基因工程技术范文10篇

基因工程技术范文篇1

关键词:生物技术;基因工程;细胞工程

现代生物技术的迅猛发展,成就非凡,推动着科学的进步,促进着经济的发展,改变着人类的生活与思维,影响着人类社会的发展进程。现代生物技术的成果越来越广泛地应用于医药、食品、能源、化工、轻工和环境保护等诸多领域。生物技术是21世纪高新技术革命的核心内容,具有巨大的经济效益及潜在的生产力。专家预测,到2010～2020年,生物技术产业将逐步成为世界经济体系的支柱产业之一。生物技术是以生命科学为基础,利用生物机体、生物系统创造新物种,并与工程原理相结合加工生产生物制品的综合性科学技术。现代生物技术则包括基因工程、蛋白质工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等领域。在我国的食品工业中,生物技术工业化产品占有相当大的比重;近年,酒类和新型发酵产品以及酿造产品的产值占食品工业总产值的17%。现代生物技术在食品发酵领域中有广阔市场和发展前景,本文主要阐述现代生物技术在食品发酵生产中的应用。

一、基因工程技术在食品发酵生产中的应用

基因工程技术是现代生物技术的核心内容,采用类似工程设计的方法,按照人类的特殊需要将具有遗传性的目的基因在离体条件下进行剪切、组合、拼接,再将人工重组的基因通过载体导入受体细胞,进行无性繁殖,并使目的基因在受体细胞中高速表达,产生出人类所需要的产品或组建成新的生物类型。

发酵工业的关键是优良菌株的获取,除选用常用的诱变、杂交和原生质体融合等传统方法外,还可与基因工程结合,进行改造生产菌种。

(一)改良面包酵母菌的性能

面包酵母是最早采用基因工程改造的食品微生物。将优良酶基因转入面包酵母菌中后,其含有的麦芽糖透性酶及麦芽糖的含量比普通面包酵母显著提高,面包加工中产生二氧化碳气体量提高,应用改良后的酵母菌种可生产出膨润松软的面包。

(二)改良酿酒酵母菌的性能

利用基因工程技术培育出新的酿酒酵母菌株,用以改进传统的酿酒工艺,并使之多样化。采用基因工程技术将大麦中的淀粉酶基因转入啤酒酵母中后,即可直接利用淀粉发酵,使生产流程缩短,工序简化,革新啤酒生产工艺。目前,已成功地选育出分解β-葡聚糖和分解糊精的啤酒酵母菌株、嗜杀啤酒酵母菌株,提高生香物质含量的啤酒酵母菌株。

(三)改良乳酸菌发酵剂的性能

乳酸菌是一类能代谢产生乳酸,降低发酵产品pH值的一类微生物。乳酸菌基因表达系统分为组成型表达和受控表达两种类型,其中受控表达系统包括糖诱导系统、Nisin诱导系统、pH诱导系统和噬菌体衍生系统。相对于乳酸乳球菌和嗜热链球菌而言,德氏乳杆菌的基因研究比较缺乏,但是已经发现质粒pN42和PJBL2用于构建德氏乳杆菌的克隆载体。有研究发现乳酸菌基因突变有2种方法:第一种方法涉及(同源或异源的)可独立复制的转座子,第二种方法是依赖于克隆的基因组DN断和染色体上的同源部位的重组整合而获得。通过基因工程得到的乳酸菌发酵剂具有优良的发酵性能,产双乙酰能力、蛋白水解能力、胞外多糖的稳定形成能力、抗杂菌和病原菌的能力较强。

二、细胞工程技术在食品发酵生产中的应用

细胞工程是生物工程主要组成之一,出现于20世纪70年代末至80年代初,是在细胞水平上改变细胞的遗传特性或通过大规模细胞培养以获得人们所需物质的技术过程。细胞工程主要有细胞培养、细胞融合及细胞代谢物的生产等。细胞融合是在外力(诱导剂或促融剂)作用下,使两个或两个以上的异源(种、属间)细胞或原生质体相互接触,从而发生膜融合、胞质融合和核融合并形成杂种细胞的现象。细胞融合技术是一种改良微生物发酵菌种的有效方法,主要用于改良微生物菌种特性、提高目的产物的产量、使菌种获得新的性状、合成新产物等。与基因工程技术结合,使对遗传物质进一步修饰提供了多样的可能性。例如日本味之素公司应用细胞融合技术使产生氨基酸的短杆菌杂交,获得比原产量高3倍的赖氨酸产生菌和苏氨酸高产新菌株。酿酒酵母和糖化酵母的种间杂交,分离子后代中个别菌株具有糖化和发酵的双重能力。日本国税厅酿造试验所用该技术获得了优良的高性能谢利酵母来酿制西班牙谢利白葡萄酒获得了成功。目前,微生物细胞融合的对象已扩展到酵母、霉菌、细菌、放线菌等多种微生物的种间以至属间,不断培育出用于各种领域的新菌种。

三、酶工程技术在食品发酵生产中的应用

酶是活细胞产生的具有高效催化功能、高度专一性和高度受控性的一类特殊生物催化剂。酶工程是现代生物技术的一个重要组成部分,酶工程又称酶反应技术,是在一定的生物反应器内,利用生物酶作为催化剂,使某些物质定向转化的工艺技术,包括酶的研制与生产,酶和细胞或细胞器的固定化技术,酶分子的修饰改造,以及生物传感器等。酶工程技术在发酵生产中主要用于两个方面,一是用酶技术处理发酵原料,有利于发酵过程的进行。如啤酒酿制过程,主要原料麦芽的质量欠佳或大麦、大米等辅助原料使用量较大时,会造成淀粉酶、俘一葡聚糖酶、纤维素酶的活力不足,使糖化不充分、蛋白质降解不足,从而减慢发酵速度,影响啤酒的风味和收率。使用微生物淀粉酶、蛋白酶、一葡聚糖酶等制剂,可补充麦芽中酶活力不足的缺陷,提高麦汁的可发酵度和麦汁糖化的组分,缩短糖化时间,减少麦皮中色素、单宁等不良杂质在糖化过程中浸出,从而降低麦汁色泽。二是用酶来处理发酵菌种的代谢产物,缩短发酵过程,促进发酵风味的形成。啤酒中的双乙酰是影响啤酒风味的主要因素,是判断啤酒成熟的主要指标。当啤酒中双乙酰的浓度超过阈值时,就会产生一种不愉快的馊酸味。双乙酰是由酵母繁殖时生成的α-乙酰乳酸和α-乙酰羟基丁酸氧化脱羧而成的,一般在啤酒发酵后期还原双乙酰需要约5～10d的时间。崔进梅等报道,发酵罐中加入α-乙酰乳酸脱羧酶能催化α-乙酰乳酸直接形成羧基丁酮,可缩短发酵周期,减少双乙酰含量。

四、小结

在食品发酵生产中应用生物技术可以提高发酵剂的性能,缩短发酵周期,丰富发酵制品的种类。不仅提高了产品档次和附加值,生产出符合不同消费者需要的保健制品,而且在有利于加速食品加工业的发展。随着生化技术的日益发展,相信会开发出更多物美价廉的发酵制品,使生物加工技术在食品发酵工业中的应用更加广泛。

参考文献

[1]赵志华,岳田利等.现代生物技术在乳品工业中的应用研究[J].生物技术通报.2006,04:78-80.

[2]王春荣,王兴国等.现代生物技术与食品工业[J].山东食品科技.2004,07:31.

[3]徐成勇,郭本恒等.酸奶发酵剂和乳酸菌生物技术育种[J].中国生物工程杂志.2004,(7):27.

基因工程技术范文篇2

关键词:生物技术;基因工程;细胞工程

现代生物技术的迅猛发展,成就非凡,推动着科学的进步,促进着经济的发展,改变着人类的生活与思维,影响着人类社会的发展进程。现代生物技术的成果越来越广泛地应用于医药、食品、能源、化工、轻工和环境保护等诸多领域。生物技术是21世纪高新技术革命的核心内容,具有巨大的经济效益及潜在的生产力。专家预测,到2010～2020年,生物技术产业将逐步成为世界经济体系的支柱产业之一。生物技术是以生命科学为基础,利用生物机体、生物系统创造新物种,并与工程原理相结合加工生产生物制品的综合性科学技术。现代生物技术则包括基因工程、蛋白质工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等领域。在我国的食品工业中,生物技术工业化产品占有相当大的比重;近年,酒类和新型发酵产品以及酿造产品的产值占食品工业总产值的17%。现代生物技术在食品发酵领域中有广阔市场和发展前景,本文主要阐述现代生物技术在食品发酵生产中的应用。

一、基因工程技术在食品发酵生产中的应用

基因工程技术是现代生物技术的核心内容,采用类似工程设计的方法,按照人类的特殊需要将具有遗传性的目的基因在离体条件下进行剪切、组合、拼接,再将人工重组的基因通过载体导入受体细胞,进行无性繁殖,并使目的基因在受体细胞中高速表达,产生出人类所需要的产品或组建成新的生物类型。

发酵工业的关键是优良菌株的获取,除选用常用的诱变、杂交和原生质体融合等传统方法外,还可与基因工程结合,进行改造生产菌种。

(一)改良面包酵母菌的性能

面包酵母是最早采用基因工程改造的食品微生物。将优良酶基因转入面包酵母菌中后,其含有的麦芽糖透性酶及麦芽糖的含量比普通面包酵母显著提高,面包加工中产生二氧化碳气体量提高,应用改良后的酵母菌种可生产出膨润松软的面包。

