基因科技論文范文2000字(2)
基因科技論文范文2000字篇二
植物基因工程在環境保護中的應用
摘要：本文綜述了利用植物基因工程技術治理重金屬污染、持久性有機污染物新進展，同時對植物基因工程技術應用的前景進行了展望。
關鍵詞：植物基因工程;重金屬;有機污染物
植物基因工程是在基因突變和有性雜交研究的基礎上拓寬植物可利用的基因庫，進行基因轉移，采用分子生物學工程技術將外源基因有目的、有計劃地插入、整合到事先準備好的受體植物基因組中，使其在后移植中得以遺傳和表達，從而使受體植物獲得新的性狀，培育出新的優良品種。近20年植物基因工程研究成在污染物的凈化中國顯示出巨大的經濟效益，并展示了植物基因工程在未來環境中的廣闊前景。
1、利用植物基因工程技術治理重金屬污染
重金屬污染物在土壤中可以穩定存在并且不能被完全無毒化，所以大多數植物修復策略的最終目標是收獲積累了重金屬的地表植物組織，例如，莖干、葉片等。通常認為，重金屬離子濃度達到或超過植物干重的0.1%～1.0%是超積累，大部分有毒重金屬超富集的植物修復能替代代價極高的物理修復或化學修復。隨著分子生物學技術的發展，可使用基因工程手段來改進一些生長快、生物量大的植物使其對重金屬具有高的耐受性和富集能力，通過研究轉基因植物的修復能力，獲得可應用于重金屬污染治理的超富集植物新品種。
目前植物修復去除Hg的方式是從能夠脫汞的細菌中得到基因，編碼到植物中，從而不僅能夠增加Hg的抗性，而且還可以增加其揮發能力。Heaton等研究者將細菌有機汞裂解酶(merB)和汞還原酶(merA)基因修飾到Arahidopsis和煙草植物中，從土壤中吸收Hg(Ⅱ)和甲基汞(MeHg)，最終以氣態Hg(0)形式從葉表進入到大氣中。轉基因植物擬南芥，表達merB基因，能夠顯著增加甲基汞的耐受性，并且將甲基汞轉化為離子汞，后者的毒性是前者的1/100。另外，當merA和merB轉基因植物生長在濃度為25μM的甲基汞溶液中時，每1μg新鮮生物量每天揮發14.4～85.0μg的Hg(0)。
釀酒酵母液泡轉運蛋白YCFl催化Cd2+(Cd-GS2)轉運到液泡中，同時也可催化As-GS3和Hg-GS2的轉運。過量表達YCFl能增強酵母對Cd22+和Pd2+的抗性。YCFl可以將Cd2+轉運并隔離到液泡中，對pd2+的抗性有相似的機制。最近的研究在擬南芥中成功地表達有功能活性的YCF1，在擬南芥中YCF1的過量表達明顯提高了植物對高濃度鉛、鎘的耐受性，轉基因有很高的抗性，液泡中鉛和鎘的含量增加。
2、利用植物基因工程技術治理持久性有機污染(POPS)
近年來許多學者紛紛開展了有機污染土壤的植物修復研究和實踐，并取得了一定進展。TEC((四氯乙烯)是土壤和地下水中分布最廣泛的有機污染物，生長在TEC污染區域的植物可以提取、有效轉移TEC，通過在植物根系施入有利于生物降解細生長的根系分泌物可以加速TEC的降解。精密的對比試驗和同位素標記試驗證實，在無菌條件下生長的雜交楊樹能夠有效提取TEC并將其降解為三氯乙烯、氯化醋酸鹽以及最終產物CO2。研究表明在無菌轉基因楊樹組織培養試驗中，10d之內超過10%的TEC可以被降解為CO2。實驗室條件下和田間試驗條件下研究證實轉基因雜交楊樹都可以吸收和代謝TEC。在一些曾經發生過戰爭的地區，殘留的炸藥污染著當地的大片土地和河流其中一種最主要的污染物是三硝基甲苯(TNT)。TNT是一種高毒性污染物，French及其同事通過導入季戊四醇四硝酸脂還原酶成功培育了能夠降解硝酸脂和硝基苯環類化合物的轉基因植物，其可在含有0.05mmol·L-1的TNT的環境中正常生長，而0.025 mmol·L-1的TNT卻可使野生的煙草致死。基因改良的煙草能夠對TNT除氮，生成二硝基和一硝基芳香化合物。目前，英國的一些生物學家已經培養出一種轉基因煙草，它們可以吸收土壤中的TNT，然后把TNT轉化成對其他植物無害的物質，從而除去土壤中的污染。這些轉基因煙草植物的儲物基因來源于土壤中的一種細菌，這種細菌可以產生一種轉化TNT的酶。
3、展望
現階段人們對轉基因植物的爭議大多是關于轉基因作物的大面積栽種以及大量的轉基因食品流入市場帶來的問題。某些轉基因植物能夠大量富集有機污染物，對這些轉基因植物的回收和處理將是環境修復的技術關鍵。我們還要考慮到，轉基因植物是否會與同種野生植物或其親緣種雜交，影響生物多樣性。國內對污染土壤的轉基因植物修復研究剛剛起步，探索能有效修復重金屬和有機污染物的環境的植物是必要的，也是緊迫的。
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