等[5]運用植物轉移病毒外殼蛋白基因，植物病毒的衛星 DNA 基因和反義 RNA 等生物技術，提高了白花曼陀羅、八角蓮等藥用植物的抗煙草花葉病毒的能力，轉抗蟲害的δ-內毒素基因獲得抗蟲害藥用植物。許鐵峰等[6]將抗除草劑基因Bar導入4倍體松藍葉片中獲得抗性株， 轉化植株表現出明顯的抗除草劑特性而不影響次生代謝物的產生。賀紅等[7]將柑桔衰退病毒外殼蛋白基因CTV-cp的農桿菌 Ti 質粒轉化植株并用AS(乙酰丁香酮)提高轉化效率，建立了農桿菌介導的枳殼轉化系統，為抗病毒育種奠定了基礎。 羅青等[8]將雪蓮花外源凝集素酶基因用農桿菌介導轉入寧夏枸杞獲得抗蚜蟲的轉基因枸杞。趙亞華等[9]將小鼠金屬硫蛋白基因用農桿菌介導整合到枸杞基因組中獲得了富含鋅的轉基因枸杞新品種。

　　3防除雜草

　　防除田間雜草是保證農業豐收的重要環節。目前廣泛使用的除草劑大部分為化學除草劑。由于農作物對化學除草劑的抗性較低，大量使用化學除草劑會對作物造成一定程度的傷害。應用轉基因技術培育抗除草劑的作物，不但可以減少使用化學除草劑，降低其在生態系統中的殘留污染，而且給輪作或間作作物的選擇以更大的靈活性。1983 年培育出第 1 例抗除草劑的轉基因煙草，1986 年被批準進入田間試驗。截至目前，已獲得抗除草劑的轉基因大豆、棉花、油菜、小麥等。在抗除草劑作物的選育過程中，該技術所需的資金投入少、見效快、周期短，已逐漸引起農業科研人員的興趣，預計到 2020 年除草劑品種將比現在的水平減少 10%～15%。

　　4抗病菌研究

　　病毒是影響農作物生產的一個重要因素。以馬鈴薯為例，馬鈴薯X病毒可造成10%的損失，馬鈴薯Y病毒可造成80%的損失。近幾年來，農作物抗病育種的發展研究受到限制，主要是由于作物本身或近緣野生種中缺乏抗原的緣故。重組 DNA 技術的應用為農業生產提供了一個解決問題的新方法，該技術可相互轉移不同有機體的基因。1986年美國研究人員在番茄體內轉入了煙草花葉病毒的外殼蛋白基因，培育出抗煙草花葉病毒的番茄植株，自此，抗黃瓜葉病毒的轉基因植株也陸續獲得成功。我國的一些研究人員也陸續利用轉基因方法培育出抗病毒煙草和抗病毒番茄，并且已開始進行田間試驗研究。

　　5轉基因器官培養

　　藥用植物有別于農作物，它們的有效成分是植物細胞的次生代謝產物。早在1987年，Haimll等就評述了毛狀根培養的優越性，認為毛狀根培養是一種非常有前途的培養方法，近年來毛狀根培養在許多藥用植物上獲得成功。利用發根農桿菌Ri質粒轉化形成的發狀根和根癌農桿菌Ti質粒轉化形成的冠癭瘤組織作為培養系統來生產有用的植物活性成分是當今藥用植物生物技術研究的熱點之一。科學家認為親本植物能夠合成的次生代謝產物都可用毛狀根和冠癭瘤培養來生產，因此這是一條利用生物技術革新生產次生代謝產物的新的有效途徑。

　　6基因工程在植物性食品脫敏中的應用

　　基因工程可以將目的基因導入受體細胞，也可以改變內源基因，只要找到需要刪除的基因即可。過敏反應具有反應迅速的特點，過敏原種類也很多。因此，防止發生過敏反應也很困難。基因工程可以直接作用于過敏源頭，即改變內源基因使編碼的蛋白質失去致敏性。也可以通過基因工程方法處理食品及其原料可降低其致敏性，從而降低過敏病人的不良反應。反義技術可消除植物中內源基因，使致敏基因沉默，從而降低植物性食品致敏性。

　　7結語

　　目前，基因工程技術已滲透到人類生產生活的各個領域，其以巨大的生命力發揮重大的影響，一些實驗室技術和成果不斷地得到應用，也將使地球的生物圈變得更加豐富多彩。

　　參考文獻：

　　[1]賀紅，劉丹，謝建輝等. 藥用植物抗性基因工程研究現狀與發展前景[J]. 中草藥，2010，41(4)：1-4.

　　[2]吳英，郭安平，孔華等. 藥用植物基因工程研究進展[J].熱帶農業科學，2005，25(2)：46-53.

　　[3]汪國治. 利用轉基因植物生產藥物[J].生物技術通訊，2001(5) ：36～40.

　　[4]黃璐琦. 展望分子生物學技術在生藥中的應用[J]. 中國中藥雜志， 1995， 20(11)： 643-646.

　　[5]劉滌， 胡之壁， 宋純清. 傳統藥材生物技術研究是中藥現代化的重要內容[J]. 國外醫藥植物藥分冊， 1998， 13(6)： 245-245.

　　[6]許鐵峰， 唐克軒， 張漢明， 等. 抗除草劑基因導入四倍體松藍[J]. 中草藥， 2003， 26(5)： 313-314.

　　[7]賀紅， 韓美麗， 李耿光， 等. 農桿菌介導轉化法構建轉轉 CTV-cp 的枳殼植株[J]. 中國中藥雜志， 2001， 26(1)：21-23.

　　[8]羅青， 曲玲， 曹有龍， 等. 抗蚜蟲轉基因枸杞的初步研究[J]. 寧夏農林科技， 2001， 1： 1-3.

　　[9]趙亞華， 何平， 高向陽. 根癌農桿菌介導的 mMT-1， cDNA 轉化枸杞及其表達的研究[J]. 中國農業科學， 2000， 33(2)： 1-9.

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