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首先先自爆身份,楼主目前在中科院微生物所植物基因组学国家重点实验室做博士,从今年五月份开始做植物转基因。应该毫不客气的说,我比这里任何一个人都要专业,无论从理论到实际操作。
本来楼主是不想做转基因科普这类事情的,因为吃力不讨好,往往我们都被人互相指责成美分或者五毛。但今天“黄金米”那贴实在让楼主淡定不下去了。楼主还是觉得出来说点什么的好。于是这里给大家带来的是现代农业转基因技术的具体过程和做法,楼主尽量用简单浅显的话来说。
2012年12月18日 04点12分
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首先,大家先要明白一点,并不是所有植物都能转基因的,至少目前做不到。其原因主要是两点,其一是植物转基因是基于植物组织培养的基础上的,就现代的技术水平来说,绝大多数植物是不能进行组织培养的,这就好比是修房子,没有砖头你修毛啊,难不成修成美国那风一吹就飘走的玩意?然后一点呢,就是这个植物的遗传背景是必须要清楚的,简单来说就是要有全基因组序列的测序结果,所以大家可以看到,目前所熟知的转基因植物都完成了基因组测序,而且都能够在NCBI(全美生物技术信息中心)免费下载。为什么要知道它的遗传背景,这个我之后会详细解释。
然后,关于转基因技术。现代植物转基因实际上运用的最广泛的还是农杆菌介导法。这个农杆菌是个神奇的玩意,它们能够致使很多植物产生根瘤。而机制呢,就是将制瘤相关的基因转入植物根部并且在根里面表达。可以说这玩意就是天生的生物工程工具,现代植物转基因技术,就是将根瘤菌转入植物内部的基因片段(也就是制瘤相关基因)替换成目的基因来实现的。换而言之,这本身呢就是一种自然发生的现象,而不是说我们人工创造的。我们只是利用这种现象而已,就如同人类利用火一样,不值得大惊小怪。当然,很多生物教材上也有说过用基因枪法来进行转基因,但在实际应用上存在着非常高的假阳性现象,所以一般做能够稳定遗传的转基因都不采用这个方法。
那么,我们转的基因会包含些什么东西呢?首先来说,转入的DN**段肯定会包含我们的目的基因。但我们转入的并不会仅仅只有这个片段,在这个目的片段前面会包含一个叫做启动子的片段。启动子是用来控制我们目的片段表达的DNA序列。众所周知,即使是一个个体,在生命的不同阶段甚至是同一阶段不同细胞,相同的基因都不会同时等量的表达。这个主要就是由启动子来调控的,这个好比是一个开关,控制着我们转入的基因在何时何地表达,表达多少。也就是说基因的表达是可控的。然后还有一个,就是筛选基因以及调控其表达的启动子序列。这个筛选基因呢,就是提供转基因的植物细胞抵抗某些逆境条件的能力,比如抗除草素基因。这基因有什么用呢,实际上,转基因是个很小概率发生的事情,也就是说一般只有很少部分的细胞被转入基因并且表达了。这时候我们将转基因的植物部分进行组织培养,在培养基里面加入一些物质造成一个逆境胁迫,简单来说就是杀死没有转基因的细胞或者让它们没办法生长,让转入基因并且表达的细胞生长,最后发育成完整植株。
2012年12月18日 04点12分
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所以从这里我们应该清楚明白一点,转入的基因都是受到特定的调控序列进行调控表达的,那么如果转入的DN**段真的能够强力的通过我们的消化系统完整的被肠道某些菌群吸收的话,也是不会有任何影响的。因为启动子序列是我们人工加上去的,只能被植物或者说特定植物识别,其他生物是识别不了的,也就更别提表达了。那么它们会转入人体细胞麽?可以说基本不可能,因为几乎所有的生物都有很完善的防止外来DNA转入体内表达的系统,不然就变成了我们吃什么变成什么的情况了。就目前所研究的,动物中没有完整的防御体系的就只有线虫。所以线虫转基因是相对简单的,也就导致了它是一个研究动物基因功能的重要模式生物之一。
凡转基因人士一般都以转基因的不确定性来攻击转基因。其实这也暴露了他们根本就不懂现在的科研进程和科学发展速度,整个思想还停留在上世纪植物转基因技术刚刚发展起来的时候。说这个问题之前,我们首先要知道一个概念,对于真核生物来说,整个基因组序列中是有大量的亢余序列存在的,这些序列不具备任何功能,这些序列的比例占了整个基因组序列的绝大部分,他们很大部分可以说都是进化过程中所残留的痕迹。一般我们对于转基因生物的要求是转入的片段必须插入在这个亢余序列之间,也就是说对植物的正常基因要没有任何影响。那么这个能检测麽?答案是能,最开始的时候,检测方法叫做染色体步移,这种方法可以检测出我们转入的基因前后是些什么序列,然后把这些序列已经测序出来的基因组序列进行比较,就能非常精确的知道它插入在那条染色体的哪个位置。所以这也是我之前所强调的必须详细了解转入物种的遗传背景的原因。当然,理论上只要一个染色体步移就能了解基因插入在哪里。但实际上,我国农业部转基因安全管理要求更严格,仅一个染色体步移实验是不能通过他们的安全审批的。这时我们需要提供的就是我们转基因物种的全基因组测序结果。用我们的全基因组测序结果和亲本比对,这样就可以说确凿证明基因插入位点了.
