外泌体疫苗抗感染机制（外泌体疫苗抗感染机制研究）

本文目录一览：

• 1、幼獒吃番瓜好吗
• 2、微生物作业帮帮我
• 3、有关基因工程的详解

幼獒吃番瓜好吗

可以吃。

对于新生幼獒的饲养

，则要求更为严格。因为这一时期关系到幼獒是否健壮，以及能否成活的关键。

1、加强母獒的营养

通常在20天以后，母獒的泌浮能力下降，而幼獒的需乳量却日益增加。这时，宜给母獒提供新鲜优质、易于消化吸收的动植物性饲料，以补充母体对营养的需求，保证乳汁充足。

2、给幼獒补饲

幼獒在1个月之后发育较快，食欲旺盛，母乳已不能满足需要，这时宜补饲。可以给幼獒喂一些营养价值高、且易消化吸收的流质食物，如鲜牛奶、肉汤、熟鸡蛋黄、稀粥等，另可在如鲜牛奶中加入奶粉、鱼肝油、多种维生素和骨粉等，保证幼獒营养的充分补给。

3、少食多餐

因为幼獒胃肠容积小，因此给幼獒吃的东西要适度适量。这一时期的喂养宜少食多餐，每日喂56次。随着幼獒的生长发育，日粮的浓度和日喂食量要逐渐增加。

4、供给清洁水源

保证饮水清洁，水温要适宜，一般夏季饮凉水，冬、秋末及初春饮温水。夏季饮水最多，不能间断。饮水时间要选在采食后。另要注意水质，不能含有害物质、病原微生物等，水槽要每日清洗。

微生物作业帮帮我

微生物饲料 微生物饲料是以微生物、复合酶为生物饲料发酵剂菌种，将饲料原料转化为微生物菌体蛋白、生物活性小肽类氨基酸、微生物活性益生菌、复合酶制剂为一体生物发酵饲料。该产品不但可以弥补常规饲料中容易缺乏的氨基酸，而且能使其它粗饲料原料营养成份迅速转化，达到增强消化吸收利用效果。

一、发酵对象与分类

1、发酵全价饲料、浓缩料

取出全价饲料(使用浓缩料的按配好的全价饲料计算)按下面配比进行发酵。

2、发酵棉粕菜粕脱毒代替豆粕，另见说明书。

3、发酵生物豆粕代替鱼粉：可以适当加大菌种使用量，直接发酵豆粕转化成生物活性小肽后添加，另见说明书。

二、发酵方法（以发酵1000公斤发酵饲料为例）

1、 发酵饲料原料与配方：配制好的发酵饲料1000公斤，水350-400公斤（夏天350，冬天400），菌种饲料发酵剂5公斤,100-200克纳豆菌。2、 制作稀释活化发酵液：将菌种5公斤饲料发酵剂和100-200克纳豆菌倒入350-400公斤水中搅拌均匀制成活化发酵液。3、 将制成的活化发酵液与1000公斤发酵饲料混合均匀，湿度以手捏成团不滴水，一触即散为宜。有搅拌机的大型养殖场将活化发酵液慢慢加入饲料中搅拌均匀即可；没有搅拌机的养殖户将活化发酵液慢慢少量喷到饲料上，用铁锹搅拌均匀，注意：不能有团块、水结块，用手将团块、水结块搓散搅拌均匀。 4、大型养殖场可以将配置好的饲料在地面压实堆成垛或者装入水泥池压实，用塑料薄膜密封或者使用厚实的不透气的塑料碎团块、水结块。

三、使用功效：

1、本品占全价配合饲料的5-30%，一般情况下为10%合适，配制母猪饲料时，建议用量不超过20%。本品按比例配合均匀后饲喂，现配现喂，可干喂也可湿喂，自由饮水。

2、打开包装袋一角可与粉料或颗粒料等不同料型搭配饲喂。

3、本品可作为乳猪断奶前后的诱食饲料，饲喂后乳猪可平稳度过断奶期，防止出现应激反应和腹泻。

4、遇到仔猪黄白痢或生长缓慢的僵猪可适当将发酵饲料添加比例增加至20%添加，可有效防治仔猪黄白痢，促进僵猪快速生长。

5、母猪产后不食或泌乳不足或乳猪黄白痢，可将母猪饲料中发酵饲料添加比例增加至20%。

四、注意事项：

1、开袋后尽快用完，本品颜色稍有变化、有结块不影响使用性能；

2、初始饲喂时，因适口性好，而乳猪仔猪消化机能尚不健全，要防止乳猪仔猪采食过饱而引起消化不良，采用少喂多餐3-5天过渡即可；

3、5-9月份高温天气，现配现喂，1-2天用完；如混本品后存放时间较长，请将发酵饲料添加比例减少到5%，以防止水分超标发热

微生物农药 microbial pesticide

包括农用抗生素和活体微生物农药。为利用微生物或其代谢产物来防治危害农作物的病、虫、草、鼠害及促进作物生长。它包括以菌治虫、以菌治菌、以菌除草等。这类农药具有选择性强，对人、畜、农作物和自然环境安全，不伤害天敌，不易产生抗性等特点。这些微生物农药包括细菌、真菌、病毒或其代谢物，例如苏云金杆菌、白僵菌、核多角体病毒、井冈霉素、C型肉毒梭菌外毒素等。随着人们对环境保护越来越高的要求，微生物农药无疑是今后农药的发展方向之一。

