贾士荣谈植物基因工程 [复制链接]

第11版(科技园地)
专栏：与科学家对话

　　贾士荣谈植物基因工程
贾士荣，植物生物技术专家，现为中国农科院生物技术中心研究员。兼任国家８６３计划生物领域第三届专家委员会委员，农业部生物技术专家顾问组副组长等职。从１９８７年起主持８６３计划“马铃薯抗青枯病基因工程”的研究。
问：利用转基因技术提高粮食生产是世界各国优先研究的课题之一。在我国，谷物和豆科作物在农业中占有重要地位，请您以水稻和大豆为例，介绍一下植物基因工程的新进展。
答：先谈谈一般情况。自１９８３年首次获得转基因烟草、马铃薯以来，短短十余年间，植物基因工程的研究和开发进展十分迅速。国际上获得转基因植株的植物已达１００种以上。
在１９８８年以前，重要谷类作物和豆科作物的转化十分困难，只是在一种生物技术的新工具——“基因枪”研制成功以后，才使得这些作物的转基因成为可能。基因枪是用火药爆炸、电容放电或高压气体作为加速的动力，发射直径仅１微米左右的金属颗粒。微粒表面用优选的基因包覆，高速射入植物细胞，并在细胞内表达产生有活性的基因产物，从而达到改良品种的目的。
最初大豆基因工程的重点放在原生质体和胚性悬浮细胞的再生上，但进展很慢，获得转基因大豆是一个很大的难题。基因枪的出现，使大豆转基因成为现实。抗除草剂等基因也已转入大豆，并在过去三年中连续进行了田间试验，预期不久将可商业化，这将是豆科作物基因工程商业化应用的一个里程碑。
水稻为世界第二大谷类作物，在我国为最大的粮食作物，年产１８９９２万吨。水稻得到转基因植株始于１９８８年，最初均以原生质体为受体，采用ＤＮＡ直接转移法，再生出了可育的转基因植株。但是，原生质体再生体系的限制很大，一些科学家认为，原生质体转化在水稻上应用前景有限，最好是用基因枪转化水稻幼胚。最近水稻幼胚和盾片来源的愈伤组织，用根癌农杆菌转化都获得了转基因植株。
问：目前世界上每年被病虫害和杂草夺走大约１／３的农作物收成，由此造成的经济损失每年达数千亿美元。植物基因工程在减少病虫草害方面有什么突破性进展？
答：重组ＤＮＡ技术的发展，已可将动物、植物、微生物的基因相互转移，打破了物种之间难以杂交的天然屏障。迄今已经把具有实用价值的目的基因如抗病毒、抗虫、抗除草剂、改变蛋白质组分、雄性不育等的基因分别转入烟草、马铃薯、棉花、蕃茄、大豆等作物。植物基因工程对未来农业将产生不可估量的影响。
病毒是农作物的一个大敌，由它引起的产量损失极大。我国科学家利用转基因方法，已经培育出抗病毒烟草和抗病毒蕃茄，并且已开始进行田间实验。
在抗虫害方面，迄今研究得最多的有两类基因，即苏云金杆菌的杀虫蛋白基因以及从豇豆等作物中分离的蛋白酶抑制剂基因。当害虫在这种转基因植株上取食后会使其致命。
杂草是与农作物争夺营养的天敌，农业上因杂草危害减产由４０年代的８％上升为１２％。通过基因工程培育出抗除草剂的作物，不但可以降低化学除草剂的施用量，减少环境污染，而且给轮作或间作中作物的选择以更大的灵活性。
问：您对我国植物基因工程研究和开发现状有什么评价？
答：８６３计划对促进我国植物基因工程的发展起了关键性作用。目前，从技术力量和仪器装备情况看，已具备了跟踪世界先进水平的实力。
但从总体上说，我国植物基因工程的基础研究和开发应用仍是两个致命的薄弱环节，必须加强。我国植物基因工程的现状是：仿效多，创新少。创新是建立在深厚的基础研究之上的，没有坚强的基础研究作后盾，便无从创新，势必导致后劲不足。实验室研究成果的开发，目前我国也缺乏一种健全、有效的体制。从根本上加强以上两个薄弱环节，关系到我国农业生物技术的命运和前途。