2012年12月18日 04点12分
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值得说明的是,很多人的思维还停留在第一代DNA测序技术上,认为基因组测序是个需要倾国之力去做很多年的事情。事实上,现在的第二代高通量测序技术的测序效率和成本根本不是第一代能比的。第二代高通量测序只要大概1-2天就能完成整个基因组测序工作,其价格也就在十万左右。当然,对于从未测序的物种会慢一些而且成本也高一些,但对于这些已经完成了基因组测序的物种来说,是非常简单的工作。
在基因组层面上确保没问题之后,自然还要确保整个物种在蛋白表达水平上是没有问题的。这里就引入了一个蛋白组学的概念,这个蛋白组学呢并不是研究的某一个蛋白,而是从一个生物的整体水平上研究所有蛋白的表达情况。不要认为这是个很新鲜的技术概念,实际上在本世纪初这方面的技术就很成熟了,分析蛋白表达谱在国内很多实验室都能做。
另外,也可以通过基因芯片技术来从转录水平来研究插入的基因的自身以及对其他基因的表达影响。基因芯片技术听起来很时髦,实际上也不是什么新鲜技术,现在市面上做一张基因芯片也就一万多块钱。
在转基因安全评估的时候,这些材料都是很必要的。看起来很苛刻,实际上还有更苛刻的。虽然理论上只要蛋白表达和原物种基本一致,那么后面所产生的代谢物应该也没区别。但我们也会对很多的代谢物含量水平进行检测,并提交检测报告。
2012年12月18日 04点12分
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说到这里,大家应该明白转基因并不是说所流传的技术不成熟,东西不清楚。真正做的的人都知道,这个比传统育种方式技术要成熟很多。技术这个东西我说实话,根本不能用发展的年份来衡量,科技进步速度根本不是线性的。很多人认为我们还在为一个基因的不确定性在头疼时,我们已经能够人工制造生命了。2010年美国就首次制造了一个人工生命体,从现代生物学发展到现在才多少年,这种技术成熟速度能够用线性关系来衡量的麽。他们说转基因至少要实验三代人,这三代人一百
年下
去,就连本兔这个站在科研前线的都无法预料技术会发展到何种水平。
2012年12月18日 04点12分
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我丝毫不怀疑这位博士所言的真实性和专业性,我只是想问一句,如果现在的科技还无法发现转基因存在的危害,在大范围使用转基因食品后出现问题该咋办?众所周知,科学是不断发展的,科学的发展是在不断纠错中前进的,只有中医才是从一开始就正确而且将永远正确下去,当再过30年,人类发现转基因食品有严重问题时,人类该怎么办?如果这不是粮食而是其它什么产品倒也无妨,作为人类生存的第一需求的粮食如果出了问题,该怎么办?
人们今天出门坐公共汽车没有人会去买保险,但坐飞机绝大多数人就需要买保险,为什么?因为一旦出事后果严重,尽管飞机的安全性要远远高于汽车,转基因也是这个道理。
2012年12月18日 05点12分
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如果潘多拉没有打开那只盒子,猜猜世界会是什么样子?
2012年12月18日 08点12分
请问,杂交水稻如果吃了30年出了问题怎么办?多倍体育种产品吃了30年出了问题怎么办?诱变育种产品吃了30年出了问题怎么办?
2012年12月21日 02点12分
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话说其实美国人也是很害怕科技带来的恶果
从好莱坞电影里就可看到许多这方面的题材
《神秘客》就是典型的例子,人类创造了一种生物去消灭蟑螂,后者携带的致命病毒几乎杀光了所有人类儿童。N多年后忽然发现原本应绝育的人造生命开始繁殖进化,并模仿和捕食人类。
《我是传奇》也一样,人类创造了一种药物攻克了癌症,但这引起了人类基因突变。90%的人类死亡,剩下的变成了类似吸血鬼的Zombie。
对网络科技的担忧更甚《黑客帝国》《虎胆龙威4.0》《机械公敌》《生化危机1》《绝密飞行》《鹰眼》……
但电影仅仅是电影
2012年12月18日 08点12分
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靠这也叫科普啊,关键地方尽用专业术语,套用反反的逻辑,这就是个骗子.