参考：

一、 江苏省微生物农药研究开发的现状 1、微生物农药的开发现状 枯草芽孢杆菌（Bs）——微生物杀菌剂，能稳定地在土壤和植物表面定殖、产生抗生素、分泌刺激植物生长的激素、并能诱导寄主产生抗病性，是一种理想的微生物杀菌剂，有广阔的应用前景。如：美国Alabama州用Bs处理多种作物种子，平均产量增加9%，根病明显减轻；日本用Bs及其分泌物防治西红柿立枯病获得良好防效；国内北京大学和河南省农科院报告Bs对小麦赤霉病、西瓜枯萎病、烟草青枯病、棉花枯萎病等多种病害有良好的田间防治效果，并有明显的增产效应。江苏省农科院植保所与国际水稻研究所长期合作研究，研制开发出生物杀菌剂Bs-916，经大面积示范推广试验证明，Bs-916对纹枯病防效达75-85%，对稻曲病防效达63.8-85.7%。国内外专家这一研究成果高度评价，认为用Bs杀菌剂防治水稻纹枯病是目前生物防治叶部病害研究中最先进的，且已具备了转向商品化生产条件。 昆虫病毒〔核多角体病毒(NPV)、颗粒体病毒(GV)〕——微生物杀虫剂， 是抑制害虫种群的病原性天敌。NPV和GV以鳞翅目害虫为特异性寄主，安全性高、可长期保存、易于生产、并与化学杀虫剂具有相似的施用方法, 因而作为优良的生物防治因子, 得到世界各国的广泛重视与研究。近年来, 日本、美国、加拿大、英国等正着力研究NPV的提速、增效和扩大杀虫谱的途径和机制, 已取得突破性进展。特别是日本研究者福原和三桥和佐藤分别发现粘虫痘病毒（Pseudaletia separata EPV）对PuNPV和AcNPV具有极强的增效作用; 后藤则发现八字地老虎(Xestia c-nigrum)的颗粒体病毒（XcGV）不仅对XcNPV、HaNPV(棉铃虫NPV)、SeNPV(甜菜夜蛾NPV)等多种NPV具有100-10000倍的增效作用, 而且同时使NPV的杀虫速度提高一倍以上、并拓宽NPV的杀虫谱。GV对NPV提速、增效、扩谱作用的发现, 一举突破了NPV应用于农作物防治重大害虫的3大障碍, 使NPV首次展示了真正替代化学杀虫剂防治害虫的产业化开发前景。江苏省农科院植保所引进完整的NPV和GV增效株系及VEF增效基因重组表达体系，为我国开发该项最新技术奠定了坚实的基础，目前已开发出针对水稻螟虫（二化螟、三化螟）的NPV-GV增强型高效生物杀虫剂，对二化螟的杀虫效果均达90%以上。 苏云金芽孢杆菌（Bt）——微生物杀虫剂，在20多个省市用于防治粮、棉、果蔬、林业等作物上的20多种害虫，使用面积达5千万亩次。随着绿色食品的深入人心，Bt制剂在国内外农药市场上收到普遍欢迎。江苏里下河地区农科所自70年代专业从事苏云金杆菌（Bt）、球形芽孢杆菌（Bs）等微生物农药的研究与生产，是国内最早的生物农药研究机构之一。“九五”期间在研究筛选对夜蛾类等害虫广谱高杀虫活性Bt菌种的基础上，成功地运用Bt与国产氟铃脲(昆虫生长调节剂)两种生物农药增效复配的方式，既克服了Bt制剂的不足，也解决了氟铃脲单独应用成本较高和易产生药害等问题，对一些夜蛾类害虫，在初孵及1-3龄的龄期结构情况下，防效已达到80%左右，药效期7-10天，大大超过了Bt制剂单用的水平；近年来，深入开展了微生物高效毒株的筛选和生物增效因子的研究，筛选出高毒力Bt菌株Yz-2、和两株对Bt、SeNPV具有显著增效作用的病毒（PuGV-Ps和AsNPV）；率先在省内开展Bt复配制剂的研究，筛选了Bt+阿维菌素等多个增效组合，示范推广效果显著。通过增进毒株毒力、病毒增效因子修饰、复配增效等多重有效手段克服制约微生物杀虫剂应用的瓶颈，提高 Bt、病毒制剂毒力、扩大杀虫谱、增强环境稳定性，为其大规模运用于生产实践，开辟了新的途径。 2、应用前景 微生物农药是21世纪农药工业的新产业，代表着植物保护的方向，其最大的优势在于能克服化学农药对生态环境的污染和减少在农副产品中农药残留量，同时在示范推广微生物农药应用的过程中，农副产品的品质和价格将大幅度上升，有利地促进农村经济增长和农民增收，社会效益不可估量。 我国已加入WTO，农业将面临新的发展机遇和空间，农副产品出口市场更加广阔，提高我国农产品的国际市场竞争力的重要因素之一是降低农产品有毒物质的残留量，而微生物农药将为农产品优质安全生产和降低有毒物质残留量提供技术和物质保障。微生物农药研究与发展，将有效地实现农产品的优质安全生产，提升农产品的经济附加值，扩大我国农副产品外销市场，推进绿色产业的发展，这些均对发展农村经济、增加农民收入、促进农村繁荣具有重要的推进作用。 微生物农药作为无公害农副产品生产的必要生产资料之一，在未来的农作物病虫害防治方面将有巨大的市场需求，因此，进一步加快微生物农药的研制、产业化和推广应用进程，降低农药在农副产品中的残留和对农田生态环境的污染，实现农作物重大病虫害可持续控制，满足我国无公害农产品产业化生产对农业科技的重大需求，必将产生巨大的社会、经济和生态效益。 3、存在的问题 l 微生物农药防效的评价问题 以微生物农药为主的生物防治是一种持久效应，因此对微生物农药的防治效果应该进行长期追踪调查，这样才能制定出使用微生物农药进行农作物病虫害管理的途径和策略。把微生物农药的防效与化学农药的防效进行比较，并套用化学防治的使用方法进行生物防治，这是一种错误的思路。微生物农药是通过生物间的相互作用来控制植物病虫害发生、为害的，微生物农药的效果不可能像化学农药那么快速、有效，但它们的防效是持久的、稳定的。因此，应该建立生物农药防治植物病虫害效果的评价体系，从生物农药对环境保护、可持续控制、农产品安全等诸方面的影响进行评估，有利于生物农药健康、迅速地发展。 l 微生物农药的中试和制剂问题 微生物农药进行实验室研究、小试的产品和品种很多，但真正最终实现产业化的却很少，究其原因，主要是未能解决产销用三个环节的实际问题。许多研究人员不大愿意做大范围的田间生物防治试验，因为这种试验费用大，各种干扰因素复杂，获得成果的可能性小。所以，国家政府在经费投入上应对微生物农药的研制及其产业化给予倾斜，鼓励研究人员加快微生物农药的产业化进程，同时对微生物农药产品的商品化应给予优惠条件。 微生物农药剂型单一、生产工艺落后，产品的理化指标和有效成分含量不稳定，致使成为微生物农药发展的一个瓶颈。因此，要开展产学研联合攻关，筛选能保持新剂型理化性状的助剂配方，筛选能提高新剂型分散性和附着性的表面活性剂，研制出提高生物农药防治效果的新助剂和新剂型。提高微生物农药的防治效果和有效利用率。 l 农民对微生物农药的认识问题 由于农民长期使用化学农药，首先考虑效果好坏，其次是成本与经济效益的关系，基本不考虑环境污染和农产品残留问题，对微生物农药的优点和可持续控制作用缺乏感性认识，加上微生物农药的毒性低、药效相对慢等弱点和宣传力度不足等原因，使农民对微生物农药的优越性认识不足。因此要加大宣传力度，使广大农民充分认识到生物农药的优越性，同时应加强农产品化学农药残留的检测，严格实行农产品优质优价，使农民真正获得使用生物农药的好处；要抓住当前各级政府大力发展无公害农产品、大面积建设无公害农产品生产基地的契机，促进微生物农药的迅速发展。