(二)改良酿酒酵母菌的性能

利用基因工程技术培育出新的酿酒酵母菌株,用以改进传统的酿酒工艺,并使之多样化。采用基因工程技术将大麦中的淀粉酶基因转入啤酒酵母中后,即可直接利用淀粉发酵,使生产流程缩短,工序简化,革新啤酒生产工艺。目前,已成功地选育出分解β-葡聚糖和分解糊精的啤酒酵母菌株、嗜杀啤酒酵母菌株,提高生香物质含量的啤酒酵母菌株。

(三)改良乳酸菌发酵剂的性能

乳酸菌是一类能代谢产生乳酸,降低发酵产品pH值的一类微生物。乳酸菌基因表达系统分为组成型表达和受控表达两种类型,其中受控表达系统包括糖诱导系统、Nisin诱导系统、pH诱导系统和噬菌体衍生系统。相对于乳酸乳球菌和嗜热链球菌而言,德氏乳杆菌的基因研究比较缺乏,但是已经发现质粒pN42和PJBL2用于构建德氏乳杆菌的克隆载体。有研究发现乳酸菌基因突变有2种方法:第一种方法涉及(同源或异源的)可独立复制的转座子,第二种方法是依赖于克隆的基因组DN断和染色体上的同源部位的重组整合而获得。通过基因工程得到的乳酸菌发酵剂具有优良的发酵性能,产双乙酰能力、蛋白水解能力、胞外多糖的稳定形成能力、抗杂菌和病原菌的能力较强。

二、细胞工程技术在食品发酵生产中的应用

细胞工程是生物工程主要组成之一,出现于20世纪70年代末至80年代初,是在细胞水平上改变细胞的遗传特性或通过大规模细胞培养以获得人们所需物质的技术过程。细胞工程主要有细胞培养、细胞融合及细胞代谢物的生产等。细胞融合是在外力(诱导剂或促融剂)作用下,使两个或两个以上的异源(种、属间)细胞或原生质体相互接触,从而发生膜融合、胞质融合和核融合并形成杂种细胞的现象。细胞融合技术是一种改良微生物发酵菌种的有效方法,主要用于改良微生物菌种特性、提高目的产物的产量、使菌种获得新的性状、合成新产物等。与基因工程技术结合,使对遗传物质进一步修饰提供了多样的可能性。例如日本味之素公司应用细胞融合技术使产生氨基酸的短杆菌杂交,获得比原产量高3倍的赖氨酸产生菌和苏氨酸高产新菌株。酿酒酵母和糖化酵母的种间杂交,分离子后代中个别菌株具有糖化和发酵的双重能力。日本国税厅酿造试验所用该技术获得了优良的高性能谢利酵母来酿制西班牙谢利白葡萄酒获得了成功。目前,微生物细胞融合的对象已扩展到酵母、霉菌、细菌、放线菌等多种微生物的种间以至属间,不断培育出用于各种领域的新菌种。

三、酶工程技术在食品发酵生产中的应用

酶是活细胞产生的具有高效催化功能、高度专一性和高度受控性的一类特殊生物催化剂。酶工程是现代生物技术的一个重要组成部分,酶工程又称酶反应技术,是在一定的生物反应器内,利用生物酶作为催化剂,使某些物质定向转化的工艺技术,包括酶的研制与生产,酶和细胞或细胞器的固定化技术,酶分子的修饰改造,以及生物传感器等。酶工程技术在发酵生产中主要用于两个方面,一是用酶技术处理发酵原料,有利于发酵过程的进行。如啤酒酿制过程,主要原料麦芽的质量欠佳或大麦、大米等辅助原料使用量较大时,会造成淀粉酶、俘一葡聚糖酶、纤维素酶的活力不足,使糖化不充分、蛋白质降解不足,从而减慢发酵速度,影响啤酒的风味和收率。使用微生物淀粉酶、蛋白酶、一葡聚糖酶等制剂,可补充麦芽中酶活力不足的缺陷,提高麦汁的可发酵度和麦汁糖化的组分,缩短糖化时间,减少麦皮中色素、单宁等不良杂质在糖化过程中浸出,从而降低麦汁色泽。二是用酶来处理发酵菌种的代谢产物,缩短发酵过程,促进发酵风味的形成。啤酒中的双乙酰是影响啤酒风味的主要因素,是判断啤酒成熟的主要指标。当啤酒中双乙酰的浓度超过阈值时,就会产生一种不愉快的馊酸味。双乙酰是由酵母繁殖时生成的α-乙酰乳酸和α-乙酰羟基丁酸氧化脱羧而成的,一般在啤酒发酵后期还原双乙酰需要约5～10d的时间。崔进梅等报道,发酵罐中加入α-乙酰乳酸脱羧酶能催化α-乙酰乳酸直接形成羧基丁酮,可缩短发酵周期,减少双乙酰含量。

四、小结

在食品发酵生产中应用生物技术可以提高发酵剂的性能,缩短发酵周期,丰富发酵制品的种类。不仅提高了产品档次和附加值,生产出符合不同消费者需要的保健制品,而且在有利于加速食品加工业的发展。随着生化技术的日益发展,相信会开发出更多物美价廉的发酵制品,使生物加工技术在食品发酵工业中的应用更加广泛。

参考文献

[1]赵志华,岳田利等.现代生物技术在乳品工业中的应用研究[J].生物技术通报.2006,04:78-80.

[2]王春荣,王兴国等.现代生物技术与食品工业[J].山东食品科技.2004,07:31.

[3]徐成勇,郭本恒等.酸奶发酵剂和乳酸菌生物技术育种[J].中国生物工程杂志.2004,(7):27.

基因工程技术范文篇3

（一）调整实验课与理论课的设置

根据课程的需要，申请加大了试验课的课时数，加开了基因组DNA提取和RNA提取及RT-PCR试验和体外重组转化试验，使学生完全接触到了分子生物学中的基本操作技术。在毕业设计时就可以独立的进行相关的研究。为了使理论紧密联系实践，加深对基因工程技术的深刻理解，我们根据基因工程课程内容，每一单元授课完毕后安排相应的实验课。调整后的课程安排对同学们加深技术理解起到了重要辅助作用。比如质粒载体讲完后安排了质粒提取和酶切实验。核酸提取技术讲完后安排了大分子DNA提取和RNA提取实验等。每讲授完一门基因工程常用技术即设置一个独立的实验。这样理论紧密联系实践的课程设置，极大加深了学生对课堂授课内容的印象，学习兴趣日渐浓厚，实验课动手操作的主动性较初始明显增强。此外，前期基因工程教学中由于时间限制，往往分大组实验，不能保证每个学生都能参与试验，课时调整后，加了实验考核环节，要求每个实验学生必须亲自操作，从而保证每个人都能掌握基本的操作技能，同时加深理解理论课内容，这在后期的课程结课考试时学生对理论知识尤其与试验相关的部分内容的掌握方面效果非常明显。

（二）设立综合大实验

为了使学生能够更清晰的了解和掌握基因工程的基本路线，依据基因工程的基本操作步骤，在学生毕业前的第六学期，开设了以重组体的构建、转化、筛选和检测以及诱导表达为主线的基因工程综合大实验，锻炼学生整体实验能力。实验中包括目的基因的分离、质粒提取，酶切、目的基因片段的回收等实验操作。通过这一连续实验，学生不仅能够掌握基因工程的实验方法和技术，且对基因工程基本操作路线有了整体的认识和把握。这一整套试验可以锻炼学生对出现的问题进行分析和解决的能力，且能加深理论知识的掌握。根据理论知识调整试验的体系，可以加深理论知识的理解同时，提高了实验的成功率。根据学生的反馈，综合大实验的系统的实验过程培养了学生的动手能力和分析问题解决问题的能力，提高了学生对基因工程课程的热情和兴趣;很多学生因为在该课程教学中对基因工程相关领域内容产生了浓厚兴趣，在课外参加了相关的创新实验研究项目取得了预期的教学效果。

二、理论内容及讲课方法的改革

（一）教学内容的改革

由于生命科学领域功能基因组时代的研究成果日新月异,基因工程技术处于飞速发展的前沿，因此在讲授基因工程主要理论内容的基础上，关注生命科学领域的最新研究成果及国内外研究动态，贯穿于相关的教学内容中。比如基因芯片、基因表达等内容；当前医学领域里应用基因敲除进行一些疑难杂症的疾病治疗；RNAi技术进行功能鉴定等，从而使学生能学习课程的同时了解基因工程当前的研究成果和应用状况，提高学生学习的积极性。此外，通过与实际案例相结合将基因工程的整个过程融于教学中。如观赏园艺因为其功用主要用于观赏而不涉及大家所关注的对人体健康及伦理学的影响，其中花期调控是一些观赏植物的主要育种方向。而利用基因工程实现花期调控的第一步是克隆控制花期的目的基因。在得到目的基因后进行载体的选择和构建，连接转化、表达分析等。

（二）教学方法和手段的改革

基因工程的一些概念抽象，难懂，全英文教学并不利于学生对课程的学习。而全中文形式的教学不利用学生的学术交流，因此教学模式采用中文为主的授课形式，同时对一些专业术语附加英语对照，从而使学生理解专业内容的同时，掌握大量基因工程中的专业术语，如，基因工程（Geneticengineering）、载体(vector)、限制与修饰体系(restrictionandmodification)重组(recombinant)、反转录PCR(RT-PCR)等。对学生阅读相关专业学术文献，有效地把握科研动态，开展科学研究与技术创新具有很大的帮助。在课程学习中鼓励学生关注相关领域的研究并提交课程报告，参与课程教学。这种教学方式使学生在有限的课时中接受基因工程相关的新观念，而且推动学生利用课后时间检索和自学一些基因工程的新技术、新成果，增强学习兴趣与能动性。