2012年12月18日 09点12分
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回复 520zhouxing :把"科普"改成"中医"就对了
2012年12月19日 08点12分
回复 520zhouxing :你承认看不懂还乱批,这不就是不懂装懂吗。
2012年12月20日 05点12分
回复 520zhouxing :你批中医跟我在这贴里批文章作者有什么区别
2012年12月20日 05点12分
回复 520zhouxing :两个系统,你用你熟悉的去检验另一个?那我是不是也可以用艺术理论去检验科学?
2012年12月20日 07点12分
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旦长期安全性旦愿别重蹈ddt的悲剧,如用于绵麻等非粮作物能大力提高产量可行
别的不说单就蜜蜂消失减少对植物物种影响极大,生物多样性与生物链是出乎人类所认识,生物食品医药与机电类比较是有本质原则区别的 ,
自然进化与人类进步干预应是有以不破坏环境为大方向
2012年12月18日 09点12分
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【生物多样性与生物链是出乎人类所认识,生物食品医药与机电类比较是有本质原则区别的 】说的不错。
2012年12月18日 10点12分
DDT事件其实是被误解了,ddt的危害早在40年代科学家已经知道了其危害,也有发表论文,无奈当时没办法引起当局的重视,卡森写了《寂静的春天》,其引用了当时科学家们对待ddt危害的看法,从而引起了人们的环保意识。
2012年12月21日 02点12分
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对转基因洒家还是那观点:
如果是金正恩今天要普及转基因农作物,我双手支持,中国目前粮食问题还没到那么紧张,我们还有时间,应继续大力开展研究,积极组建试点,试个一两代人也来得及,毕竟这东西关系到人类生死存亡的大事。
2012年12月18日 10点12分
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对,积极严谨的态度值得推崇
2012年12月18日 13点12分
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【
作为人类生存的第一需求的粮食如果出了问题,该怎么办?】
新吧的这个问题,本身没有什么错,该问。
但是......
如果仅仅对转基因提出这个问题、却对非转基因不提这个问题,
那可就是双重标准,那可就是主观意愿作祟,那问题可就大了。
目前,人们所采取的与粮食有关的技术,不可能都是绝对没有问题的。
既然不是绝对没问题,为什么还被允许采用?
有2个原因:
1、“采取”固然有风险,“不采取”也同样有风险。
比如“农药”。
“采取”了,在毒性、致畸、生态、环境等方面可能有风险。
不“采取”,在产量(够不够吃)、成本(是否买的起)、生态(需要改变自然以开发出比现在更多的田)......等方面可能有风险。
权衡“采用”与“不采用”的利弊,
发现“不采用农药”更可能出现问题,所以终于还是“采用”。
在转基因问题上,“不采用”并非就没有风险了。
所以考虑转基因的时候,不能仅仅考虑“采用”的可能风险,“不采用”的风险也必须引起足够的重视。
2、选择风险相对较小的技术
比如农药既然非采用不可,那就在几种农药中选择毒性相对较小的农药。
既然粮食的改良是必须的,那就在几种技术中选择“问题”相对较小的技术。
要反对转基因技术,不能因为它是“作为人类生存的第一需求的粮食”有关且“有风险”的技术。
反对转基因技术,不能因为担心“作为人类生存的第一需求的粮食如果出了问题”,
而应该给出“它的问题比其它技术大”的依据。
现在的问题是:
谁能给出可靠的证据证明转基因技术比其它粮食改良技术有什么更大的风险呢?
2012年12月18日 14点12分
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转基因推广的地方不断有变异物种的报道,基因污染问题也还没有有效的解决方式,即使在专业领域也有很多粮食专家反对转基因,这一切都说明目前的转基因还不是那么美好,只是从现有的认知和短期试验上看它是比较可靠的。
2012年12月19日 04点12分
回复 新时代新青年 :【转基因推广的地方不断有变异物种的报道】——给出证据。否则就当是谣言。
2012年12月19日 04点12分
【基因污染问题也还没有有效的解决方式】自从有了人工种植、引种、育种,“基因污染问题”就一直“没有有效的解决方式”。要反对,也得指出转基因是否、为什么比非转基因“更坏”。只是,你没有指出。
2012年12月19日 04点12分
回复 患者角度看医道 : 请自行百度超级杂草
2012年12月19日 10点12分
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杂交水稻与转基因相比较还是杂交米安全,而且在转基作物产量没超过杂交米稻之前应还是以其为主,。目前转基作物还是以中试为好
2012年12月18日 14点12分
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【中国目前粮食问题还没到那么紧张】
没有这么乐观!