二、 今后研究的方向与发展预测 l 抑病、抑虫土壤 对于抑病、抑虫土壤应给予更多的研究。这种有微生物持性的土壤，使病原菌不能生存，害虫不能导致为害。虽然已有一些抑病、抑虫土壤的报导，但其抑制机制还不够了解，这是非常有用的生态信息。它们能导致新的生物防治因子的发现。 l 生物防除杂草 杂草的生物防治就是利用寄主范围较专一的植食性动物或植物病原微生物，将影响人类经济活力的杂草种群控制在经济为害阈值之下。生物治草与化学除草相比，具有不污染环境、不产生药害、经济效益高等优点。有时一次成功的天敌引种可一劳永逸地解决草害。对一些恶性杂草或在特殊环境(如水域)的草害、生物防治往往是最理想的防治措施。然而生物除草涉及的问题广泛复杂，难度较大，所以有必要加强这方面的研究工作。 l 基因工程微生物 近几年来，基因工程微生物的研究十分活跃，并先于抗病虫遗传工程植物进入了实用化阶段。这一发展显示出生物技术用于生防微生物遗传改良的巨大潜力，并为新一代微生物农药的进一步研究开发奠定了基础。美国Mycogen公司将Bt毒蛋白基因转入定殖在植物根部的萤光假单胞菌中，使杀虫作用可延长到两周以上，对小菜蛾的杀虫效果与化学农药相当，这种工程杀虫菌剂无污染环境的副作用，1991年登记注册，商品名为MVP，成为一种新型的微生物杀虫剂，用于蔬菜害虫防治。 l 转基因抗病虫植物 转基因抗病虫植物为病虫害防治开辟了新路。1985年美国科学家将烟草花叶病毒外壳蛋白基因(cp)导入感病的烟草，转基因植株增强了对病毒的抵抗力。这种通过转cp基因获得抗病性的方法后来在蕃茄、马铃薯、大豆、水稻等多种植株上获得了成功。可见这是一种很有前景的生物工程研究。 三、 对策与建议 1、抓住发展机遇，加强微生物农药研究 我国农业可持续发展要求确保食物安全，发展高产优质高效农业，维护资源的合理利用，建立良好的生态环境，以实现农业和农村的持续发展。要促进农业的可持续发展，推广应用微生物农药是重要的技术支撑之一。