基因工程技术范文篇4

关键词：生物工程技术；进展；现状

生物工程包括基因工程、细胞工程、微生物工程发酵工程、酶工程和生物反应器工程。在这五大领域中，基因工程是根据人类的需要对DNA进行设计，使生物表现出新的性状。细胞工程是根据遗传需要进行细胞培养。酶工程利用生物反应装置，产生人类所需要的产品。近年来，生物工程在农学、医药学、医学等方面都有新的收获，这些收获离不开我国科技工作者的努力，他们充分发挥了自己的潜力，为人们提供了巨大的经济效益和社会效益。

1生物工程技术在农学领域的进展

1.1改良种子的蛋白质储量

生物工程技术近几年来发展迅速，可利用生物工程技术提高农作物中蛋白质的含量，在农业中广泛运用，显示出巨大的经济效益，比如，单双子叶植物中的氨基酸含量不同，双子叶植物的赖氨酸含量高，甲硫氨酸的含量不足，而单子叶植物恰恰相反。利用基因工程将二者的蛋白质基因互换，能够提高单双子叶蛋白质的丰富程度，使二者营养价值更丰富。利用我国丰富的衍生资源，寻找氨基酸蛋白质含量丰富的植物，通过人工改造和合成，将基因转移到需要改进的植物中去。

1.2快速无性繁殖，提高存活率

在自然状态下，植物的繁殖需要经过传粉受精，但是所需的周期较长，而且会受到温度、湿度以及病虫害的影响，成活率低。植物细胞具有全能性，通过选择植物不同部位的组织细胞，进行组织培养，能够实现植物的快速繁殖。对于一些稀有的、名贵的花卉，比如一品红、南洋金花等，无性繁殖不仅可以降低培育成本，还不受季节的限制。利用基因工程进行生物载体细胞注射，注入抗病毒基因，通过基因的转录、表达，培育出生命力强的作物，能够提高我国的粮食产量，提高农民的收入，促进经济的发展。

1.3提高储存能力

果蔬在收获时，会在运输途中因为虫害和自身的腐烂造成大量的损失。成熟的果蔬会逐渐变软，不利于存储，主要是因为在果蔬成熟的过程中，自身会产生乙烯，乙烯具有催熟的作用。生物工程技术利用反义技术抑制乙烯合成酶的活性，降低果蔬在成熟过程中乙烯的分泌。水果中的多聚半乳糖醛酸酶能降解细胞壁导致水果在成熟过程中变软，通过向基因组中转入多聚半乳糖醛酸酶的反义基因，就可起到延缓变软的良好效果，从而延迟变软腐败的时间，使果蔬能够长时间储存，减少了经济损失。

2生物工程技术在食品领域的发展

2.1研究新的可食用资源

随着人口的增加，我们面临的不仅仅是住房能源的缺乏，食品的不足也是我们必须考虑的，生物工程技术在食品开发方面做出了很大贡献。微生物食品，利用生物工程技术对螺旋藻进行研究，发现它蛋白质含量高，碳水化合物丰富，脂肪胆固醇含量低，有着很高的营养价值。昆虫类蛋白质，科学家运用生物工程技术在蝇蛆的体内提取纯度很高的几丁质。转基因食品的研究近年来也非常热门，虽然在食用上存在争议，但是转基因食品有着很高的营养价值，微量元素的含量也很丰富。

2.2食品加工

通过基因导入技术，可以获得高产蛋白质和氨基酸的作物。利用基因工程来调节淀粉合成过程中特定酶的含量或几种酶之间的比例，从而达到增加淀粉含量或获得特性独特、品质优良的新型淀粉。酶工程的应用也是生物工程在食品领域的重要代表，可以利用酶的催化性质，将原材料催化成需要的物质。比如淀粉酶的催化，能够使面包更加松软、可口。细胞工程在食品加工方面应用也很广泛，比如运用细胞融合技术，将黄曲霉菌的种间细胞融合，选育出优良的菌株。食品的口感和营养也与生物工程技术息息相关。

2.3食品安全检测

病从口入，许多疾病都是因为食品安全问题导致的。比如，英国的疯牛病和日本的口蹄疫，以及现在流行的禽流感，都是食品卫生问题导致的，因此食品安全检测技术尤为重要。现在用于食品安全检测的生物工程技术有生物传感器技术、免疫学方法、分子生物学技术和生物芯片等。生物传感器通过将待测物质的浓度转换成不同的电信号来检测物质的含量。免疫学预测是根据抗原和抗体的特异性结合，利用不同病菌对不同物质的反应不同进行特异性识别，检测食品是否安全。生物工程技术的应用能够改善人们的膳食结构，提高人们的健康水平。

3生物工程技术在医药领域的发展

3.1生物工程制药

生物工程制药是对微生物和微量元素进行处理，以细胞为基础，使用先进的科学技术使生物产生人类需要的物质。基因工程主要用来研发新的药物，一些药物用传统的方法很难被制造出来，造价也非常昂贵，普通患者根本消费不起。通过基因工程表达基因片段，降低制药的成本，造福人类，同时也能提高药物的纯度，提高药效。运用细胞工程技术培养细胞、组织，再利用这些组织生产出对疾病治疗有帮助的药品，缩短了制药的周期，为人类的健康带来福音。

3.2疾病的诊断

基因突变和外源基因的入侵是造成人类绝大部分疾病的一个重要因素。我们可以从基因的水平进行分析，检测疾病，这也是近些年来我国生物工程技术的发展方向。我国的基因检测技术主要有DNA探针技术、合酶链式反应、生物芯片技术，这些技术能尽早检测出病原性物质，早发现早治疗。基因芯片是运用生物工程技术进行疾病检测的一个重要方法，可以对样品进行大量分析与检测。我国科研人员已经研究出许多遗传病的基因序列，根据这些基因序列，制成基因探针，对各种疾病进行检测，具有针对性强、灵敏度高的特点。

3.3疾病的治疗与预防

我国在疾病的治疗与预防方面也运用了生物工程技术。基因治疗技术有了很大的突破，通过干细胞的移植进行肿瘤和自身免疫系统疾病的治疗也有很好的疗效。转基因和克隆技术也逐渐成熟，在器官移植的过程中，为了减少肌体的排异反应，可以对自身器官进行克隆，为器官移植做出了巨大贡献。在疾病的预防方面，我国研制的基因工程乙肝疫苗已经大规模投入市场，还有许多疫苗正在研制过程中，也取得了不小的成果。生物工程技术在疾病预防中起到了很好的社会效益。

4结语

生物工程技术被视为当今世界的主导产业，在医药、农业、化工、食品等众多产业中都有着很高的使用率，对经济发展有着很大的推动作用，为医学的发展提供了宝贵的技术资源和信息资源。虽然生物工程技术的研究还有许多瓶颈和难题，但是随着科技的进步，这些问题会逐渐解决。只要我们把眼光放长远一点，加大对生物工程技术的资金投入，重视生物工程技术的研究，就一定会有所收获，为社会产生更多的效益，全面改善人们的生活。

作者:姜加良 单位:吉林工商学院

参考文献：

［1］陈章良.植物基因工程研究［M］.北京：北京大学出版社，1992：1-20.

基因工程技术范文篇5

关键词:生物工程;实验教学;质量工程项目;实践体系

分子生物学以遗传学、生物化学、微生物学等为基础,从分子水平揭示生命现象,是生命科学的核心,已成为当今世界的一个主干学科.基因工程是分子生物学的工程应用,是以分子生物学为基础,对生命现象进行工程改造的新兴技术学科.分子生物学和基因工程是生命科学最重要、发展最快的领域,在医疗、制药、食品、农业、化工、环境保护和能源等行业,已经、正在并将继续产生巨大的效益.例如:基因工程已经广泛应用于制药产业,用于药物和疫苗等的研发、改造和生产,在人类健康领域发挥巨大推动力;植物基因工程在作物育种中,对提高作物产量、品质和抗逆性等方面有重要作用[1].以基因工程为核心的生物技术是当代高新技术,生物技术产业正在成为许多国家的战略性新兴支柱产业.生物工程专业在这些领域有广阔的发展和就业前景,相应地也需要以基因工程为主干内容的生物工程上游技术综合实验不断改革发展,从而更加注重培养学生的综合实践能力和创新能力,以适应不断创新发展的生物工程和生物技术产业需求[2].

