概念简介

　　转基因植物的研究主要在于改进植物的品质，改变生长周期或花期等提高其经济价值或观赏价值；作为某些蛋白质和次生代谢产物的生物反应器，进行大规模生产；研究基因在植物个体发育中，以及正常生理代谢过程中的功能。
　　以植物作为生物技术的实验材料有其特定的优点，那就是植物细胞大部分都有全能性(totipotency)，可以用单个细胞分化发育出整个植株。这样，经过基因工程改造的单个植物细胞有可能再生成一棵完整的转基因植株。这些植株还可通过有性生殖过程把改变了的性状遗传给下一代。
　　植物基因工程用作外源基因的转化受体有许多种，包括胚性愈伤组织(cai—lus)、分生细胞、幼胚、成熟胚、受精胚珠、种子和原生质体等。从这些受体细胞都可获得再生的转基植株。

植物基因转化方法

　　①农杆菌介导法：农杆菌的Ti质粒可以作为载体。Ti质粒上有两个区域，一个是T-DNA区，这是能够转移并整合进植物受体的区段；另一个是Vir区，它编码实现质粒转移所需的蛋白质。将待转化的外源基因先克隆在大肠杆菌质粒上，然后将此质粒转入不会引起冠瘿瘤的农杆菌(这种菌的Ti质粒已除去了T-DNA)，使外源基因通过同源重组整合在Ti质粒上；然后用带有外源基因的这种农杆菌去转化植物细胞，将外源基因转入植物细胞的基因组。
　　②直接转入法：这是将裸露的DNA直接导入植物细胞，然后将这些细胞在体外培养再生出植株。裸露的DNA的转化效率较低，因而要辅之以高效率的组织培养系统。
　　植物细胞有一层很厚的细胞壁，因此需先去除植物细胞壁，使之成为原生质体，然后用来直接转入外源DNA。当然，也可用机械的方法将DNA直接注入植物细胞而毋须去除细胞壁，这类方法有用显微操纵仪把DNA直接注入植物细胞，也可在金属微粒上蘸涂了外源DNA，把它当作子弹，用“基因枪”轰击植物组织而进入植物细胞。
　　③原生质体融合：将不同物种的原生质体进行融合，可实现两种基因组的结合。也可将一种细胞的细胞器，如线粒体或叶绿体与另一种细胞融合，此时，是一种细胞的细胞核处于两种细胞来源的细胞质中，这就形成了胞质杂种(cybrid)。

国外转基因植物产业化现状

　　植物转基因技术是指把从动物、植物或微生物中分离到的目的基因，通过各种方法转移到植物的基因组中，使之稳定遗传并赋予植物新的农艺性状，如抗虫、抗病、抗逆、高产、优质等。随着现代生物技术的迅速发展，植物转基因技术方兴未艾。自从1983年首次获得转基因植物后，至今已有35科120多种植物转基因获得成功。1986年首批转基因植物被批准进入田间试验，至今国际上已有30个国家批准数千例转基因植物进入田间试验，涉及的植物种类有40多种。
　　目前，农作物生物技术育种的研究已经不再处于实验室阶段，而是进入了实际应用，走到了商业化阶段。近年来，转基因植物在全球的种植面积增长迅速，种植转基因植物的国家从1992年的1个增长到1996年的6个，1998年9个，1999年进一步扩大到12个国家。全球转基因植物的种植面积1996年仅为170万hm2，1997年为1100万hm2，1998年增长到2780万hm2，1999年又比1998年增长44%，达到3990万hm2。
　　美国转基因植物的商业化速度进展很快，其推广应用走在其它国家的前列。1994年美国Calgene公司研制的转基因延熟番茄首次进入商业化生产，到1998年底就有30多例转基因植物被批准进行商业化生产。1999年全球转基因植物种植面积中，美国就占72％，达2870万hm2；其次是阿根廷670万hm2；占17％；加拿大400万hm2，占10％；我国名列第4位，1999年种植面积达30万hm 2，占1％，其他国家的种植面积都小于1％。
　　种植的转基因植物种类主要有：大豆（占54％），玉米（占28％），棉花（占9％），Canola油菜（占9％），马铃薯、西葫芦和木瓜的比例都小于1％。按转基因植物的性状划分，抗除草剂占71％，如抗除草剂的大豆（54％）、Canola油菜（9％）、玉米（4％）和棉花（4％）：抗虫转基因植物占22％，主要是抗虫玉米（19％）和抗虫棉（3％）；抗虫兼抗除草剂占7％，主要是抗虫兼抗除草剂的玉米（5％）和棉花（2％）；抗病毒和其它性状转基因植物的比例小于1％。
　　转基因植物的产业化，尤其是转基因农作物的产业化，由于提高产量、减少除草剂、杀虫剂等农药使用量和节约大量劳力，而带来巨大的经济效益和社会效益。近5年来，全球转基因植物的销售额成倍增长，1995年仅7500万美元，1996年增加了3倍达2.35亿美元，1997年和1998年继续增长，到1999年达到21∽23亿美元。

