轉基因技術(shù)與花卉產(chǎn)業(yè)發(fā)展
李毅
基因與克隆已經(jīng)為大家所廣為了解，他與我們是聯(lián)系的，我們生命是為基因所控制的，我們所有的生物都是基因的產(chǎn)物。
今天我的演講主要有四個(gè)部分：
一、背景
(一)、多種轉基因農作物大面積商品化
(二)、水稻、擬南芥等基因組的解密
2000年美英等國科學(xué)家完成了擬南芥的基因圖譜破譯。繪出了擬南芥基因的完整圖譜，這是人類(lèi)首次全部破譯出一種植物的基因序列。
這一成果除對植物學(xué)具有重大意義外，對農業(yè)科學(xué)。進(jìn)化生物學(xué)和分子藥物學(xué)等領(lǐng)域的發(fā)展都有重要影響。
85年第一個(gè)轉基因生物在地球上產(chǎn)生，現在已經(jīng)有1000多種。目前歐洲轉基因技術(shù)應用很少，因為美國人做事果斷，歐洲人比較會(huì )思考，目前美國的轉基因比加拿大多，其次在是歐洲。
目前轉基因技術(shù)發(fā)展非�？�，廣為應用的有玉米，大豆，棉花，等，美國人出口的大豆都是轉基因轉基因使我國農業(yè)大大的減少了對農藥的使用，目前產(chǎn)值不島50億，但未來(lái)非�？春�，美國科學(xué)家目前已經(jīng)證明，轉基因技術(shù)食品對人類(lèi)身體無(wú)害�，F在歐洲人也逐漸開(kāi)始接受轉基因食品。
近幾年，我國科學(xué)家在基礎研究領(lǐng)域作了大量工作，2002年中國研究人員完成了秈稻基因組框架圖，覆蓋了整個(gè)水稻基因組的92%。而瑞士和美國科學(xué)家完成了粳稻基因組框架圖。我國已建成世界上最大的水稻基因組數據庫。這是由我國科學(xué)家獨立建成的，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)向全球免費公布。
2002年4月5日在美國出版的權威雜志《科學(xué)》以封面文章的形式和長(cháng)達14頁(yè)的篇幅發(fā)表了題為《水稻(秈稻)基因組的工作框架序列圖》的論文，介紹了由中國科學(xué)家獨立自主完成的這一重大科研項目。
二、轉基因技術(shù)在花卉新品種、新體系中的應用
(一)、觀(guān)賞植物的基因轉化方法
這在理論上是沒(méi)有任何問(wèn)題，因為所有的生物都有共同的控制相同功能的基因，比如可以把控制紅顏色的基因植入白顏色蘭花，從而培植成經(jīng)顏色的蘭花。
2002年，科技部已經(jīng)立項，轉基因花卉作為863科研項目。
轉基因在花卉中的應用
(二)、改變花季及花期
傳統技術(shù)只能從控制溫度、光線(xiàn)來(lái)達到目的，現在人們可以通過(guò)基因工程來(lái)控制花卉開(kāi)放的時(shí)間。
花對光、溫度、激素、養份、敏感，這們控制了花的新陳代謝，從而控制了花的生長(cháng)，通過(guò)控制對光線(xiàn)，就可以達控制花季的目的。
如何改變花季
1、多數控制植物花季的基因已經(jīng)被發(fā)現，這些基因在所有開(kāi)花植物中都具有同源性
2、可以根據市場(chǎng)的需求去改變任何花卉品種的花季
3、通過(guò)調控開(kāi)花基因表達高低來(lái)實(shí)現花季的改變
花季基因 所有植物都有四個(gè)主要的信號傳導通道來(lái)調節花季，有的通道或者激活或者抑制開(kāi)花。這些通道具有兩個(gè)特性：絕大多數植物通道的調節基因是同源的；信號通道基因的表達高低與植物的花季緊密相關(guān)
如何改變花期
1、多數植物開(kāi)花期長(cháng)短由植物激素乙烯調控，并且多數植物都具有同源性
2、通過(guò)調控乙烯合成或者乙烯信號傳導途徑活性來(lái)實(shí)現花期的改變
(三)、改變花形
1、植株、花穗及花朵的形態(tài)控制基因在植物不同種間是高度保守的
2、根據市場(chǎng)的需求可以選擇任何一種花卉改變它的形狀
3、過(guò)度表達或抑制表達一個(gè)目前已知的同源基因能夠產(chǎn)生一個(gè)花卉形態(tài)改變的新品種
改變花卉株型的方法
1、植株形態(tài)控制基因在植物不同種間是高度保守的
2、根據市場(chǎng)的需求可以選擇任何一種花卉改變它的植株形狀
3、過(guò)度表達或抑制表達一個(gè)目前已知的同源基因能夠產(chǎn)生一個(gè)新的花卉植株形態(tài)
(四)改變顏色
1、已經(jīng)明確了催化花色素生物合成關(guān)鍵步驟的基因
2、根據市場(chǎng)需求可以改變任何一種花卉的顏色。例如：紅百合、藍色一串紅、白色瓜葉菊等