1改革的必要性

1．1生物工程上游技术实验概述.生物工程是以现代生命科学为基础,综合基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程和蛋白质工程等新技术手段而成的,实验性和应用性极强,因此必须加强实验教学,以提高教学质量[3G4].教育部高等学校生物科学与工程教学指导委员会分别在«生物工程专业规范»(2006年)[5]和«生物工程专业介绍»(2011年)中将“分子生物学与基因工程实验”列为核心实验课程,在生命科学另外2个本科专业(生物科学专业、生物技术专业)也被列为核心实验课程.国内外不同大学的生物类学科都开设了分子生物学与基因工程实验课程.分子生物学和基因工程作为生命科学发展的最前沿,研究技术和研究成果日新月异,国内很多高校都在对相应的课程实验的内容和方法进行改革.复旦大学的基因工程实验内容不但包括原核生物,也包括哺乳动物细胞系,并加入基因可变剪接、功能分析和表达水平定量分析等内容,不但将较新的技术引入实验教学,同时也让学生对于基因工程过程有更全面的理解,并激发他们的学习兴趣和科研兴趣[6].湖南师范大学的袁婺洲等利用自身科研平台,将制作转基因斑马鱼引入基因工程实验课,从通过进行动物表达载体构建和通过显微注射进行转基因,到筛选和鉴定转基因或嵌合体后代,让学生系统理解完整的动物基因工程流程[7].内蒙古的林晓飞等,在基因工程实验中加入制作转基因拟南芥的内容[8].这些教学改革注重综合性和创新性,结合科技发展前沿研究成果,教学成效较好.广州大学生命科学学院自2003年起,开始在生物工程专业开设基因工程实验.为了对接生物技术产业,广州大学生命科学学院首创性地提出了生物工程专业实验改革方案,设置了生物工程上游技术实验、生物工程中游技术实验和生物工程下游技术实验,整合取代原有的实验.该方案于2005年4月通过了广州大学教务处组织的“生物工程专业实验体系改革”论证,2名全国高校生物科学与工程教指委成员参加了论证.随后,陆续为生物类不同专业开设了相应的实验课程,包括生物工程上游技术实验(生物工程专业,64学时)、现代生物技术综合实验(生物技术专业,48学时)、分子生物学实验(生物科学专业32学时).其中,后2门实验课程是从生物工程上游技术实验中精选的与专业相关的实验项目.生物工程上游技术实验将“分子生物学实验”“基因工程实验”及“微生物遗传育种实验”等多门实验课程,有机地统一成一体[9].将这些实验课程整合成若干项基础性、设计性和综合性实验,形成一个完整的实验教学体系,既能节约成本,又能使学生更加系统地掌握实验的基本技术.实验技术也更加接近本学科的前沿,包括:感受态细胞的制备和转化;转化子的筛选;DNA和RNA的提取;基因表达的RTGPCR分析;质粒的提取、酶切和凝胶电泳;多聚酶链式反应(PCR);PCR产物的纯化、克隆和转化;转化子的鉴定等.实验上一环扣一环,前一次实验的结果是后一次实验的材料.所以学生对待每次实验,都必须小心谨慎,课前需认真预习,实验需严格操作,学生的学习习惯和科研态度明显改善.通过本课程的学习,学生可系统掌握很多分子生物学的基本实验技术,包括:DNA、RNA提取和质量分析;DNA的限制性酶切和目的片段的分离;质粒的扩增和提取等.这些基本实验技术将为后续的基因工程等实验课程奠定良好基础.在基因工程和微生物遗传育种实验技术方面,始终围绕本实验室研究较多的蛋白质(如拟南芥生长素反应因子8或钙调素5的生物工程实验技术而展开,从蛋白质的编码基因着手,利用PCR扩增该基因,将该基因克隆于适合在受体菌中表达的载体,并将表达载体导入到受体菌,然后利用表型、选择标记或者分子标记进行转基因后代的筛选和鉴定.学生通过实验,可清晰掌握上游技术实验的精髓.以此为基础,田长恩主编的«生物工程上游技术实验手册»,作为“十一五”国家重点图书出版规划项目———应用生物技术大系系列图书在科学出版社出版[10].1．2目前生物工程上游技术实验的问题及改革设想.尽管如此,目前的生物工程上游技术实验尚存在一些问题.首先,在初步建立的实验项目体系中,使用拟南芥生长素反应因子8基因的片段作为实验对象,尽管可方便基因克隆和鉴定,但却无法通过方便的RTGPCR和表型观察分析其表达情况.在优化的实验项目体系中,用拟南芥钙调素5基因作为实验对象,既可方便基因克隆和鉴定,也可用RTGPCR分析其表达,但却无法方便地进行表型观察.因此,找到一个方便观察表型的基因十分重要.绿色荧光蛋白基因分子不大,其编码蛋白在蓝光下具有绿色荧光,观察十分方便,设备要求简单.故本研究在实验项目优化中首先构建方便遗传操作和转基因产物观察的、载有绿色荧光蛋白基因的表达载体,转化、鉴定获得转绿色荧光蛋白基因的大肠杆菌,用于实验教学.其次,原实验课程主要内容包括原核表达质粒的构建、大肠杆菌感受态细胞的制备和转化,以及对受体菌的筛选和鉴定,均是原核生物基因工程的内容,而没有包括真核生物基因工程的内容.因此,在对实验内容进行优化过程中,加入高等植物的基因工程,利用原生质体转化,将绿色荧光蛋白基因转入水稻,构建外源目的基因的瞬时表达体系,并对目的基因的表达产物进行鉴定,利用荧光显微镜表型直观观察绿色荧光.再次,实验课程教学方式也可进一步优化.目前除最后一次为设计性实验外,本课程大部分实验教学方式较为传统,学生参与文献查阅、实验方案设计、预实验和实验准备不够,造成部分学生学习被动,机械重复实验方案,求知欲不强,学习主动性未能充分发挥,影响学生对分子生物学和基因工程相关学科理论知识的掌握和对实验整体技术路线和原理的理解,造成学生对实验设计的可靠性和科学性理解不够,解决问题能力和数据分析能力较差.

2改革内容

针对上述问题,对生物工程上游技术实验教学,进行了从内容到教学方式、考核方式的改革.2．1结合科研优势改革课程内容.在新工科背景下,高校工程技术实验课程教学模式正在经历改革[11],其中一个热点就是将科研实验转化为教学实验[12].我校“生物工程上游技术实验”面向生物工程专业大三学生,开设在第六学期下半学期.在本课程之前,学生已经完成细胞生物学、分子生物学、遗传学和部分基因工程等专业基础课程及其相关实验,掌握了大分子DNA提取、聚合酶链式反应、限制性内切酶实验等分子生物学基础技术,具备了较为全面的生物工程相关知识和实验技术,在此基础上开设了这门更具连贯性、系统性和设计性的综合性实验,提高学生的综合实践能力和创新能力.本课程教研组成员的主要研究领域为植物遗传学,具体方向为植物抗逆基因的发现和功能研究.结合教师的研究方向,发挥自身领域的优势和专长,将研究工作中常用的高等植物基因工程引入实验课程中,依托较为完备的科学研究平台,把教师在研究工作中积累的成熟研究方法、实验模型和体系,以及科学实践经验运用到教学工作中.本实验课程一方面保留了原课程中的质粒DNA提取、质粒构建、原核生物转化和重组验证等经典内容,同时结合生物科学和技术的发展前沿,增加了真核生物转化、转基因植物瞬时表达体系的构建和鉴定等内容.本课程的主要设计流程是:提取包含绿色荧光蛋白(Greenfluorescentprotein,GFP)基因的质粒;使用PCR技术扩增所需目的基因GFP;将目的基因与细菌植物双元瞬时表达载体进行重组;使用化学法制备和转化大肠杆菌感受态细胞;筛选阳性重组子等.通过荧光显微镜观察绿色荧光、提取mRNA逆转录cDNA,进行PCR检测或者提取目的基因表达产物GFP,并进行Western蛋白质印迹分析,来检测外源目的基因是否转入大肠杆菌中,并表达成功,从而筛选转入GFP基因的转基因受体菌.经鉴定后,从成功转入目的基因的大肠杆菌重组子种提取质粒,制备水稻的原生质体,利用原生质体转化法将目的基因GFP转入水稻原生质体,通过荧光显微镜观察瞬时表达的GFP的绿色荧光.与改革前课程的实验流程相比,做了如下创新.首先,实验不但包括原核生物的基因克隆,还包括真核生物水稻原生质体的转化.从包含目的基因的大肠杆菌中提取质粒,然后以质粒为模板,使用PCR技术扩增目的基因,将目的基因插入细菌和植物双元质粒,构建重组表达质粒,通过化学方法制备和转化大肠杆菌感受态细胞,进而将质粒转化水稻原生质体.其次,传统生物工程实验一般利用PCR来筛选和验证外源基因的导入和正确表达,而改革后的课程,学生在前期学习的基础上,通过查找文献自行确定和撰写筛选转化子以及转化植物细胞的实验方案.学生设计的鉴定方法,不但包括传统DNA层面的检测,也包括转录水平和蛋白质水平的检测,具体包括:从转化的细胞中提取总RNA,通过逆转录获取cDNA,使用GFP特异性引物进行PCR或定量PCR,对外源基因的表达进行转录层面的检测;从细胞中提取蛋白质,利用抗GFP特异性抗体进行Western蛋白质印迹检测目的蛋白;利用荧光显微镜观察活体水稻细胞,检测GFP的荧光.在新实验课程中,学生可以学习和操作更多方面的分子生物学和基因工程技术,与理论知识有效结合,加强与其他课程内容(如植物学)的联系,对生物工程上游技术的理解更加完整和连贯.2．2建立自主研究型教学模式.为了提高学生独立创新和解决问题的能力,提升他们对科学研究的兴趣,培养创新型人才,也对教学模式进行了改革.本课程具有连贯性特点,只有完成前面的实验后才能进行后续实验,而且部分实验所需时间较长,实验进度较难统一,为此,采取了前期实验统一讲解统一操作,后期实验则由学生自主设计、独立实验并撰写课程论文的教学模式.在前期的提取质粒、PCR、PCR产物的纯化和克隆、大肠杆菌感受态细胞的制备和转化、筛选目的转化子和细菌培养(见图1)等实验中,由教师制订实验方案,统一讲解实验原理和实验步骤、实验设计思路、相关技术的目的和要点及常用实验设备操作规范等,帮助学生理解各项技术原理,熟悉实验操作和实验室规范,掌握实验设计方法,使他们在实践中融会贯通理论知识,为后期的设计性实验打好基础.在后期利用不同方法筛选和鉴定转化大肠杆菌细胞,以及原生质的制备、转化和鉴定实验中,采用研究型实验的教学方法.在实验开始前,要求学生阅读大量文献,了解现代基因工程实验的主流常用技术,结合植物学、分子生物学等相关课程,以及前期的实验,自主制定实验方案,包括自主选择鉴定导入外源基因并表达目的蛋白的大肠杆菌细胞的方法、从筛选获得的目的转化子中提取质粒的方法、制备水稻原生质体的方法、将质粒转入原生质体的方法等.在开始实验前,学生需提交实验设计和技术路线方案,再经过课堂讨论,并在教师指导下,修改完善实验方案.学生按照修改完善后的方案,独立操作完成后续实验.考虑到每个学生的实验方案不同,实验进度和所需时间有差异,在实验课程期间,全面开放实验室,由学生自行安排.同时,教师和实验室人员对学生的实验进行监督,保证实验过程安全规范,并解答学生在操作中的疑问.在实验完成后,学生将提交学术论文形式的课程论文,包括摘要、前言、材料和方法、结果和讨论,以及结论等.在此过程中,学生不只完成实验报告,而是要将整个生物工程上游技术实验视为一个科研项目,要提取目的基因,将其转入大肠杆菌和植物,并予以正确表达;要综述中外研究进展,阐述实验设计思路;要利用适宜的统计方法处理数据,分析实验结果,并讨论实验过程中存在的问题.这项课程论文及自主实验前的实验设计报告占实验课程总成绩的50％,前期实验的报告占总成绩的另外50％.这样的教学方式使学生不是机械地完成重复性实验,单纯学习生物工程技术操作,而是能更深刻地理解技术的原理,并将技术作为手段用于一项连贯完整的科学研究.更重要的是,通过一个实验课程,使学生既可学习实验设计的思路,理解实验设计的可行性和可靠性,又可在此过程中培养严谨的科学思维,提高综合处理问题能力和创新能力.同时,通过自行设计实验和独立操作,完成一个完整的转基因过程,并得到明确的实验结果,特别是直观地观测到绿色荧光蛋白的荧光,能够提高学生的成就感,增强他们对科学研究的兴趣.

