转基因技术与花卉产业发展

　　李毅

　　基因与克隆已经为大家所广为了解，他与我们是联系的，我们生命是为基因所控制的，我们所有的生物都是基因的产物。

　　今天我的演讲主要有四个部分：

　　一、背景

　　(一)、多种转基因农作物大面积商品化

　　(二)、水稻、拟南芥等基因组的解密

　　2000年美英等国科学家完成了拟南芥的基因图谱破译。绘出了拟南芥基因的完整图谱，这是人类首次全部破译出一种植物的基因序列。

　　这一成果除对植物学具有重大意义外，对农业科学。进化生物学和分子药物学等领域的发展都有重要影响。

　　85年第一个转基因生物在地球上产生，现在已经有1000多种。目前欧洲转基因技术应用很少，因为美国人做事果断，欧洲人比较会思考，目前美国的转基因比加拿大多，其次在是欧洲。

　　目前转基因技术发展非常快，广为应用的有玉米，大豆，棉花，等，美国人出口的大豆都是转基因转基因使我国农业大大的减少了对农药的使用，目前产值不岛50亿，但未来非常看好，美国科学家目前已经证明，转基因技术食品对人类身体无害。现在欧洲人也逐渐开始接受转基因食品。

　　近几年，我国科学家在基础研究领域作了大量工作，2002年中国研究人员完成了籼稻基因组框架图，覆盖了整个水稻基因组的92%。而瑞士和美国科学家完成了粳稻基因组框架图。我国已建成世界上最大的水稻基因组数据库。这是由我国科学家独立建成的，通过互联网向全球免费公布。

　　2002年4月5日在美国出版的权威杂志《科学》以封面文章的形式和长达14页的篇幅发表了题为《水稻(籼稻)基因组的工作框架序列图》的论文，介绍了由中国科学家独立自主完成的这一重大科研项目。

　　二、转基因技术在花卉新品种、新体系中的应用

　　(一)、观赏植物的基因转化方法

　　这在理论上是没有任何问题，因为所有的生物都有共同的控制相同功能的基因，比如可以把控制红颜色的基因植入白颜色兰花，从而培植成经颜色的兰花。

　　2002年，科技部已经立项，转基因花卉作为863科研项目。

　　转基因在花卉中的应用

　　(二)、改变花季及花期

　　传统技术只能从控制温度、光线来达到目的，现在人们可以通过基因工程来控制花卉开放的时间。

　　花对光、温度、激素、养份、敏感，这们控制了花的新陈代谢，从而控制了花的生长，通过控制对光线，就可以达控制花季的目的。

　　如何改变花季

　　1、多数控制植物花季的基因已经被发现，这些基因在所有开花植物中都具有同源性

　　2、可以根据市场的需求去改变任何花卉品种的花季

　　3、通过调控开花基因表达高低来实现花季的改变

　　花季基因 所有植物都有四个主要的信号传导通道来调节花季，有的通道或者激活或者抑制开花。这些通道具有两个特性：绝大多数植物通道的调节基因是同源的；信号通道基因的表达高低与植物的花季紧密相关

