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【摘 要】本文通过分析基因和基因工程，从动物、植物、保护生物多样性等多个方面对基因工程应用的价值展开研究，探讨基因工程的发展前景，以供参考。
【关键词】基因工程；基因技术；发展前景
早在2000年中旬HGP人类基因组计划就对23对染色体碱基的排列顺序进行了检测并正式启动该计划，通过全球多个国家科学家的协作，3年后顺利完成，于是开启了对基因工程技术的正式研究里程。当前的科技飞速发展，越来越多人关注基因工程的发展现状及前景，对相关课题进行讨论研究具有重要的意义。
1.基因与基因工程
基因的定义最早由丹麦植物学家和遗传学家约翰逊提出，用以指代在进行的豌豆实验中发现的遗传因子。随后，美国遗传学家和胚胎学家摩尔根又在进行果蝇研究中发现基因内线状排列的染色体，于是形成了遗传染色体学说。基因的功能在于编码蛋白质，即对蛋白质结构有关，是核酸或核蛋白其中一个片段。基因最先于真核生物里发现，真核生物染色体都在细胞核内，因此基因也可作染色体基因或核基因的解读，另外叶绿体、线粒体等都有编码蛋白质的遗传因子。
基因工程也可以称为遗传工程，不同生物的DNA于体外经酶切，形成重组DNA分子，再转入受体细胞，外源基因在受体细胞中表达，比如质粒、病毒、噬菌体等都是常用的转移脱氧核糖核算载体。
2.基因工程的应用价值
基因工程是当前走在时代最尖端的一种科学技术，具有非常广泛的应用范围和重要的应用价值，主要表现在植物育种、动物育种、医学、保护生物多样性、植物免疫等诸多方面。
2.1植物育种方面的应用价值
当前，世界范围内的人口数量急剧增加，土地沙漠化严重，已经威胁到人们的生存，于是越来越多科学家将研究的方向确定到更深入和高端的领域。从上世纪50年代起很多科学家关注到现代生物技术，认为其能改变当前人们遇到的这些问题，长期以来的实践也证实，基因工程中的基因重组高新技术可以不断更新当下各种农作物的品种，提高农作物的品质，大幅度增产。比如德国生命学家就通过现代生物技术培育了土豆和西红柿的杂种作物。生物工程发现的新种都是地下结块茎，番茄则在地上生长。另外，还有美国的生物学家霍尔研究的课题也是运用现代生物技术转移菜豆基因到向日葵细胞当中，形成向日葵豆新作物。还有很多成功的关于基因工程的例子都充分说明了科学技术被人类应用在改造农作物上所发挥的作用，大幅度改善了农作物的品质和增加了产量。
2.2动物育种方面的应用价值
基因工程技术在动物育种方面的应用可追溯到上世纪80年代，同样也取得了非常丰硕的成果。比如有遗传学家通过发挥转基因技术的价值，在功能基因中获取成果，导入大鼠生长素基因的外源基因到小鼠的卵细胞中，实现了成功表达，于是小鼠可长成巨鼠。于是，不少从事科研的工作者开始进行更广范围的实验，比如将大象的基因轉导在猪的身上，让猪的个头变大等等。由此可见，生物技术的不断发展确保了基因转达获表达水平的提高，为人们造福的目标很快成为现实。
2.3医学方面的应用价值
基因工程技术应用于医学方面产生的价值有很多，比如生物工程技术成功开发干扰素、人血球蛋白以及乙肝疫苗等等，解决了临床诸多的抗疾病问题。伴随着人们掌握生物高新技术越来越深，当前研究的方向更多集中在病毒和抗癌特效药上，诸多学者对基因工程发展的态势进行了预测，在不久的未来，人们很有可能会征服癌症等疾病，真正实现为挽救生命的巨大价值。
2.4保护生物多样性方面的应用价值
当前，人类生存的地球环境遭到持久性的严重破坏，不少动植物的种类都在减少，无所作为地持续下去那么地球上会有更多的生物种类濒临灭绝，这种发展对人们的生存非常不利。然而基因工程则能解决生物多样性方面的问题，如上所述不但能创造出很多新的物种，还能将已灭绝的诸多物种重新被复制而存在。在长期的实践探究中已有科学家预言：曾经遭到灭绝的恐龙这一生物，是有可能在未来的某一天再现于世的，这个“复制”的过程则是采取恐龙完整的DNA进行培育复制。