中国转基因植物研究与产业化发展

　　在国家“863”高新技术研究与发展计划及国家科技攻关计划的资助下，我国转基因植物的研究和开发取得了显著的进展，有些研究已经达到国际先进水平。据1996年国生物技术学会统计，我国投入研究和开发的转基因植物达47种，涉及各类基因103种。近年来有近20种转基因植物进入了田间试验或环境释放阶段。至1999年，农业部批准可进行商业化生产的国内研制的转基因植物有5种，它们分别是：抗虫棉花、改变花色的矮牵牛、延熟番茄、抗病毒的甜椒和番茄。
　　1、植物抗虫基因工程
　　在国家＂863＂计划的支持下，中国农业科学院生物技术研究所成功地人工合成和改造了植物抗虫害的Ｂt基因，获得了高抗棉铃虫的转基因棉花品种和品系。此外，中国农业科学院棉花所、南京农业大学和山西省农科院棉花所等单位还以转基因抗虫棉为亲本，育成了一批抗虫能力在80％以上，单产比主栽品种高15％以上的转基因抗虫杂交棉组合。拥有我国自主知识产权的抗虫棉花的育成和大面积推广应用，标志着我国转基因植物研究开始进入产业化发展阶段。
　　为了有效控制水稻害虫的危害，中国农业科学院生物技术研究所和华中农业大学合作成功地获得了转Ｂt基因杂交水稻，对二化螟、三化螟和稻纵卷叶螟的毒杀效果达到95％。浙江农业大学（现已并入浙江大学）也成功地将Ｂt基因导入水稻早稻品种。目前转Bt基因抗螟虫水稻已进入环境释放阶段。中国科学院遗传所研制成功的转ＣpTI基因抗虫水稻也分别获准在北京、福建和山西进入中间试验和环境释放。此外，中国农业大学研制的转基因抗玉米螟玉米、复旦大学遗传所研制的转基因抗褐习虱水稻、中国科学院微生物研究所和中国林业科学院林研所研制的抗虫转基因杨树也都进入环境释放阶段。
　　2、抗病基因工程
　　中国农业科学院生物技术研究所已成功地人工合成和改造了来自天蚕蛾的抗菌肽基因，并导入我国马铃薯主栽品种米拉，获得抗病性提高Ｉ∽Ⅲ级的抗青枯病的转基因株系，现已经农业部批准在四川省进行环境释放。目前抗菌肽基因已经供给国内10多家研究单位，进行抗水稻白叶枯病、马铃薯软腐病、花生和番茄的青枯病、大白菜软腐病、柑桔细菌性溃疡病、桑树和桉树青枯病、樱桃根肿病等抗细菌病基因工程研究。
　　白叶枯病也是危害水稻生产的最为严重的病害之一。中国农业科学院生物技术研究所与国外合作研制成功的转Ｘa21基因抗白叶枯病水稻明恢63株系已分别在安徽省和海南省进行环境释放；华中农业大学和中国科学院遗传所研制的转Ｘa21基因抗白叶枯病水稻也分别进入中试阶段。
　　真菌病也是严重影响农作物生产的一类病害。中国农业科学院生物技术研究所与中国科学院上海植物生理研究所等单位合作，成功地克隆和修饰了植物来源的几丁质酶基因和葡萄糖氧化酶基因，通过花粉管通道法分别将这两个基因导入棉花，获得了抗黄萎病和枯萎病和枯萎的转基因棉花，这些株系在病圃中表现良好，现已进