3结语

基因工程技术范文篇6

关键词:生物工程技术;食品领域;应用;探讨

在人们生活中，食品是必需品，是重要的能量来源。新时期，随着人们的生活条件的不断提升，对于食品质量、种类提出了更高的要求。当前传统技术已经逐渐无法满足食品领域发展需求，生物工程技术的出现与应用，为食品领域的发展带来了契机。

一、生物工程技术在食品领域中的应用价值分析

(一)优化和改善了食品原料性能。现阶段，生物工程技术在食品领域实现了广泛应用，极大的提升了食品生产、加工水平，同时也在一定程度上优化了食品原料性能。以转基因技术为例，利用转基因技术重组转化食品原料DNA，改良食品原料的性能，能够达到更高的食品口感、质量及营养价值。例如:以玉米为原材料的食品为例，应用转基因技术进行处理，改变其营养结构及成分，改变过去单一的口味，使得玉米类食品具备更好的口感、柔软度，同时要更好地保留了食品的原有营养价值，进而满足消费者对于食品的多元化需求。不仅如此，当前转基因技术在豆类食品生产加工中也有着较为广泛的应用，将转基因技术应用于大豆油生产中，能够提升其蛋白质含量，科学调整酶比例，增加淀粉含量，使其具备更高的营养价值，保证产品质量。以防腐技术为例，在食品生产中的应用也越来越广泛，在防腐技术的支撑下，延长了食品的保鲜期，避免过早的损坏，不仅能够保持原有的颜色，而且食品的口感及营养价值也不会被破坏。(二)极大地丰富了食品的种类。现阶段，人们的生活条件显著提升，对于食品的种类、颜色、质量等方面的要求越来越高，为更好地满足广大消费者的多元化需求，食品领域逐渐加强了对食品种类、功能等方面的研发。在过去的一段时间里，食品开发主要依靠的是分离提取技术先和化学合成技术，虽然在食品开发中起到了一定的效果，但是在功能性食品开发中却具备较强的局限性，应用效果较差。然而生物工程技术的出现与应用，使得食材配置更加的多元化，使得食品种类更加的丰富，这样一来，就更好地满足了广大消费者的需求，提升了食品企业的市场核心竞争力。(三)提高了食品品质。近年来，食品安全问题的频频发生，为人们敲响了警钟，当前人们越来越重视食品质量安全问题。在过去，食品生产大多依靠的人工和机械设备进行生产加工的，所应用的技术及制作方法较为落后，整个生产过程由于受到环境、人为因素的影响，导致食品质量得不到保障。将生物工程技术应用于食品领域中，能够更好地保证食品质量安全。以微生物发酵技术为例，在豆制品、面包、发酵饮料的生产制作中，均发挥着至关重要的作用。这些发酵型食品，需要筛选并培养无害类生物菌群，借助发酵技术、基因改良技术，则能够改善食品的pH值和水活性，阻碍腐败微生物的生长，促进食品核苷酸和氨基酸等有益物质的生成，使得食品具备更加良好的色泽及口感。

二、生物工程技术在食品领域中的具体应用探讨

生物工程技术在食品开发中的应用。众所周知，“民以食为天”，尤其是近年来随着人口数量的不断增加，生活条件的不断提升，对于食品的需求量越来越大，并且越来越重视食品的保健功能及营养价值，这极大地促进了食品资源的开发。在食品开发领域中，生物工程技术发挥着至关重要的作用，具体来说，主要体现在以下几个方面:首先是新型食品的开发。新型食品的开发，离不开生物工程技术的支撑，在生物工程技术的支撑下，微生物食品得以开发，这些食品具备更高的蛋白质，并且生长周期非常短，成本非常低，因此是新型食品开发所必不可缺的技术。尤其是在藻类生产SCP(微生物蛋白)的时候，应用生物工程技术制作微生物菌体，促使其具备蛋白质性质，将微生物蛋白中的蛋白质含量控制在40%～80%，同时也能够保持氨基酸组分均衡，富含多种维生素，能够赋予食品更高的品质。需要注意的是，利用部分废物废料也能够制造微生物蛋白，但却会影响人体健康。所以在新型食品开发中对于生物工程技术的应用，必须要保证食品安全，避免危害人体健康。其次是功能食品的开发。当前人们对于功能性食品的需求量越来越大，食品所具备的保健功能得到了越来越多人的关注，这极大地推动了功能食品的开发。功能性食品并不会危害人体健康，相反，还能够实现对人体功能的有效调节，不同的人群，适用于不同的功能性食品。因此当前越来越多的食品企业纷纷加强了对功能性食品的开发与生产。生物工程技术在功能性食品开发中，应用显效果非常显著，结合原材料的生理功能，科学配置食品原材料，能够极大地提升功能性食品开发水平，满足不同群体对于功能性食品的需求。

三、生物工程技术在食品检测中的应用

市场经济快速发展的背景下，食品行业发展充满活力，同时也促进着食品领域的多元化发展，在这一过程中，食品安全方面的问题引发了社会各界的高度关注。为保证食品质量安全，监管部门要认真做好对食品质量的检测工作。在食品检测中，分子生物学技术、免疫学方法、生物传感器技术和生物芯片技术，均发挥着重要的应用作用及效果，使得食品安全检测效率提升，及时地发现并处理问题食品，保证消费者健康。首先，分子生物学技术在食品检测中的应用，主要以食品结构、食品功能、食品组织分析为主要内容。该技术涵盖多方面的技术，常用的多聚酶链式反应技术、核酸分子杂交技术等。以多聚酶链式反应技术为例，应用该技术检测食品，不仅操作非常的简单方便，而且还具备较高的灵敏度，无论是转基因食品、微生物食品，还是食品原材料，均能够实现快速高效的检测。其次，免疫学方法，该技术是结合抗原和抗体两者之间的特异性结合发生于生物体外的特征，检测食品质量状况的。在检测中，需要使用含有特异性抗体的血清，该检测方法也被称之为血清学检测法。应用该技术检测食品质量，成本低，检测效率高，并且检测范围较广。当前该技术已经被广泛应用于食品农残检测、食品掺假检测、食品污染细菌真菌和毒素的检测中。再次，生物传感器技术在食品检测中的应用，主要是利用传感器对食品待测物的不同程度的响应来检测食品质量。该技术包括微生物传感器和酶传感器，其整个检测流程较为简单，并且检测效率及质量较高。当前生物传感器技术已经被广泛应用于食品毒素、添加剂、新鲜度以及细菌的检测中，是保证食品质量安全的重要检测技术。最后，生物芯片。站在狭义的角度上来说，生物芯片包括寡核苷酸微阵列、蛋白质微阵列等，在食品检测中应用该技术，借助扫描仪等仪器设备进行微阵列分析，并从中获得微阵列当中所含有的生物活性物质，利用计算机采集生物活性物质的各项反应数据并进行深入的分析，最终得到相应的检测数据，完成食品质量安全检测。站在广义的角度上来说，生物芯片技术指的是利用微型固体波型器件来检测食品质量状况，整个检测环节效率高，并且所需样本少。