2.5植物免疫与基因工程
植物的生长过程或多或少会受到外来的影响与伤害，其进化的工程要降低外来伤害程度，需要依靠植物本身的抗性基因，能够有效识别特殊传染病而进行预防。比如烟草就是一种能够自身识别花叶病毒蛋白质的植物，其内部存在抗性基因，病毒蛋白质一旦被识别出来，就能被临近的细胞杀死或是失去食源，而在死亡区外部位置的一些细胞则能即刻产生聚合木素以及碳氢愈伤葡聚糖等化合物，将原有的细胞壁加厚，起到更好的防病毒作用，进一步预防健康的组织受到伤害。此外，病毒侵染位置周边还会释放大量抗生素，对病毒的生长有直接的抑制作用。当前诸多研究已证实，同一科植物具有的抗生素相似性非常明显，这给基因工程的研究提供了线索与方向，即通过激活抗性基因化合物或是喷洒植物的方式帮助植物获取免疫力。另外还有一种和阿司匹林较为接近的化合物是水杨酸，当前已经被世界公认为具有激活植物抗性基因功能的物质，将其喷洒在植物上，激活抗性基因，就能对病虫害发挥抗性作用。
还有研究发现，植物受害虫伤害以后能发出警报，将植物内部的防御基因彻底激活，自身的抗性与免疫能力也由此提高，比如番茄这一植物在研究中的效果就非常明显。一旦有害虫损伤番茄叶子，叶子细胞就释放激素因子，其利用细胞组织扩散到茎叶并快速积累，从而起到很好的预防害虫再一次侵袭的效果。释放的蛋白酶抑制剂还能对害虫产生消化酶抑制作用，同样抑制病毒产生的蛋白酶，但其中也存在一些不足，比如目前具有这种较强免疫力的植物并不多见。如果科学家利用基因工程技术，那么就可以实现更多植物具有此种免疫力的目标。早在1987年，英国有学者在烟草植物中导入豇豆胰蛋白酶抑制剂基因，其免疫能力显著提高，而在1992年，美国有学者在烟草植物中导入了番茄蛋白酶抑制剂以及马铃薯蛋白酶，也取得非常显著的成效，一旦有入侵的害虫，则有去无回。
从目前的研究态势来看，转蛋白酶抑制剂研究领域非常活跃，各个国家中也有很多公司进行了研发。比如美国Biot-echnica公司就将豇豆胰蛋白酶抑制基因转移到玉米上，应付欧洲玉米螟，同时还应用在了苜蓿、小麦和大豆上。完全可以预测，在不久的将来人虫的冷战期会到来。
3.基因工程研究展望
如今，基因工程自1973年第一次分子生物学会上提出人工重组后已经成为了新兴研究领域得到了快速的发展，从实验室和临床的基础性研究，到更多的应用研究上，都取得了非常多可喜的成果。对于基因工程的研究与应用无疑促成了生命科学的进一步发展，这种发展已经形成了不可逆转的趋势，进入定向的快速改造生物性状的新时代，受到当前国内外研究人员，甚至兴趣爱好者的密切关注。
我国开展基因工程的研究也有好几十年，在逐渐的深化研究中建立了一定规模的体系，如今已经适用在微生物以及动植物的转基因载体受体当中，也克隆出了一些具有目的基因的物种，形成了较多的基因工程药物，还有不少具有特殊性状转基因的动植物活体。而在后续的研究与探索中，这一领域还有着非常巨大的发展潜力。
从全球范围来看，当前有一项重大的合作性基因组测序正在进行与实施当中，我国很早就成为了这个组织的成员国，也努力通过研究作出应有的贡献。伴随着各种功能性基因的不断开发，相应的转基因技术和分离技术日趋娴熟与完善，转基因获表达的效率无疑大大提高，其在未来的发展必当势不可挡。
诸多参与其中的科学家有所言，基因工程，前景诱人。相信在不久的将来，基因工程的研究会取得更大的成就。
【参考文献】
[1]王娇.基因工程技术的现状和前景发展[J].河南化工，2010.27（4）：3-4
[2]马萌.基因工程的利与弊及发展前景[J].科技风，2013（18）：236-236
[3]孙毅.基因工程的发展现状和应用前景[J].科技情报开发与经济，2010.20（35）：146-148
