轉基因技術與花卉產業發展

　　李毅

　　基因與克隆已經為大家所廣為了解，他與我們是聯系的，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物。

　　今天我的演講主要有四個部分：

　　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具有重大意義外，對農業科學。進化生物學和分子藥物學等領域的發展都有重要影響。

　　85年第一個轉基因生物在地球上產生，現在已經有1000多種。目前歐洲轉基因技術應用很少，因為美國人做事果斷，歐洲人比較會思考，目前美國的轉基因比加拿大多，其次在是歐洲。

　　目前轉基因技術發展非常快，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大大的減少了對農藥的使用，目前產值不島50億，但未來非常看好，美國科學家目前已經證明，轉基因技術食品對人類身體無害。現在歐洲人也逐漸開始接受轉基因食品。

　　近幾年，我國科學家在基礎研究領域作了大量工作，2002年中國研究人員完成了秈稻基因組框架圖，覆蓋了整個水稻基因組的92%。而瑞士和美國科學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。這是由我國科學家獨立建成的，通過互聯網向全球免費公布。

　　2002年4月5日在美國出版的權威雜志《科學》以封面文章的形式和長達14頁的篇幅發表了題為《水稻(秈稻)基因組的工作框架序列圖》的論文，介紹了由中國科學家獨立自主完成的這一重大科研項目。

　　二、轉基因技術在花卉新品種、新體系中的應用

　　(一)、觀賞植物的基因轉化方法

　　這在理論上是沒有任何問題，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，從而培植成經顏色的蘭花。

　　2002年，科技部已經立項，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

　　傳統技術只能從控制溫度、光線來達到目的，現在人們可以通過基因工程來控制花卉開放的時間。

　　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，通過控制對光線，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被發現，這些基因在所有開花植物中都具有同源性

　　2、可以根據市場的需求去改變任何花卉品種的花季

　　3、通過調控開花基因表達高低來實現花季的改變

　　花季基因 所有植物都有四個主要的信號傳導通道來調節花季，有的通道或者激活或者抑制開花。這些通道具有兩個特性：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

　　如何改變花期

　　1、多數植物開花期長短由植物激素乙烯調控，并且多數植物都具有同源性

　　2、通過調控乙烯合成或者乙烯信號傳導途徑活性來實現花期的改變

　　(三)、改變花形

　　1、植株、花穗及花朵的形態控制基因在植物不同種間是高度保守的

　　2、根據市場的需求可以選擇任何一種花卉改變它的形狀

　　3、過度表達或抑制表達一個目前已知的同源基因能夠產生一個花卉形態改變的新品種

　　改變花卉株型的方法

　　1、植株形態控制基因在植物不同種間是高度保守的

　　2、根據市場的需求可以選擇任何一種花卉改變它的植株形狀

　　3、過度表達或抑制表達一個目前已知的同源基因能夠產生一個新的花卉植株形態

　　(四)改變顏色

　　1、已經明確了催化花色素生物合成關鍵步驟的基因

　　2、根據市場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、過度表達或抑制表達編碼色素生物合成途徑中關鍵酶的基因

　　4、轉入新的改變花色的基因

　　(五)組學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育階段花器官中分離及制造基因庫

　　2、根據已知開花基因信息，從有用花卉品系中分離所有同源基因

　　3、利用基因芯片技術分析各種花卉品系的所有開花基因表達狀態。此類數據將幫助我們選擇有應用價值的開花基因，用于改良花卉品種

　　基因芯片分析目標

　　1、了解所有開花相關基因表達的狀態，即何時表達以及表達量高低

　　2、分析開花基因表達數據將幫助我們選擇在開花過程中起決定作用的相關基因

　　3、通過調節這些相關基因的表達高低，來改良花卉品種

　　基因庫研發意義

　　1、此研究將會促成大量有應用價值的開花基因的發現，為花卉改良打下基礎

　　2、此研究屬本領域的學術前沿，具有在國際頂尖相關文獻發表的價值

　　3、此研究所產生的結果是原創性的，可以通過申請國內及國際專利來保護

　　(六)、建立中國重要花卉種質基因庫

　　1、研發目標

　　1)、充分及有效利用中國的花卉基因資源

　　2)、將最先進的技術與理念用于研發過程中

　　3)、充分考慮可利用的技術設備及人力資源，制定切實可行研發計劃

　　4)、研發計劃將以高效快速產生有經濟價值的花卉新品種為準則

　　2、實施方案

　　1)、采集、分類及培育中國重要的花卉品種

　　2)、通過傳統雜交育種工藝，從各個雜交組合中培育出新的有價值品系。這種工藝過程也將提供有用的基因信息資源

　　3)、通過基因組學手段，在當地花卉資源基因庫中發現有價值的基因，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、簡便的蘭花轉化系統。并將花色相關基因CHSA和花期相關基因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，經過6年攻關已經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業的現狀

　　(一)、傳統育種與基因工程(二)、我國花卉產業的現狀(三)、轉基因花卉市場前景

　　(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省時省力和目標性強的優點。

　　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，從而創造出技術含量高、市場競爭優勢明顯的花卉新品種。

　　(二)我國花卉產業現狀1、企業數量多，但大型企業少，花卉生產的規模化、集約化程度低，擴大規模勢在必行。2、以農戶為主體的，不能滿足現代化生產的要求。3、花卉市場數量多，但規模不大。4、花卉生產與經營的技術構成較低，花卉新品種研發滯后。

　　(三)、轉基因花卉市場前景

　　為推動我國花卉業快速發展，近年內中央和地方相繼出臺了一批扶持花卉生產的政策。

　　從當前形勢看，中國花卉業實現跨越式發展的條件已經基本成熟：

　　1)國民經濟的持續快速發展和城鄉居民可支配收入的增加，將會有力地拉動花卉消費市場；

　　2)不少地方在農業產業結構調整中已經將花卉業作為重要產業進行了科學規劃；

　　3)我國加入WTO后，花卉業的國際合作與交流將更加廣泛，有利于提高我國花卉生產的整體技術水平和市場競爭能力。

　　(李毅：北京大學生命科學學院生物技術系副主任教授、博士生導師)(漳州腦庫現場錄音整理，未經本人審核)