此外，随着我国加入WTO，国内市场进一步开放，我国农产品将面临严峻的挑战。发展优质、无公害的农产品，提高参与国际市场的竞争力，微生物农药将起着极其重要的作用。因此，要抓住机遇，大力发展微生物农药。 2、强化基础研究，加大研究力度 发展微生物农药，政府必须加大科研经费的投入。首先应建立省级微生物农药研究基地或工程中心，组成一支微生物农药科研队伍，围绕当前生产上主要农作物重大病虫害开展生物防治的研究，系统筛选高效菌株，建立优化的发酵、增殖生产工艺和规范的生产质量标准，组建配套的田间实用技术；其次要加强微生物农药作用机理的研究，可根据其作用位点和活性中心反推导，指导菌种选育，更新剂型，合成新农药的先导化合物，创制新农药。 3、加速微生物农药产业化进程 微生物农药的研究在立项的同时就应考虑到项目的最终目标是形成微生物农药产品，将要进入市场，因此，应着重对微生物农药的制剂加工、产品质量、环境行为等一系列问题开展研究，提高微生物农药商品的质量和竞争能力；政府应制定向微生物农药产业化倾斜政策，一方面要加大扶持微生物农药产业化的支持力度，另一方面要鼓励企业单位直接参与项目研究，使企业成为微生物农药研究成果转化为生产力的基地，促进微生物农药的产业化。 4、微生物农药的开发与无公害农业生产基地建设相结合 微生物农药是无公害农产品生产必须的生产资料，因此应该将微生物农药的开发和无公害农业生产基地的建设紧密结合，在广泛建立无公害农产品生产基地的同时大力推广应用微生物农药。围绕我省农业结构调整、提高农业效益、增加农民收入、改善农村生态环境的主题，结合我省无公害农业对植物保护研究的新要求，大力发展微生物农药，使微生物农药及其配套使用技术在农作物主要病虫害防治中发挥更大的作用，为“十五”期间加速我省农业由主要追求数量向注重质量效益的根本转变、保障食物安全、保护环境、促进农业可持续发展，提供有力的科技支撑。 附：我国无残留农药研究达到国际先进水平 一种以昆虫病毒为主的专门防治茶叶害虫的纯“活体微生物农药”，日前被国家农业部正式批准实现批量生产，开始在全国有机茶基地推广使用，这标志着我国无残留农药应用这一高科技领域已达到国际先进水平。 这种最新研制的纯“活体微生物农药”被命名为“武大绿洲茶园”，是国家计委批准的“国家高技术产业化示范工程项目”中一项生物高新技术成果。它是按照联合国粮农组织（FAO）和世界卫生组织（WHO）共同创导使用的最有毒力和最安全的昆虫杆状病毒与其它微生物复合而成。 由武汉大学生命科学学院昆虫病毒研究所和湖北武大绿洲生物技术公司开发研制的“武大绿洲茶园”，是以茶尺蠖核型多角体病毒为主与其它微生物复合而成，是一种具有自主知识产权的纯生物杀虫剂。这也是目前国内外首例通过国家鉴定并可直接用于有机茶大面积防治茶尺蠖、茶毛虫、茶小卷叶蛾三大害虫的纯生物农药。

微生物能源

微生物对人类最重要的影响之一是导致传染病的流行。在人类疾病中有50％是由病毒引起。世界卫生组织公布资料显示：传染病的发病率和病死率在所有疾病中占据第一位。微生物导致人类疾病的历史，也就是人类与之不断斗争的历史。在疾病的预防和治疗方面，人类取得了长足的进展，但是新现和再现的微生物感染还是不断发生，像大量的病毒性疾病一直缺乏有效的治疗药物。一些疾病的致病机制并不清楚。大量的广谱抗生素的滥用造成了强大的选择压力，使许多菌株发生变异，导致耐药性的产生，人类健康受到新的威胁。一些分节段的病毒之间可以通过重组或重配发生变异，最典型的例子就是流行性感冒病毒。每次流感大流行流感病毒都与前次导致感染的株型发生了变异，这种快速的变异给疫苗的设计和治疗造成了很大的障碍。而耐药性结核杆菌的出现使原本已近控制住的结核感染又在世界范围内猖獗起来。

微生物千姿百态，有些是腐败性的，即引起食品气味和组织结构发生不良变化。当然有些微生物是有益的，它们可用来生产如奶酪，面包，泡菜，啤酒和葡萄酒。微生物非常小，必须通过显微镜放大约1000 倍才能看到。比如中等大小的细菌，1000个叠加在一起只有句号那么大。想像一下一滴牛奶，每毫升腐败的牛奶中约有5千万个细菌，或者讲每夸脱牛奶中细菌总数约为50亿。也就是一滴牛奶中可有含有50 亿个细菌。

微生物能够致病，能够造成食品、布匹、皮革等发霉腐烂，但微生物也有有益的一面。最早是弗莱明从青霉菌抑制其它细菌的生长中发现了青霉素，这对医药界来讲是一个划时代的发现。后来大量的抗生素从放线菌等的代谢产物中筛选出来。抗生素的使用在第二次世界大战中挽救了无数人的生命。一些微生物被广泛应用于工业发酵，生产乙醇、食品及各种酶制剂等；一部分微生物能够降解塑料、处理废水废气等等，并且可再生资源的潜力极大，称为环保微生物；还有一些能在极端环境中生存的微生物，例如：高温、低温、高盐、高碱以及高辐射等普通生命体不能生存的环境，依然存在着一部分微生物等等。看上去，我们发现的微生物已经很多，但实际上由于培养方式等技术手段的限制，人类现今发现的微生物还只占自然界中存在的微生物的很少一部分。

微生物间的相互作用机制也相当奥秘。例如健康人肠道中即有大量细菌存在，称正常菌群，其中包含的细菌种类高达上百种。在肠道环境中这些细菌相互依存，互惠共生。食物、有毒物质甚至药物的分解与吸收，菌群在这些过程中发挥的作用，以及细菌之间的相互作用机制还不明了。一旦菌群失调，就会引起腹泻。