[4]车雷.浅析我国基因制药发展的现状[J].科学与财富，2014（3）：240-240
【关键词】基因工程；基因技术；发展前景
早在2000年中旬HGP人类基因组计划就对23对染色体碱基的排列顺序进行了检测并正式启动该计划，通过全球多个国家科学家的协作，3年后顺利完成，于是开启了对基因工程技术的正式研究里程。当前的科技飞速发展，越来越多人关注基因工程的发展现状及前景，对相关课题进行讨论研究具有重要的意义。
1.基因与基因工程
基因的定义最早由丹麦植物学家和遗传学家约翰逊提出，用以指代在进行的豌豆实验中发现的遗传因子。随后，美国遗传学家和胚胎学家摩尔根又在进行果蝇研究中发现基因内线状排列的染色体，于是形成了遗传染色体学说。基因的功能在于编码蛋白质，即对蛋白质结构有关，是核酸或核蛋白其中一个片段。基因最先于真核生物里发现，真核生物染色体都在细胞核内，因此基因也可作染色体基因或核基因的解读，另外叶绿体、线粒体等都有编码蛋白质的遗传因子。
基因工程也可以称为遗传工程，不同生物的DNA于体外经酶切，形成重组DNA分子，再转入受体细胞，外源基因在受体细胞中表达，比如质粒、病毒、噬菌体等都是常用的转移脱氧核糖核算载体。
2.基因工程的应用价值
基因工程是当前走在时代最尖端的一种科学技术，具有非常广泛的应用范围和重要的应用价值，主要表现在植物育种、动物育种、医学、保护生物多样性、植物免疫等诸多方面。
2.1植物育种方面的应用价值
当前，世界范围内的人口数量急剧增加，土地沙漠化严重，已经威胁到人们的生存，于是越来越多科学家将研究的方向确定到更深入和高端的领域。从上世纪50年代起很多科学家关注到现代生物技术，认为其能改变当前人们遇到的这些问题，长期以来的实践也证实，基因工程中的基因重组高新技术可以不断更新当下各种农作物的品种，提高农作物的品质，大幅度增产。比如德国生命学家就通过现代生物技术培育了土豆和西红柿的杂种作物。生物工程发现的新种都是地下结块茎，番茄则在地上生长。另外，还有美国的生物学家霍尔研究的课题也是运用现代生物技术转移菜豆基因到向日葵细胞当中，形成向日葵豆新作物。还有很多成功的关于基因工程的例子都充分说明了科学技术被人类应用在改造农作物上所发挥的作用，大幅度改善了农作物的品质和增加了产量。
2.2动物育种方面的应用价值
基因工程技术在动物育种方面的应用可追溯到上世纪80年代，同样也取得了非常丰硕的成果。比如有遗传学家通过发挥转基因技术的价值，在功能基因中获取成果，导入大鼠生长素基因的外源基因到小鼠的卵细胞中，实现了成功表达，于是小鼠可长成巨鼠。于是，不少从事科研的工作者开始进行更广范围的实验，比如将大象的基因轉导在猪的身上，让猪的个头变大等等。由此可见，生物技术的不断发展确保了基因转达获表达水平的提高，为人们造福的目标很快成为现实。
2.3医学方面的应用价值
基因工程技术应用于医学方面产生的价值有很多，比如生物工程技术成功开发干扰素、人血球蛋白以及乙肝疫苗等等，解决了临床诸多的抗疾病问题。伴随着人们掌握生物高新技术越来越深，当前研究的方向更多集中在病毒和抗癌特效药上，诸多学者对基因工程发展的态势进行了预测，在不久的未来，人们很有可能会征服癌症等疾病，真正实现为挽救生命的巨大价值。
2.4保护生物多样性方面的应用价值
当前，人类生存的地球环境遭到持久性的严重破坏，不少动植物的种类都在减少，无所作为地持续下去那么地球上会有更多的生物种类濒临灭绝，这种发展对人们的生存非常不利。然而基因工程则能解决生物多样性方面的问题，如上所述不但能创造出很多新的物种，还能将已灭绝的诸多物种重新被复制而存在。在长期的实践探究中已有科学家预言：曾经遭到灭绝的恐龙这一生物，是有可能在未来的某一天再现于世的，这个“复制”的过程则是采取恐龙完整的DNA进行培育复制。