四、生物工程技术在食品加工中的应用

食品加工是食品生产的重要环节，该项工作的开展，需要借助人力或者机械设备，将原材料加工制作为半成品或者成品。新时期，传统食品加工技术效率低，并且综合利用率不高，极易导致浪费。然而将生物工程技术应用于食品加工环节，能够极大地提升食品的加工效率，同时也使得食品具备了更高的附加值和综合利用率。首先，在食品加工中，基因工程技术的应用非常广泛，尤其是在加工处理食品原材料的时候，基因工程作用巨大。技术人员借助基因工程技术，改良食品当中蛋白质，提升原材料质量，能够更好地保证食品加工质量。以蛋白质类食品原材料为例，应用基因工程技术即可改良出高产蛋白质和富含氨基酸的食品，例如:转基因大豆等。而对于碳水化合物类食品原材料来说，应用基因工程技术，则会改良淀粉的合成，提升特定酶含量，对酶的比例进行合理化的调整，提升食品原材料淀粉含量，例如:转基因马铃薯等。和非转基因食品相比较而言，转基因食品成本低，当前被广泛应用于酱油、奶酪等食品的加工制造中。其次，在食品加工环节，酶工程的应用也非常广泛，依靠酶的催化作用来转化食品的原材料，提升食品的价值。当前酶工程技术凭借自身显著的优势，被广泛应用于肉制品、饮料和乳制品的生产加工中。再次，在食品加工环节，细胞工程的应用主要是依靠细胞生物学方法，改造食品，常用的技术主要包括细胞融合、代谢、培养技术等等，取得了良好的应用效果，提升了食品的质量及营养价值。最后，在食品加工环节，发酵工程发挥着重要的作用，和其他技术相比较而言，发酵工程在食品加工中的应用最早，在现实生活中我们所需要的面包、啤酒和果汁等食品的生产加工，均是建立在发酵工程技术的基础之上的。借助微生物发酵技术，能够获得多种产物，包括:核苷酸、氨基酸等，赋予食品更高的营养价值。例如:利用乳酸菌可以发酵酸奶，这是发酵工程技术的重要应用体现。

五、结语

综上所述，现阶段，生物工程技术凭借自身多方面的优势，在食品领域中起到了重要的应用价值。在应用生物工程技术的过程中，要充分发挥出其在食品开发、食品检测以及食品加工中的价值作用，保证食品质量安全，满足人们对于食品的多元化需求，促进食品领域的良好发展及社会经济的可持续发展。

参考文献:

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［3］廖富迎，郑文辉，王夏燕．微生物发酵工程对食品营养及保健功能的影响［J］．食品安全导刊，2018(33):146-147．

［4］高子涵．试论生物工程技术在食品领域中的应用［J］．科技创新导报，2018(22):83+85．

基因工程技术范文篇7

我国生物技术药物的研究和开发起步较晚，公务员之家，全国公务员公同的天地直到年代初才开始将重组技术应用到医学上，但在国家产业政策特别是国家“”高技术计划的大力支持下，使这一领域发展迅速，逐步缩短了与先进国家的差距，产品从无到有，基本上做至了国外有的我国也有，目前己有种基因工程药物和若干种疫苗批准上市，另有十几种基因工程药物正在进行临床验证，还在研究中的药物数十种。国产基因工程药物的不断开发生产和上市，打破了国外生物制品长期垄断中国临床用药的局面。目前，国产干扰素α的销售市场占有率已经超过了进口产品。我国首创的一种新型重组人γ干扰素并已具备向国外转让技术和承包工程的能力，新一代干扰素正在研制之中。

我国目前登记在册的生物技术企业共有家，但其业务真正涉及到基因工程的企业只有家，其中已向上级部门申报基因药物、并登记立项的企业只有家左右，而已经取得生产生物基因工程药物试产或生产批文的制药企业仅为家。

目前，国内市场上国产生物药品主要是基因乙肝疫苗、干扰素、白细胞介素⒉增白细胞、重组链激酶、重组表皮生长因子等种基因工程药物。组织溶纤原激活剂、白介素⒊重组人胰岛素、尿激酶等十几种多肽药品还进行临床、Ⅱ期试验，单克隆抗体研制已由实验进入临床，型血友病基因治疗已初步获得临床疗效，遗传病的基因诊断技术达到国际先进水平。重组凝乳酶等多种基因工程新药正在进行开发研究。根据有关部门预测，未来我国生物技术药物年均增长率不低于，到××年总产值可达亿元人民币，利润可达亿元人民币。

我国生物医药产业虽然发展较快，但也存在着严重的问题，突出的问题表现在研制开发力量薄弱，技术水平落后项目重复建设现象严重企业规模小，设备落后等几个方面。目前国内基因工程药物大多数是仿制而来，国外研制一个新药需要年的时间，平均花费亿美元，而我国仿制一个新药只需几百万元人民币，年左右时间再加上生物药品的附加值相当高，如诊断试剂成本仅十几元，但市场上却卖到一百多元，因此许多企业包括非制药类企业纷纷上马生物医药项目，造成了同一种产品多家生产的重复现象。我国生物技术制药公司虽然已有多家，但真正取得基因工程药物生产文号的不足家。全国生产基因工程药物的公司总销售额不及美国或日本一家中等公司的年产值。企业规模过小，无法形成规模经济参与国际竞争。

“入世”以来对我国生物制药行业造成的冲击

⒈进口生物药品的冲击

从进口关税的角度看，以前制剂药品进口的关税为目前关税已经逐步下调，估计年内将减到的水平。关税的下调使得国内的生物制药企业将失去靠关税政策保护下的竞争力。

⒉外资企业直接进入带来的冲击

世界上很多生物制药企业都已直接或间接进入我国市场，它们不仅将自己获得批准的药品迅速来中国注册，同时将生产线建在中国境内生产，有的还将新药开发的临床试验移到中国境内来完成，这对国内相关企业造成很大的威胁。

⒊国外新药开发的冲击

生物制药是一个需要高投入的新兴行业，年美国对生物工程的风险投资已超过亿美元，而且每年追加的投资都在亿美元以上。我国在生物制药研究上的资金投入严重不足，在新产品的研究上极其缺乏竞争力，新药开发进程缓慢。在国外，一项基因工程药物的研制就需耗资亿美元甚至更多，而我国十几年来对生物制药的总投入还不到亿元人民币。一但国外竞争对手抢先申报药品专利权，就会使国内的前期开发投资落空。

⒋外国公司市场开发的优势

一个基因工程新药的市场开发需要很长的时间和大量的资金投入。由于欧美一些公司强大的资金实力，可以在市场开发上投入巨额资金，做大量的产品宣传，并可以在长时间不盈利的情况下继续生存，这是中国公司所无法相比的。

⒌知识产权的纷争

由于我国国力有限，对新药研究开发资金投入不足，目前除科兴生物技术公司干扰素外，国内生产的大部分基因工程药物都是模仿而来，这将潜伏着巨大的危机。年以来，随着国外高科技产品在国内申请专利，欧美国家来我国申请专利越来越多，如、、、等。

我国生物制药产业发展方向

⒈中草药及其有效生物活性成份的发酵生产。

⒉改造抗生素工艺技术。

在目前各类药物中，抗生素用量最大，应研究采用基因工程与细胞工程技术和传统生产技术相结合的方法，选育优良菌种，研究并尽快使用大规模生产技术——表霉素酰化酶固定技术工艺生产半合成表霉素。还应加快应用现代生产技术生产高效低毒的广谱抗生素。

⒊大力开发疫苗与酶诊断试剂。

这方面我国已有一定基础，开发重点是乙肝基因疫苗与单克隆抗体诊断试剂。

⒋开发活性蛋白与多肽类药物。

这方面的开发重点是干扰素、生活激素与等。

⒌开发靶向药物，以开发肿瘤药物为重点。

轻骑海药开发研制的抗肿瘤药物“紫杉醇”注射液就属于该类药物。它已于年月正式投放市场。

⒍发展氨基酸工业和开发甾体激素。

应用微生物转化法与酶固定化技术发展氨基酸工业和开发甾体激素，并对现在传统生产工艺进行改造。

⒎人源化的单克隆抗体的研究开发。

目前的单克隆抗体，多为鼠源抗体，注入人体后会产生抗体抗抗体或激发免疫反应。目前国外己研究噬菌体抗体技术，嵌合抗体技术，基因工程抗体技术以解决人源化抗体问题。

⒏血液替代品的研究与开发。

由于人血难免被各种病原体所污染，如爱滋病病毒及乙肝病毒等，通过输血而使患者感染爱滋病或乙型肝炎的案例时有发生，因此利用基因工程开发血液替代品引人注目。上海海济生物工程有限公司日前开发研制成功的基因工程血清白蛋白，给患者带来福音。

基因工程技术范文篇8

论文摘要基因工程在植物花色改良中正发挥着越来越来重要的作用，综述了植物花色苷基因工程所采用的方法和策略，包括花色苷生物合成基因的分离克隆、基因的遗传转化和基因工程改良的基本策略。

利用基因工程改良花色是花卉分子育种的重要手段，不再受植物亲缘关系的限制，花色改良的效果通过目测和少量辅助手段即可判断[1]。花色苷是植物次生代谢过程中产生的黄酮类物质，它是花色素与糖以糖苷键结合而成的一类化合物，广泛存在于植物各组织细胞的细胞液中，使植物呈现从红、紫到蓝等的不同颜色[2]。花色苷的生物合成途径是被最为广泛而深入研究的植物次生代谢途径，特别在主要模式植物中，已经有了清楚的认识[3]。许多花色苷生物合成途径中的关键酶基因和调节基因均已经从不同植物中克隆到[3，4]。转基因花卉主要用于观赏，易被公众接受，具有传统育种手段难以比拟的优越性，必将给花色改良带来革命性的影响，已成为当前花卉育种研究的热点。