随着医学研究进入分子水平，人们对基因、遗传物质等专业术语也日渐熟悉。人们认识到，是遗传信息决定了生物体具有的生命特征，包括外部形态以及从事的生命活动等等，而生物体的基因组正是这些遗传信息的携带者。因此阐明生物体基因组携带的遗传信息，将大大有助于揭示生命的起源和奥秘。在分子水平上研究微生物病原体的变异规律、毒力和致病性，对于传统微生物学来说是一场革命。

以人类基因组计划为代表的生物体基因组研究成为整个生命科学研究的前沿，而微生物基因组研究又是其中的重要分支。世界权威性杂志《科学》曾将微生物基因组研究评为世界重大科学进展之一。通过基因组研究揭示微生物的遗传机制，发现重要的功能基因并在此基础上发展疫苗，开发新型抗病毒、抗细菌、真菌药物，将对有效地控制新老传染病的流行，促进医疗健康事业的迅速发展和壮大!

从分子水平上对微生物进行基因组研究为探索微生物个体以及群体间作用的奥秘提供了新的线索和思路。为了充分开发微生物（特别是细菌）资源，1994年美国发起了微生物基因组研究计划（MGP）。通过研究完整的基因组信息开发和利用微生物重要的功能基因，不仅能够加深对微生物的致病机制、重要代谢和调控机制的认识，更能在此基础上发展一系列与我们的生活密切相关的基因工程产品，包括：接种用的疫苗、治疗用的新药、诊断试剂和应用于工农业生产的各种酶制剂等等。通过基因工程方法的改造，促进新型菌株的构建和传统菌株的改造，全面促进微生物工业时代的来临。

工业微生物涉及食品、制药、冶金、采矿、石油、皮革、轻化工等多种行业。通过微生物发酵途径生产抗生素、丁醇、维生素C以及一些风味食品的制备等；某些特殊微生物酶参与皮革脱毛、冶金、采油采矿等生产过程，甚至直接作为洗衣粉等的添加剂；另外还有一些微生物的代谢产物可以作为天然的微生物杀虫剂广泛应用于农业生产。通过对枯草芽孢杆菌的基因组研究，发现了一系列与抗生素及重要工业用酶的产生相关的基因。乳酸杆菌作为一种重要的微生态调节剂参与食品发酵过程，对其进行的基因组学研究将有利于找到关键的功能基因，然后对菌株加以改造，使其更适于工业化的生产过程。国内维生素C两步发酵法生产过程中的关键菌株氧化葡萄糖酸杆菌的基因组研究，将在基因组测序完成的前提下找到与维生素C生产相关的重要代谢功能基因，经基因工程改造，实现新的工程菌株的构建，简化生产步骤，降低生产成本，继而实现经济效益的大幅度提升。对工业微生物开展的基因组研究，不断发现新的特殊酶基因及重要代谢过程和代谢产物生成相关的功能基因，并将其应用于生产以及传统工业、工艺的改造，同时推动现代生物技术的迅速发展。

据资料统计，全球每年因病害导致的农作物减产可高达20％，其中植物的细菌性病害最为严重。除了培植在遗传上对病害有抗性的品种以及加强园艺管理外，似乎没有更好的病害防治策略。因此积极开展某些植物致病微生物的基因组研究，认清其致病机制并由此发展控制病害的新对策显得十分紧迫。

经济作物柑橘的致病菌是国际上第一个发表了全序列的植物致病微生物。还有一些在分类学、生理学和经济价值上非常重要的农业微生物，例如：胡萝卜欧文氏菌、植物致病性假单胞菌以及中国正在开展的黄单胞菌的研究等正在进行之中。日前植物固氮根瘤菌的全序列也刚刚测定完成。借鉴已经较为成熟的从人类病原微生物的基因组学信息筛选治疗性药物的方案，可以尝试性地应用到植物病原体上。特别像柑橘的致病菌这种需要昆虫媒介才能完成生活周期的种类，除了杀虫剂能阻断其生活周期以外，只能通过遗传学研究找到毒力相关因子，寻找抗性靶位以发展更有效的控制对策。固氮菌全部遗传信息的解析对于开发利用其固氮关键基因提高农作物的产量和质量也具有重要的意义。

在全面推进经济发展的同时，滥用资源、破坏环境的现象也日益严重。面对全球环境的一再恶化，提倡环保成为全世界人民的共同呼声。而生物除污在环境污染治理中潜力巨大，微生物参与治理则是生物除污的主流。微生物可降解塑料、甲苯等有机物；还能处理工业废水中的磷酸盐、含硫废气以及土壤的改良等。微生物能够分解纤维素等物质，并促进资源的再生利用。对这些微生物开展的基因组研究，在深入了解特殊代谢过程的遗传背景的前提下，有选择性的加以利用，例如找到不同污染物降解的关键基因，将其在某一菌株中组合，构建高效能的基因工程菌株，一菌多用，可同时降解不同的环境污染物质，极大发挥其改善环境、排除污染的潜力。美国基因组研究所结合生物芯片方法对微生物进行了特殊条件下的表达谱的研究，以期找到其降解有机物的关键基因，为开发及利用确定目标。

在极端环境下能够生长的微生物称为极端微生物，又称嗜极菌。嗜极菌对极端环境具有很强的适应性，极端微生物基因组的研究有助于从分子水平研究极限条件下微生物的适应性，加深对生命本质的认识。

