Question

基因工程可以开发抗逆和高产植物品种吗？

Answer 1

在植物的育种过程中，利用基因工程可以打破物种的界限。只要是有利的基因，无论是细菌、动物还是其他植物甚至是人的基因，都可以转移给要改良的植物，培育出新型的植物，这就是转基因植物。另外，还可以对植物的原有基因进行修饰，把其中控制不利性状的基因剪掉或设法把它封闭起来而不发挥作用。用这些方法，人们已经开发了许多抗逆、高产植物品种。

所谓抗逆品种，是指植物具有抗病、抗虫、抗冻、抗除草剂、抗旱、抗寒、抗盐碱等特性。目前，在这些领域已取得不同程度的成功。

抗病毒植物基因工程。1986年美国科学家培育出抗烟草花叶病毒的转基因植株之后，又培育出了抗黄瓜花叶病毒、苜蓿花叶病毒的转基因植株。1986年以来，中国科学院的科学工作者有重点地加快这一领域的研究，已经成功培育出抗病的烟草、蕃茄和青椒。

抗虫植物基因工程。1990年我国科学家把苏云金芽孢杆菌杀虫基因导入棉花，培育出了棉花抗虫品种。害虫在这种棉花植株上取食后会出现厌食症状而死亡。同年11月，我国科学家又将苏云金杆菌晶体蛋白基因转入烟草，获得了能自身产生杀虫物质的植株。今后，有望实施这种基因工程的植物还有番茄、马铃薯、玉米、大豆、油菜、苜蓿等。

抗除草剂植物基因工程。该工程是植物基因工程中较为成功的一个领域。除草剂可以将农田里的杂草除掉，但往往也对农田里的作物产生危害。目前已培育出的有镇草宁、敌稗等几种抗除草剂的转基因植物。另外，美国科学家从鼠沙门氏菌中分离出抗除草剂基因后，引入了蕃茄和烟草，也培育出了抗除草剂的转基因植株。

在抗盐碱、抗寒、抗冻、抗旱植物基因工程。在这一领域，中外科学家们也进行了一些尝试，并取得不少成果。中国科学院的科研工作者，从耐旱、耐盐植物中分离出与脯氨酸合成有关的基因，将它与抗卡那霉素的基因连接在一起，然后导入烟草中，得到的转基因烟草提高了耐盐性。另外，有人将马铃薯的基因导入西红柿，得到了抗寒性较强的西红柿，这样的西红柿可以在冬季种植而无需大棚的保护。美国一家公司人工合成了带有“不冻结”蛋白质密码的遗传基因，将这种基因植入西红柿，在冷冻时细胞不会因内部水分膨胀而改变组织结构和味道。英国的科学家正在研究如何培育出能在摄氏零度以下生长的草莓和马铃薯，一旦获得成功，一些寒冷的不毛之地将会被开垦种植。美国科学家还正在致力于把仙人掌的基因移入小麦、玉米或大豆，以培育抗旱的新品种。

用基因工程可以提高植物的光合作用效率，达到提高农作物产量的目的。若能把光合作用效率较高的作物(如C4型作物)的基因转移到水稻等作物上，有可能使水稻成为早熟品种。这不仅意味着可以增加一年的茬数而达到增产，而且还能利用光合作用吸收更多的CO2和放出更多的O2，对人类面临的环境问题也会大有裨益。