1花色苷生物合成基因的分离和克隆

植物花色苷基因工程改良遵循一般植物基因工程规律，了解特定色素生物合成途径、克隆关键酶的基因是植物花色基因工程改良理论依据和前提。首先是花色苷生物合成途径基因的克隆，第1个被分离的花色苷合成酶基因是CHS基因，它是从欧芹（Petroselinumcnispum）悬浮细胞用差异杂交分离到的[5]；以后利用转座子标签、PCR扩增、异源杂交、差异cDNA克隆、电子克隆、蛋白质纯化与差异筛选等方法分离克隆到了多个花色苷生物合成相关基因。花色苷的生物合成是从莽草酸代谢途径合成苯丙氨酸和脂肪酸合成代谢合成丙二酰CoA开始，经苯丙烷类途径合成[6]。根据基因对花色苷生物合成的作用可分为结构基因和调节基因[7]。结构基因直接编码花色苷生物合成途径中的生物合成酶类，如PAL、4CL、CHS、CHI、F3H、DFR、F3′H、F3′5′H、ANS、3GT等基因；另一类是调节基因，它们调控花色苷生物合成基因的表达强度和模式，同时控制花色苷在时空上的变化，如AN1、AN2、JAFl3和AN11等[8]。

2基因遗传转化的方法

基因转化的主要方法有农杆菌介导法[9]、基因枪法[10]、花粉管导入法[11]、化学试剂诱导法[12]和电穿孔法[13]等。

农杆菌介导的基因转化方法是迄今最可靠、最有效的转化方法。现在的转基因再生植物中，80%以上是用这种方法获得的，主要有叶盘转化法、整株感染法和原生质体转化法[14]。

基因枪法又称微弹轰击法，是由康乃尔大学Sanford等[10]建立的基因导入方法，其基本原理是利用亚精胺、聚乙二醇的粘附作用将外源DNA包被在微小的金粒或钨粒表面，然后在高压的作用下微粒被高速射入受体细胞或组织。

花粉管通道法最早由周光宇提出[11]，其基本原则是利用开花植物授粉后形成的花粉管通道使外源DNA沿着花粉管进入胚囊，转化尚不具备正常细胞壁的卵、合子或早期胚胎细胞的方法。

化学诱导法[12]的主要原理就是聚乙二醇、多聚-L-鸟氨酸、磷酸钙在pH值较高的条件下诱导原生质体摄取外源DNA分子。

电穿孔法又称电激法，首先由Neumann提出[13]，是在高压电脉冲作用下，在新鲜分离的原生质体的质膜上形成可逆性的瞬间通道，从而发生外源DNA的摄取。

此外，还有脂质体转化法、低能离子束法、病毒载体转化法、转座子介导法和浸泡法等。

3花色苷基因工程改良的基本策略

花色苷合成由多个代谢步骤、多基因决定，所以利用基因工程改造花色苷一个重要策略就是还原法，即欲修饰某个性状时，先要明确决定该性状的特异生化物质，然后对形成该生化物质的代谢途径进行基因工程操作。具体就是分析催化各反应步骤的酶、编码这些酶的基因及其表达调控[15]。多步骤的代谢途径有限速步骤，而限速步骤对整个代谢途径起着决定性作用，所以对限速步骤的遗传操作往往是还原法的重要突破口。增强某种关键酶的表达，往往可使花色苷合成途径朝生成其催化产物的方向进行；而抑制该酶的表达，则会使反应朝合成途径的另一分支进行，导致另一种产物的积累[16]。

3.1反义抑制法

利用基因工程技术进行花色苷修饰的常用方法是反义抑制法，首先明确决定花色苷的特异生化物质，然后分析该生化物质代谢途径中催化各反应步骤的酶，克隆编码这些酶的基因，反向转入到目的植株中，外源DNA转录产物与内源的互补mRNA结合，而抑制目的植株中这些生化物质的合成[17]。利用该技术已在矮牵牛[17，18]、菊花[19-21]等几种观赏植物中进行成功了花色修饰。

3.2共抑制法

共抑制法，又称正义抑制法，即正向导入1个或几个内源基因的额外拷贝，反而抑制该内源基因转录产物mRNA的积累，进而抑制该内源基因的表达[22，23]。该技术在矮牵牛[24]、菊花[19]、蓝猪耳[25]等花卉的花色修饰方面已取得成功。

3.3导入调节基因

如果植物已具色素合成结构基因，只是因为组织特异性或缺乏调节基因表达产物的激活而不表达时，导入调节基因并使之适当表达可活化特定的结构基因，改变花色。如Quattrocchio等[26]将系列花色苷合成的调节基因转入矮牵牛，获得红色的愈伤组织和粉红色花色的转化株。Kim[27]将玉米C1基因通过农杆菌介导转入烟草，使株花瓣变狭长，颜色显著变浅。

3.4导入新的外源基因

Meyer等[28]首次将源自玉米的编码DQR的A1基因导入矮牵牛白花突变体中，产生了开砖红色花的矮牵牛。1992年澳大利亚CalgenePacific公司与日本Sundory公司合作向蔷薇中导入F3′5′H基因获得成功，同年该公司在矮牵牛中导入该基因获得蓝色矮牵牛[29]。此外，在花色基因工程操作中，也可以导入调节基因以增强或减弱原有代谢产物表达，或导入其他与花成色作用有关的基因，如pH基因、辅助色素基因、细胞形状基因等，也可以同时导入与某种花色有关的多种基因。

4植物花色苷基因工程改良的安全性

植物花色色素属次生代谢产物，与植物防御系统相关。因此，基因工程改良花色可能妨碍植物的生存。同时，无法预测外源基因在转基因植株遗传背景中会产生的作用和后果[1]，在环境安全性方面存在潜在的威胁，如转基因花卉杂草化、产生对人类有害的代谢物、因基因漂流而污染环境、给传统的传粉者带来困惑等。

5参考文献

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基因工程技术范文篇9

关键词：钾离子通道；结构；基因

离子通道(ionchanne1)是跨膜蛋白，每个蛋白分子能以高达l08个／秒的速度进行离子的被动跨膜运输，离子在跨膜电化学势梯度的作用下进行的运输，不需要加入任何的自由能。一般来讲，离子通道具有两个显著特征：

一是离子通道是门控的，即离子通道的活性由通道开或关两种构象所调节，并通过开关应答相应的信号。根据门控机制，离子通道可分为电压门控、配体门控、压力激活离子通道。

二是通道对离子的选择性，离子通道对被转运离子的大小与电荷都有高度的选择性。根据通道可通过的不同离子，可将离子通道分为钾离子(potassiumion，K)通道、钠离子(natriumion，Na)通道、钙离子(calciumion，Ca2)通道等。其中，K通道是种类最多、家族最为多样化的离子通道，根据其对电势依赖性及离子流方向的不同，可把K通道分为两类：①内向整流型K通道(inwardrectifierKchannel；Kin)，②外向整流型K通道(outwardrectifierKhannel；Kout)。K是植物细胞中含量最为丰富的阳离子，也是植物生长发育所必需的唯一的一价阳离子，它在植物生长发育过程中起着重要的作用，具有重要的生理功能。植物中可能存在K通道，这一点早在20世纪6o年代植物营养学界就有人提出，而一直到80年代才被Schroeder等人[23证实，他们利用膜片钳(patchchmp)技术，首先在蚕豆(V／c／afaba)的保卫细胞中检测出了K通道钾离子通道的结构单个钾离子通道是同源四聚体，4个亚基(subunit)对称的围成一个传导离子的中央孔道(pore)，恰好让单个K通过。对于不同的家族，4"亚基有不同数目的跨膜链(membrane。span。ningelement)组成。两个跨膜链与它们之间的P回环(porehelixloop)是K通道结构的标志2TM／P)，不同家族的K通道都有这样一个结目前从植物体中发现的K通道几乎全是电压门控型的，如保卫细胞中的K外向整流通道等，其结构模型如图2一a所示。离子通透过程中离子的选择性主要发生在狭窄的选择性过滤器(selectivityfilter)中(图2一b)，X射线晶体学显示选择性过滤器长1．2nIll，孔径约nIll，K钾离子通道的作用.有关K通道在植物体内的作用研究并不多。

从目前的结果来看，认为主要是与K吸收和细胞中的信号传递(尤其是保卫细胞)有关。小麦根细胞中过极化激活的选择性内流K通道的表观平衡常数Km值为8．8mmol／L，与通常的低亲和吸收系统Km值相似[。近年来，大量K通道基因的研究表明，K通道是植物吸收转运钾离子的重要途径之一。保卫细胞中气孔的开闭与其液泡中的K浓度有密切关系。质膜去极化激活的K外向整流通道引起K外流，胞质膨压降低，导致气孔的关闭。相反，质膜上H．ATPase激活的超极化(hyperpolarization)促使内向整流钾离子通道(Kin)的打开，引起K的内流，最终导致气孔的张开钾离子通道相关基因及其功能特征迄今，已从多种植物或同种植物的不同组织器官中分离得到多种K通道基因(图3)，根据对其结构功能和DNA序列的分析，可以把它们分为5个大组：工，Ⅱ，Ⅳ组基因属于内向整流型通道；m组属于弱内向整流型通道(weaklyinwardAKT1ArabidopsisKTransporter1)是第一个克隆到的植物K通道基因，采用酵母双突变体互补法从拟南芥cDNA文库中筛选出来cDNA序列分析表明，AKT1长2649bp，其中的阅读框为2517bp，编码838个氨基酸残基组成的多肽，相对分子质量约为95400Da。AKT1编码的K通道，对K有极高的选择性，其选择性依次是K>Rb>>Na>Li。