有一种嗜极菌，它能够暴露于数千倍强度的辐射下仍能存活，而人类一个剂量强度就会死亡。该细菌的染色体在接受几百万拉德a射线后粉碎为数百个片段，但能在一天内将其恢复。研究其DNA修复机制对于发展在辐射污染区进行环境的生物治理非常有意义。开发利用嗜极菌的极限特性可以突破当前生物技术领域中的一些局限，建立新的技术手段，使环境、能源、农业、健康、轻化工等领域的生物技术能力发生革命。来自极端微生物的极端酶，可在极端环境下行使功能，将极大地拓展酶的应用空间，是建立高效率、低成本生物技术加工过程的基础，例如PCR技术中的TagDNA聚合酶、洗涤剂中的碱性酶等都具有代表意义。极端微生物的研究与应用将是取得现代生物技术优势的重要途径，其在新酶、新药开发及环境整治方面应用潜力极大。

1.微生物饲料

微生物饲料主要有单细胞蛋白和菌体蛋白饲料、发酵糖化饲料及秸秆微生物发酵饲料等。单细胞蛋白和菌体蛋白饲料是利用微生物生长繁殖快，蛋白含量高，利用有机废物来生产蛋白饲料。由我国于1984年3月20日发现的可利用薯类薯渣等粗淀粉的混生配伍菌株生产菌体蛋白饲料，简称4320菌体蛋白饲料，我国又相继选育出在柠檬渣、甜菜渣、豆渣、酒糟和玉米渣等工业废渣上生长良好的混生配伍菌株，用来生产4320系列菌体蛋白饲料。发酵饲料是利用各种有益微生物，把秸秆类粗饲料加工成营养丰富适口性好的饲料。微生物饲料添加剂也属微生物饲料类，主要有酶制剂、真菌添加剂、维生素类、抗生素类、氨基酸类、活微生物等。通过生物发酵工程制取的微生物及代谢物、转化物作伺料，正广泛应用于畜牧业生产中。

有关基因工程的详解

基因工程是生物工程的一个重要分支，它和细胞工程、酶工程、蛋白质工程和微生物工程共同组成了生物工程。 所谓基因工程（genetic engineering)是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术，是将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内，使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作。它是用人为的方法将所需要的某一供体生物的遗传物质——DNA大分子提取出来，在离体条件下用适当的工具酶进行切割后，把它与作为载体的DNA分子连接起来，然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中，以让外源物质在其中“安家落户”，进行正常的复制和表达，从而获得新物种的一种崭新技术。

基因工程是在分子生物学和分子遗传学综合发展基础上于本世纪70年代诞生的一门崭新的生物技术科学。一般来说，基因工程是指在基因水平上的遗传工程，它是用人为方法将所需要的某一供体生物的遗传物质--DNA大分子提取出来，在离体条件下用适当的工具酶进行切割后，把它与作为载体的DNA分子连接起来，然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中，以让外源遗传物质在其中"安家落户"，进行正常复制和表达，从而获得新物种的一种崭新的育种技术。 这个定义表明，基因工程具有以下几个重要特征：首先，外源核酸分子在不同的寄主生物中进行繁殖，能够跨越天然物种屏障，把来自任何一种生物的基因放置到新的生物中，而这种生物可以与原来生物毫无亲缘关系，这种能力是基因工程的第一个重要特征。第二个特征是，一种确定的DNA小片段在新的寄主细胞中进行扩增，这样实现很少量DNA样品"拷贝"出大量的DNA，而且是大量没有污染任何其它DNA序列的、绝对纯净的DNA分子群体。科学家将改变人类生殖细胞DNA的技术称为“基因系治疗”（germlinetherapy），通常所说的“基因工程”则是针对改变动植物生殖细胞的。无论称谓如何，改变个体生殖细胞的DNA都将可能使其后代发生同样的改变。

诚然，仍有许多基因的功能及其协同工作的方式不为人类所知，但想到利用基因工程可使番茄具有抗癌作用、使鲑鱼长得比自然界中的大几倍、使宠物不再会引起过敏，许多人便希望也可以对人类基因做类似的修改。毕竟，胚胎遗传病筛查、基因修复和基因工程等技术不仅可用于治疗疾病，也为改变诸如眼睛的颜色、智力等其他人类特性提供了可能。目前我们还远不能设计定做我们的后代，但已有借助胚胎遗传病筛查技术培育人们需求的身体特性的例子。比如，运用此技术，可使患儿的父母生一个和患儿骨髓匹配的孩子，然后再通过骨髓移植来治愈患儿。

随着DNA的内部结构和遗传机制的秘密一点一点呈现在人们眼前，特别是当人们了解到遗传密码是由 RNA转录表达的以后，生物学家不再仅仅满足于探索、提示生物遗传的秘密，而是开始跃跃欲试，设想在分子的水平上去干预生物的遗传特性。 如果将一种生物的 DNA中的某个遗传密码片断连接到另外一种生物的DNA链上去，将DNA重新组织一下，就可以按照人类的愿望，设计出新的遗传物质并创造出新的生物类型，这与过去培育生物繁殖后代的传统做法完全不同。 这种做法就像技术科学的工程设计，按照人类的需要把这种生物的这个“基因”与那种生物的那个“基因”重新“施工”，“组装”成新的基因组合，创造出新的生物。这种完全按照人的意愿，由重新组装基因到新生物产生的生物科学技术，就称为“基因工程”，或者说是“遗传工程”。