　　如何改变花期

　　1、多数植物开花期长短由植物激素乙烯调控，并且多数植物都具有同源性

　　2、通过调控乙烯合成或者乙烯信号传导途径活性来实现花期的改变

　　(三)、改变花形

　　1、植株、花穗及花朵的形态控制基因在植物不同种间是高度保守的

　　2、根据市场的需求可以选择任何一种花卉改变它的形状

　　3、过度表达或抑制表达一个目前已知的同源基因能够产生一个花卉形态改变的新品种

　　改变花卉株型的方法

　　1、植株形态控制基因在植物不同种间是高度保守的

　　2、根据市场的需求可以选择任何一种花卉改变它的植株形状

　　3、过度表达或抑制表达一个目前已知的同源基因能够产生一个新的花卉植株形态

　　(四)改变颜色

　　1、已经明确了催化花色素生物合成关键步骤的基因

　　2、根据市场需求可以改变任何一种花卉的颜色。例如：红百合、蓝色一串红、白色瓜叶菊等

　　3、过度表达或抑制表达编码色素生物合成途径中关键酶的基因

　　4、转入新的改变花色的基因

　　(五)组学和基因芯片在花卉中的应用

　　1、选择多种主要花卉品系从不同发育阶段花器官中分离及制造基因库

　　2、根据已知开花基因信息，从有用花卉品系中分离所有同源基因

　　3、利用基因芯片技术分析各种花卉品系的所有开花基因表达状态。此类数据将帮助我们选择有应用价值的开花基因，用于改良花卉品种

　　基因芯片分析目标

　　1、了解所有开花相关基因表达的状态，即何时表达以及表达量高低

　　2、分析开花基因表达数据将帮助我们选择在开花过程中起决定作用的相关基因

　　3、通过调节这些相关基因的表达高低，来改良花卉品种

　　基因库研发意义

　　1、此研究将会促成大量有应用价值的开花基因的发现，为花卉改良打下基础

　　2、此研究属本领域的学术前沿，具有在国际顶尖相关文献发表的价值

　　3、此研究所产生的结果是原创性的，可以通过申请国内及国际专利来保护

　　(六)、建立中国重要花卉种质基因库

　　1、研发目标

　　1)、充分及有效利用中国的花卉基因资源

　　2)、将最先进的技术与理念用于研发过程中

　　3)、充分考虑可利用的技术设备及人力资源，制定切实可行研发计划

　　4)、研发计划将以高效快速产生有经济价值的花卉新品种为准则

　　2、实施方案

　　1)、采集、分类及培育中国重要的花卉品种

　　2)、通过传统杂交育种工艺，从各个杂交组合中培育出新的有价值品系。这种工艺过程也将提供有用的基因信息资源

　　3)、通过基因组学手段，在当地花卉资源基因库中发现有价值的基因，为以后花卉改良提供基因资源

　　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、兰花基因

　　我们成功建立了高效、稳定、简便的兰花转化系统。并将花色相关基因CHSA和花期相关基因AP1转入石斛兰中，成功地得到了转基因兰花植株兰花：建立了高效、稳定、便捷的转化系统，经过6年攻关已经解决兰花的转基因难题。

　　四、基因工程花卉的前景与我国花卉产业的现状

　　(一)、传统育种与基因工程(二)、我国花卉产业的现状(三)、转基因花卉市场前景

　　(一)、传统育种与基因工程

　　基因工程育种与常规杂交育种相比有着省时省力和目标性强的优点。

　　转基因花卉可明显克服当前育种的盲目性，大大缩短育种周期，从而创造出技术含量高、市场竞争优势明显的花卉新品种。

　　(二)我国花卉产业现状1、企业数量多，但大型企业少，花卉生产的规模化、集约化程度低，扩大规模势在必行。2、以农户为主体的，不能满足现代化生产的要求。3、花卉市场数量多，但规模不大。4、花卉生产与经营的技术构成较低，花卉新品种研发滞后。

　　(三)、转基因花卉市场前景

　　为推动我国花卉业快速发展，近年内中央和地方相继出台了一批扶持花卉生产的政策。

　　从当前形势看，中国花卉业实现跨越式发展的条件已经基本成熟：

　　1)国民经济的持续快速发展和城乡居民可支配收入的增加，将会有力地拉动花卉消费市场；

　　2)不少地方在农业产业结构调整中已经将花卉业作为重要产业进行了科学规划；

　　3)我国加入WTO后，花卉业的国际合作与交流将更加广泛，有利于提高我国花卉生产的整体技术水平和市场竞争能力。

　　(李毅：北京大学生命科学学院生物技术系副主任教授、博士生导师)(漳州脑库现场录音整理，未经本人审核)