Northernblot分析表明，AKT1组织特异性较强，主要在根组织中表达ZMK1(ZeamaysKchannel1)是从玉米胚芽鞘中分离出的K通道基因，在皮层表达。在卵母细胞中的表达表明，ZMK1编码的K通道是通过外部酸化激活的。有研究表明，蓝光对ZMK1通道在玉米胚芽鞘中的分布有一定影响[32l。1组KAT1组基因编码内向整流钾离子通道，其与AKT1组基因产物结构上的最大区别是在COOH端没有锚蛋白相关区(枷n—relateddo—main，ANKY)。KAT1组基因主要包括KAT1，KST1，SIRK，KZM1，KPT1等。KAT1(ArabidopsisinwardrectifierKchannel1)是与AKT1同时从拟南芥cDNA文库中筛选出来的植物K通道基因。KAT1基因的阅读框含有2031个核苷酸，编码的多肽由677个氨基酸残基组成，相分子质量约为78000Da。KAT1的表达具有组织特异性，KAT1在拟南芥植株中的主要表达部位是保卫细胞，在根和茎中也有少量的表达。人们认为KAT1通道可能参与了气孔开放，并向维管组织中转运K，而不是直接从土壤中吸收KJ。

以KAT1为探针，又能从拟南芥cDNA文库中筛选出KAT2等功能类似的内向整流型K通道基因通过基因工程技术，人们已相继开展了将KATI和AKTI基因导人到拟南芥、烟草和水稻的研究，并获得了一些转基因植株。比如，施卫明等利用根癌农杆菌介导法已成功地把KAT1和AKT1导人拟南芥和野生型烟草中，并获得了转基因植株及其纯合株系，发现转基因植株的吸钾速率和对K的累积能力都比对照的有明显的提高，而且，经过分子检测，也证实711和AKT1基因在转基因植株中得到了整合和表达。因此，运用现代分子生物学手段和基因工程技术筛选高效利用钾的作物品种或利用现有的钾离子通道基因改良作物品种，从而提高作物本身的钾吸收利用能力应该是目前主要的研究方向。可以相信，随着分子生物学技术、基因工程技术和有关分析测试技术的发展和应用。随着研究工作的不断深入，有关钾离子通道基因的分离、克隆和利用会取得更大的进展。

参考文献：

1.JLangerK，AcheP，GeigerD，eta1．PolarpotassiumⅡalIspclnerscapableofcontrollingKhomec~tasisandK一dependent圳0gm—esislJJ，ThePlantJournal，2OO2，32：997—1009．

2.SchroederJI，HedrichR．Potassium-selectivesinglechannelsinguardcellprotoplastsofViciaba[J]．nature，1984，312：361—363．

3.JacquelineMG，DeclanAD．Potassiumchannelstructures：dotheycomform[J]．CurrentOpinioninStructuralBiology，20O4，14：440—446．

4.MackinnonR，ZhouYF．TheoccupancyofionsintheKselec—tivityfilter：ch~sebalanceandcouplingofionbindingtoaproteinconformationalchangeundediehishconductionrates[J]．JMB，2003，333：965—975．

5.MackinnonR，ZhouM．AmutantKcsAKchannelwithalteredconductionpropertiesandselectivityfilteriondistribution[J]．JMB，2O04，338：839—846．

基因工程技术范文篇10

关键词：钾离子通道；结构；基因

离子通道(ionchanne1)是跨膜蛋白，每个蛋白分子能以高达l08个／秒的速度进行离子的被动跨膜运输，离子在跨膜电化学势梯度的作用下进行的运输，不需要加入任何的自由能。一般来讲，离子通道具有两个显著特征：

一是离子通道是门控的，即离子通道的活性由通道开或关两种构象所调节，并通过开关应答相应的信号。根据门控机制，离子通道可分为电压门控、配体门控、压力激活离子通道。

二是通道对离子的选择性，离子通道对被转运离子的大小与电荷都有高度的选择性。根据通道可通过的不同离子，可将离子通道分为钾离子(potassiumion，K)通道、钠离子(natriumion，Na)通道、钙离子(calciumion，Ca2)通道等。其中，K通道是种类最多、家族最为多样化的离子通道，根据其对电势依赖性及离子流方向的不同，可把K通道分为两类：①内向整流型K通道(inwardrectifierKchannel；Kin)，②外向整流型K通道(outwardrectifierKhannel；Kout)。K是植物细胞中含量最为丰富的阳离子，也是植物生长发育所必需的唯一的一价阳离子，它在植物生长发育过程中起着重要的作用，具有重要的生理功能。植物中可能存在K通道，这一点早在20世纪6o年代植物营养学界就有人提出，而一直到80年代才被Schroeder等人[23证实，他们利用膜片钳(patchchmp)技术，首先在蚕豆(V／c／afaba)的保卫细胞中检测出了K通道钾离子通道的结构单个钾离子通道是同源四聚体，4个亚基(subunit)对称的围成一个传导离子的中央孔道(pore)，恰好让单个K通过。对于不同的家族，4"亚基有不同数目的跨膜链(membrane。span。ningelement)组成。两个跨膜链与它们之间的P回环(porehelixloop)是K通道结构的标志2TM／P)，不同家族的K通道都有这样一个结目前从植物体中发现的K通道几乎全是电压门控型的，如保卫细胞中的K外向整流通道等，其结构模型如图2一a所示。离子通透过程中离子的选择性主要发生在狭窄的选择性过滤器(selectivityfilter)中(图2一b)，X射线晶体学显示选择性过滤器长1．2nIll，孔径约nIll，K钾离子通道的作用.有关K通道在植物体内的作用研究并不多。

从目前的结果来看，认为主要是与K吸收和细胞中的信号传递(尤其是保卫细胞)有关。小麦根细胞中过极化激活的选择性内流K通道的表观平衡常数Km值为8．8mmol／L，与通常的低亲和吸收系统Km值相似[。近年来，大量K通道基因的研究表明，K通道是植物吸收转运钾离子的重要途径之一。保卫细胞中气孔的开闭与其液泡中的K浓度有密切关系。质膜去极化激活的K外向整流通道引起K外流，胞质膨压降低，导致气孔的关闭。相反，质膜上H．ATPase激活的超极化(hyperpolarization)促使内向整流钾离子通道(Kin)的打开，引起K的内流，最终导致气孔的张开钾离子通道相关基因及其功能特征迄今，已从多种植物或同种植物的不同组织器官中分离得到多种K通道基因(图3)，根据对其结构功能和DNA序列的分析，可以把它们分为5个大组：工，Ⅱ，Ⅳ组基因属于内向整流型通道；m组属于弱内向整流型通道(weaklyinwardAKT1ArabidopsisKTransporter1)是第一个克隆到的植物K通道基因，采用酵母双突变体互补法从拟南芥cDNA文库中筛选出来cDNA序列分析表明，AKT1长2649bp，其中的阅读框为2517bp，编码838个氨基酸残基组成的多肽，相对分子质量约为95400Da。AKT1编码的K通道，对K有极高的选择性，其选择性依次是K>Rb>>Na>Li

Northernblot分析表明，AKT1组织特异性较强，主要在根组织中表达ZMK1(ZeamaysKchannel1)是从玉米胚芽鞘中分离出的K通道基因，在皮层表达。在卵母细胞中的表达表明，ZMK1编码的K通道是通过外部酸化激活的。有研究表明，蓝光对ZMK1通道在玉米胚芽鞘中的分布有一定影响[32l。1组KAT1组基因编码内向整流钾离子通道，其与AKT1组基因产物结构上的最大区别是在COOH端没有锚蛋白相关区(枷n—relateddo—main，ANKY)。KAT1组基因主要包括KAT1，KST1，SIRK，KZM1，KPT1等。KAT1(ArabidopsisinwardrectifierKchannel1)是与AKT1同时从拟南芥cDNA文库中筛选出来的植物K通道基因。KAT1基因的阅读框含有2031个核苷酸，编码的多肽由677个氨基酸残基组成，相分子质量约为78000Da。KAT1的表达具有组织特异性，KAT1在拟南芥植株中的主要表达部位是保卫细胞，在根和茎中也有少量的表达。人们认为KAT1通道可能参与了气孔开放，并向维管组织中转运K，而不是直接从土壤中吸收KJ。

以KAT1为探针，又能从拟南芥cDNA文库中筛选出KAT2等功能类似的内向整流型K通道基因通过基因工程技术，人们已相继开展了将KATI和AKTI基因导人到拟南芥、烟草和水稻的研究，并获得了一些转基因植株。比如，施卫明等利用根癌农杆菌介导法已成功地把KAT1和AKT1导人拟南芥和野生型烟草中，并获得了转基因植株及其纯合株系，发现转基因植株的吸钾速率和对K的累积能力都比对照的有明显的提高，而且，经过分子检测，也证实711和AKT1基因在转基因植株中得到了整合和表达。因此，运用现代分子生物学手段和基因工程技术筛选高效利用钾的作物品种或利用现有的钾离子通道基因改良作物品种，从而提高作物本身的钾吸收利用能力应该是目前主要的研究方向。可以相信，随着分子生物学技术、基因工程技术和有关分析测试技术的发展和应用。随着研究工作的不断深入，有关钾离子通道基因的分离、克隆和利用会取得更大的进展。

参考文献：

1.JLangerK，AcheP，GeigerD，eta1．PolarpotassiumⅡalIspclnerscapableofcontrollingKhomec~tasisandK一dependent圳0gm—esislJJ，ThePlantJournal，2OO2，32：997—1009．

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3.JacquelineMG，DeclanAD．Potassiumchannelstructures：dotheycomform[J]．CurrentOpinioninStructuralBiology，20O4，14：440—446．

4.MackinnonR，ZhouYF．TheoccupancyofionsintheKselec—tivityfilter：ch~sebalanceandcouplingofionbindingtoaproteinconformationalchangeundediehishconductionrates[J]．JMB，2003，333：965—975．

5.MackinnonR，ZhouM．AmutantKcsAKchannelwithalteredconductionpropertiesandselectivityfilteriondistribution[J]．JMB，2O04，338：839—846．