3、過(guò)度表達或抑制表達編碼色素生物合成途徑中關(guān)鍵酶的基因
4、轉入新的改變花色的基因
(五)組學(xué)和基因芯片在花卉中的應用
1、選擇多種主要花卉品系從不同發(fā)育階段花器官中分離及制造基因庫
2、根據已知開(kāi)花基因信息，從有用花卉品系中分離所有同源基因
3、利用基因芯片技術(shù)分析各種花卉品系的所有開(kāi)花基因表達狀態(tài)。此類(lèi)數據將幫助我們選擇有應用價(jià)值的開(kāi)花基因，用于改良花卉品種
基因芯片分析目標
1、了解所有開(kāi)花相關(guān)基因表達的狀態(tài)，即何時(shí)表達以及表達量高低
2、分析開(kāi)花基因表達數據將幫助我們選擇在開(kāi)花過(guò)程中起決定作用的相關(guān)基因
3、通過(guò)調節這些相關(guān)基因的表達高低，來(lái)改良花卉品種
基因庫研發(fā)意義
1、此研究將會(huì )促成大量有應用價(jià)值的開(kāi)花基因的發(fā)現，為花卉改良打下基礎
2、此研究屬本領(lǐng)域的學(xué)術(shù)前沿，具有在國際頂尖相關(guān)文獻發(fā)表的價(jià)值
3、此研究所產(chǎn)生的結果是原創(chuàng )性的，可以通過(guò)申請國內及國際專(zhuān)利來(lái)保護
(六)、建立中國重要花卉種質(zhì)基因庫
1、研發(fā)目標
1)、充分及有效利用中國的花卉基因資源
2)、將最先進(jìn)的技術(shù)與理念用于研發(fā)過(guò)程中
3)、充分考慮可利用的技術(shù)設備及人力資源，制定切實(shí)可行研發(fā)計劃
4)、研發(fā)計劃將以高效快速產(chǎn)生有經(jīng)濟價(jià)值的花卉新品種為準則
2、實(shí)施方案
1)、采集、分類(lèi)及培育中國重要的花卉品種
2)、通過(guò)傳統雜交育種工藝，從各個(gè)雜交組合中培育出新的有價(jià)值品系。這種工藝過(guò)程也將提供有用的基因信息資源
3)、通過(guò)基因組學(xué)手段，在當地花卉資源基因庫中發(fā)現有價(jià)值的基因，為以后花卉改良提供基因資源
三、北大在花卉基因工程研究中工的工作
1、花卉花色2、花卉花期3、蘭花基因
我們成功建立了高效、穩定、簡(jiǎn)便的蘭花轉化系統。并將花色相關(guān)基因CHSA和花期相關(guān)基因AP1轉入石斛蘭中，成功地得到了轉基因蘭花植株蘭花：建立了高效、穩定、便捷的轉化系統，經(jīng)過(guò)6年攻關(guān)已經(jīng)解決蘭花的轉基因難題。
四、基因工程花卉的前景與我國花卉產(chǎn)業(yè)的現狀
(一)、傳統育種與基因工程(二)、我國花卉產(chǎn)業(yè)的現狀(三)、轉基因花卉市場(chǎng)前景
(一)、傳統育種與基因工程
基因工程育種與常規雜交育種相比有著(zhù)省時(shí)省力和目標性強的優(yōu)點(diǎn)。
轉基因花卉可明顯克服當前育種的盲目性，大大縮短育種周期，從而創(chuàng )造出技術(shù)含量高、市場(chǎng)競爭優(yōu)勢明顯的花卉新品種。
(二)我國花卉產(chǎn)業(yè)現狀1、企業(yè)數量多，但大型企業(yè)少，花卉生產(chǎn)的規�；�、集約化程度低，擴大規模勢在必行。2、以農戶(hù)為主體的，不能滿(mǎn)足現代化生產(chǎn)的要求。3、花卉市場(chǎng)數量多，但規模不大。4、花卉生產(chǎn)與經(jīng)營(yíng)的技術(shù)構成較低，花卉新品種研發(fā)滯后。
(三)、轉基因花卉市場(chǎng)前景
為推動(dòng)我國花卉業(yè)快速發(fā)展，近年內中央和地方相繼出臺了一批扶持花卉生產(chǎn)的政策。
從當前形勢看，中國花卉業(yè)實(shí)現跨越式發(fā)展的條件已經(jīng)基本成熟：
1)國民經(jīng)濟的持續快速發(fā)展和城鄉居民可支配收入的增加，將會(huì )有力地拉動(dòng)花卉消費市場(chǎng)；
2)不少地方在農業(yè)產(chǎn)業(yè)結構調整中已經(jīng)將花卉業(yè)作為重要產(chǎn)業(yè)進(jìn)行了科學(xué)規劃；
3)我國加入WTO后，花卉業(yè)的國際合作與交流將更加廣泛，有利于提高我國花卉生產(chǎn)的整體技術(shù)水平和市場(chǎng)競爭能力。
(李毅：北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院生物技術(shù)系副主任教授、博士生導師)(漳州腦庫現場(chǎng)錄音整理，未經(jīng)本人審核)