基因工程的前景,科学界预言，21世纪是一个基因工程世纪。基因工程是在分子水平对生物遗传作人为干预，要认识它，我们先从生物工程谈起：生物工程又称生物技术，是一门应用现代生命科学原理和信息及化工等技术，利用活细胞或其产生的酶来对廉价原材料进行不同程度的加工，提供大量有用产品的综合性工程技术。

生物工程的基础是现代生命科学、技术科学和信息科学。生物工程的主要产品是为社会提供大量优质发酵产品，例如生化药物、化工原料、能源、生物防治剂以及食品和饮料，还可以为人类提供治理环境、提取金属、临床诊断、基因治疗和改良农作物品种等社会服务。

生物工程主要有基因工程、细胞工程、酶工程、蛋白质工程和微生物工程等5个部分。其中基因工程就是人们对生物基因进行改造，利用生物生产人们想要的特殊产品。随着DNA的内部结构和遗传机制的秘密一点一点呈现在人们眼前，生物学家不再仅仅满足于探索、提示生物遗传的秘密，而是开始跃跃欲试，设想在分子的水平上去干预生物的遗传特性。

美国的吉尔伯特是碱基排列分析法的创始人，他率先支持人类基因组工程 如果将一种生物的DNA中的某个遗传密码片断连接到另外一种生物的DNA链上去，将DNA重新组织一下，不就可以按照人类的愿望，设计出新的遗传物质并创造出新的生物类型吗？这与过去培育生物繁殖后代的传统做法完全不同，它很像技术科学的工程设计，即按照人类的需要把这种生物的这个“基因”与那种生物的那个“基因”重新“施工”，“组装”成新的基因组合，创造出新的生物。这种完全按照人的意愿，由重新组装基因到新生物产生的生物科学技术，就被称为“基因工程”，或者称之为“遗传工程”。

人类基因工程走过的主要历程怎样呢？1866年，奥地利遗传学家孟德尔神父发现生物的遗传基因规律；1868年，瑞士生物学家弗里德里希发现细胞核内存有酸性和蛋白质两个部分。酸性部分就是后来的所谓的DNA；1882年，德国胚胎学家瓦尔特弗莱明在研究蝾螈细胞时发现细胞核内的包含有大量的分裂的线状物体，也就是后来的染色体；1944年，美国科研人员证明DNA是大多数有机体的遗传原料，而不是蛋白质；1953年，美国生化学家华森和英国物理学家克里克宣布他们发现了DNA的双螺旋结果，奠下了基因工程的基础；1980年，第一只经过基因改造的老鼠诞生；1996年，第一只克隆羊诞生；1999年，美国科学家破解了人类第 22组基因排序列图；未来的计划是可以根据基因图有针对性地对有关病症下药。

人类基因组研究是一项生命科学的基础性研究。有科学家把基因组图谱看成是指路图，或化学中的元素周期表；也有科学家把基因组图谱比作字典，但不论是从哪个角度去阐释，破解人类自身基因密码，以促进人类健康、预防疾病、延长寿命，其应用前景都是极其美好的。人类10万个基因的信息以及相应的染色体位置被破译后，破译人类和动植物的基因密码，为攻克疾病和提高农作物产量开拓了广阔的前景。将成为医学和生物制药产业知识和技术创新的源泉。美国的贝克维兹正在观察器皿中的菌落，他曾对人类基因组工程提出警告。

科学研究证明，一些困扰人类健康的主要疾病，例如心脑血管疾病、糖尿病、肝病、癌症等都与基因有关。依据已经破译的基因序列和功能，找出这些基因并针对相应的病变区位进行药物筛选，甚至基于已有的基因知识来设计新药，就能“有的放矢”地修补或替换这些病变的基因，从而根治顽症。基因药物将成为21世纪医药中的耀眼明星。基因研究不仅能够为筛选和研制新药提供基础数据，也为利用基因进行检测、预防和治疗疾病提供了可能。比如，有同样生活习惯和生活环境的人，由于具有不同基因序列，对同一种病的易感性就大不一样。明显的例子有，同为吸烟人群，有人就易患肺癌，有人则不然。医生会根据各人不同的基因序列给予因人而异的指导，使其养成科学合理的生活习惯，最大可能地预防疾病。

人类基因工程的开展使破译人类全部DNA指日可待。

信息技术的发展改变了人类的生活方式，而基因工程的突破将帮助人类延年益寿。目前，一些国家人口的平均寿命已突破80岁，中国也突破了70岁。有科学家预言，随着癌症、心脑血管疾病等顽症的有效攻克，在2020至2030年间，可能出现人口平均寿命突破100岁的国家。到2050年，人类的平均寿命将达到90至95岁。

人类将挑战生命科学的极限。1953年2月的一天，英国科学家弗朗西斯·克里克宣布：我们已经发现了生命的秘密。他发现DNA是一种存在于细胞核中的双螺旋分子，决定了生物的遗传。有趣的是，这位科学家是在剑桥的一家酒吧宣布了这一重大科学发现的。破译人类和动植物的基因密码，为攻克疾病和提高农作物产量开拓了广阔的前景。1987年，美国科学家提出了“人类基因组计划”，目标是确定人类的全部遗传信息，确定人的基因在23对染色体上的具体位置，查清每个基因核苷酸的顺序，建立人类基因库。1999年，人的第22对染色体的基因密码被破译，“人类基因组计划”迈出了成功的一步。可以预见，在今后的四分之一世纪里，科学家们就可能揭示人类大约5000种基因遗传病的致病基因，从而为癌症、糖尿病、心脏病、血友病等致命疾病找到基因疗法。