2.5植物免疫与基因工程
植物的生长过程或多或少会受到外来的影响与伤害，其进化的工程要降低外来伤害程度，需要依靠植物本身的抗性基因，能够有效识别特殊传染病而进行预防。比如烟草就是一种能够自身识别花叶病毒蛋白质的植物，其内部存在抗性基因，病毒蛋白质一旦被识别出来，就能被临近的细胞杀死或是失去食源，而在死亡区外部位置的一些细胞则能即刻产生聚合木素以及碳氢愈伤葡聚糖等化合物，将原有的细胞壁加厚，起到更好的防病毒作用，进一步预防健康的组织受到伤害。此外，病毒侵染位置周边还会释放大量抗生素，对病毒的生长有直接的抑制作用。当前诸多研究已证实，同一科植物具有的抗生素相似性非常明显，这给基因工程的研究提供了线索与方向，即通过激活抗性基因化合物或是喷洒植物的方式帮助植物获取免疫力。另外还有一种和阿司匹林较为接近的化合物是水杨酸，当前已经被世界公认为具有激活植物抗性基因功能的物质，将其喷洒在植物上，激活抗性基因，就能对病虫害发挥抗性作用。
还有研究发现，植物受害虫伤害以后能发出警报，将植物内部的防御基因彻底激活，自身的抗性与免疫能力也由此提高，比如番茄这一植物在研究中的效果就非常明显。一旦有害虫损伤番茄叶子，叶子细胞就释放激素因子，其利用细胞组织扩散到茎叶并快速积累，从而起到很好的预防害虫再一次侵袭的效果。释放的蛋白酶抑制剂还能对害虫产生消化酶抑制作用，同样抑制病毒产生的蛋白酶，但其中也存在一些不足，比如目前具有这种较强免疫力的植物并不多见。如果科学家利用基因工程技术，那么就可以实现更多植物具有此种免疫力的目标。早在1987年，英国有学者在烟草植物中导入豇豆胰蛋白酶抑制剂基因，其免疫能力显著提高，而在1992年，美国有学者在烟草植物中导入了番茄蛋白酶抑制剂以及马铃薯蛋白酶，也取得非常显著的成效，一旦有入侵的害虫，则有去无回。
从目前的研究态势来看，转蛋白酶抑制剂研究领域非常活跃，各个国家中也有很多公司进行了研发。比如美国Biot-echnica公司就将豇豆胰蛋白酶抑制基因转移到玉米上，应付欧洲玉米螟，同时还应用在了苜蓿、小麦和大豆上。完全可以预测，在不久的将来人虫的冷战期会到来。
3.基因工程研究展望
如今，基因工程自1973年第一次分子生物学会上提出人工重组后已经成为了新兴研究领域得到了快速的发展，从实验室和临床的基础性研究，到更多的应用研究上，都取得了非常多可喜的成果。对于基因工程的研究与应用无疑促成了生命科学的进一步发展，这种发展已经形成了不可逆转的趋势，进入定向的快速改造生物性状的新时代，受到当前国内外研究人员，甚至兴趣爱好者的密切关注。
我国开展基因工程的研究也有好几十年，在逐渐的深化研究中建立了一定规模的体系，如今已经适用在微生物以及动植物的转基因载体受体当中，也克隆出了一些具有目的基因的物种，形成了较多的基因工程药物，还有不少具有特殊性状转基因的动植物活体。而在后续的研究与探索中，这一领域还有着非常巨大的发展潜力。
从全球范围来看，当前有一项重大的合作性基因组测序正在进行与实施当中，我国很早就成为了这个组织的成员国，也努力通过研究作出应有的贡献。伴随着各种功能性基因的不断开发，相应的转基因技术和分离技术日趋娴熟与完善，转基因获表达的效率无疑大大提高，其在未来的发展必当势不可挡。
诸多参与其中的科学家有所言，基因工程，前景诱人。相信在不久的将来，基因工程的研究会取得更大的成就。
【参考文献】
[1]王娇.基因工程技术的现状和前景发展[J].河南化工，2010.27（4）：3-4
[2]马萌.基因工程的利与弊及发展前景[J].科技风，2013（18）：236-236
[3]孙毅.基因工程的发展现状和应用前景[J].科技情报开发与经济，2010.20（35）：146-148
[4]车雷.浅析我国基因制药发展的现状[J].科学与财富，2014（3）：240-240