中国粮食的年产量已经低于年消费量。换句话说,自产的粮食已经不够用了。
2011年我国粮食年产量达5.7121亿吨。进口粮食0.63905亿吨、出口粮食0.02875亿吨,净进口粮食0.61亿吨。年净进口量已经超过年产量的10%。
2012年我国粮食产量再创历史新高,达5.8957亿吨。即便在这种情况下,今年仅1-11月我国粮食进口就高达0.6589亿吨。
《国家粮食安全中长期规划纲要》要求粮食自给率稳定在95%以上。2011年、2012年的粮食自给率都达不到95%。就目前(到11月为止)的数据看,2012年的粮食自给率甚至连90%都难以达到。
中国中央农村工作领导小组办公室主任陈锡文表示,粮食供应问题仍非常严峻...现在还不能说中国已经很好的解决了自己的粮食问题。
2012年12月18日 16点12分
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如果避免浪费的,减少酿酒的,粮食完全是够吃的
2012年12月18日 17点12分
在原始社会,粮食也许只是用来直接吃的。但是,现在早已进入现代社会了。在现代社会里,粮食不是只用来直接吃的,粮食生产的目的不是只是为了直接吃的。希望思想要与时俱进、尽快摆脱原始社会思维。
2012年12月19日 04点12分
【如果避免浪费的,减少酿酒的,粮食完全是够吃的】如果避免浪费的,减少工业用水、减少洗澡洗地板冲马桶用水......,中国的水完全是够喝的。
2012年12月19日 05点12分
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没有这么乐观!
中国粮食的年产量已经低于年消费量。换句话说,自产的粮食已经不够用了。
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任凭任何专家鼓吹中国粮食危机,洒家也不信,你去市场看看一般的大米才2~3元一斤,酿酒业也还在持续发展,短期内粮食决不是问题,我们正好可以真这个机会开始试验和在试点推广转基因食品,晚两代人吃上转基因对中国没有什么太大的影响。
2012年12月19日 03点12分
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【任凭任何专家鼓吹中国粮食危机,洒家也不信,你去市场看看一般的大米才2~3元一斤,酿酒业也还在持续发展,短期内粮食决不是问题】任凭任何专家鼓吹中国水资源危机,洒家也不信,你去市场看看一般的自来水才0.001~0.002元一斤,饮料业也还在持续发展,短期内水资源绝不是问题
2012年12月19日 05点12分
【任凭任何专家鼓吹中国粮食危机,洒家也不信,你去市场看看一般的大米才2~3元一斤,酿酒业也还在持续发展,短期内粮食决不是问题】任凭任何专家鼓吹中国空气质量危机,洒家也不信,你去市场看看一般的空气便宜得不要钱,呼出二氧化碳的人口也还在持续增加,短期内空气质量绝不是问题
2012年12月19日 05点12分
回复 520zhouxing :看样子你从来不吃杂粮,杂粮早就放开了,红豆黑豆都8~9元一斤,前两年薏米都卖到35以上了。
2012年12月22日 02点12分
回复 520zhouxing :【 这个你应该可以理解吧 现在的蔬菜不会比大米便宜吧?】我不能理解,很多蔬菜的假的都低于主粮,如大白菜每斤0.5元,远低于主粮,还有很多。
2012年12月22日 02点12分
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非要现在就推广转基因,那就做好明显标示,民众各自对自己的选择负责就好。
2012年12月19日 04点12分
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回复 新时代新青年: 【非要现在就推广转基因,那就做好明显标示】——那我也要求“非要现在就推广非纯天然粮食,那就做好明显标示”行不;“非要现在就推广化肥粮,那就做好明显标示”行不?“非要现在就推广农药粮,那就做好明显标示”行不?“非要现在就推广机械化种植,那就做好明显标示”行不?...
2012年12月19日 05点12分
美帝够重视民众了吧?为什么还不“标示”?可见,不能因为让“民众各自对自己的选择负责”这样一个冠冕堂皇的理由就得“标示”。事情不是你想象的那么简单,还要考量许多因素。
2012年12月19日 05点12分
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这个我赞同,最反感那些给转基因研究人员戴汉奸帽子的人
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嗯,搞转基因绝不是什么汉奸,人类要发展必然要不断挑战自然,就像人类以前害怕电,现在电被人类征服了,给人类带来巨大的利益,人们现在害怕转基因,害怕核能,但转基因和核能迟早也会被人征服的,但这2种东西一旦出问题就是全球灾难性的,所以不得不多买几份保险。
2012年12月19日 12点12分
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