继2000年6月26日科学家公布人类基因组"工作框架图"之后，中、美、日、德、法、英等6国科学家和美国塞莱拉公司2001年2月12日联合公布人类基因组图谱及初步分析结果。这次公布的人类基因组图谱是在原"工作框架图"的基础上，经过整理、分类和排列后得到的，它更加准确、清晰、完整。人类基因组蕴涵有人类生、老、病、死的绝大多数遗传信息，破译它将为疾病的诊断、新药物的研制和新疗法的探索带来一场革命。人类基因组图谱及初步分析结果的公布将对生命科学和生物技术的发展起到重要的推动作用。随着人类基因组研究工作的进一步深入，生命科学和生物技术将随着新的世纪进入新的纪元。

基因工程在20世纪取得了很大的进展，这至少有两个有力的证明。一是转基因动植物，一是克隆技术。转基因动植物由于植入了新的基因，使得动植物具有了原先没有的全新的性状，这引起了一场农业革命。如今，转基因技术已经开始广泛应用，如抗虫西红柿、生长迅速的鲫鱼等。1997年世界十大科技突破之首是克隆羊的诞生。这只叫“多利”母绵羊是第一只通过无性繁殖产生的哺乳动物，它完全秉承了给予它细胞核的那只母羊的遗传基因。“克隆”一时间成为人们注目的焦点。尽管有着伦理和社会方面的忧虑，但生物技术的巨大进步使人类对未来的想象有了更广阔的空间。

基因工程与农牧业、食品工业

运用基因工程技术，不但可以培养优质、高产、抗性好的农作物及畜、禽新品种，还可以培养出具有特殊用途的动、植物。

1.转基因鱼

生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼（中国）。

2.转基因牛

乳汁中含有人生长激素的转基因牛（阿根廷）。

3.转黄瓜抗青枯病基因的甜椒

4.转鱼抗寒基因的番茄

5.转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯

6.不会引起过敏的转基因大豆

7.超级动物

导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠

8.特殊动物

导入人基因具特殊用途的猪和小鼠

9.抗虫棉

苏云金芽胞杆菌可合成毒蛋白杀死棉铃虫，把这部分基因导入棉花的离体细胞中，再组织培养就可获得抗虫棉。

基因工程与环境保护

基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染。

利用基因工程培育的指示生物能十分灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。

基因工程与环境污染治理

基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。

（通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基因工程培育成功的“超级细菌”却能分解石油中的多种烃类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDT等毒害物质。）

[编辑本段]基因治疗可待 医学革命到来

“基因”释意 现在我们通用的“基因”一词，是由“gene”音译而来的。基因就是决定一个生物物种的所有生命现象的最基本的因子。科学家们认为这个词翻译得不仅音顺，意义也贴切，是科学名词外语汉译的典范。基因作为机体内的遗传单位，不仅可以决定我们的相貌、高矮，而且它的异常会不可避免地导致各种疾病的出现。某些缺陷基因可能会遗传给后代，有些则不能。基因治疗的提出最初是针对单基因缺陷的遗传疾病，目的在于有一个正常的基因来代替缺陷基因或者来补救缺陷基因的致病因素。

用基因治病是把功能基因导入病人体内使之表达，并因表达产物——蛋白质发挥了功能使疾病得以治疗。基因治疗的结果就像给基因做了一次手术，治病治根，所以有人又把它形容为“分子外科”。

我们可以将基因治疗分为性细胞基因和体细胞基因治疗两种类型。性细胞基因治疗是在患者的性细胞中进行操作，使其后代从此再不会得这种遗传疾病。体细胞基因治疗是当前基因治疗研究的主流。但其不足之处也很明显，它并没前改变病人已有单个或多个基因缺陷的遗传背景，以致在其后代的子孙中必然还会有人要患这一疾病。

无论哪一种基因治疗，目前都处于初期的临床试验阶段，均没有稳定的疗效和完全的安全性，这是当前基因治疗的研究现状。

可以说，在没有完全解释人类基因组的运转机制、充分了解基因调控机制和疾病的分子机理之前进行基因治疗是相当危险的。增强基因治疗的安全性，提高临床试验的严密性及合理性尤为重要。尽管基因治疗仍有许多障碍有待克服，但总的趋势是令人鼓舞的。据统计，截止1998年底，世界范围内已有373个临床法案被实施，累计3134人接受了基因转移试验，充分显示了其巨大的开发潜力及应用前景。正如基因治疗的奠基者们当初所预言的那样，基因治疗的出现将推动新世纪医学的革命性变化。

基因工程将使传统中药进入新时代

5月13日 13日参加“中药与天然药物”国际研讨会的中国专家认为，转基因药用植物或器官研究、有效次生代谢途径关键酶基因的克隆研究、中药DNA分子标记以及中药基因芯片的研究等，已成为当今中药研究的热点，并将使传统中药进入一个崭新的时代。

据北京大学天然药物及仿生学药物国家重点实验室副主任果德安介绍，转基因药用植物或器官和组织研究是中国近几年中药生物技术比较活跃的领域之一。

在转基因药用植物的研究方面，中国医学科学院药用植物研究所分别通过发根农杆菌和根癌农杆菌诱导丹参形成毛状根和冠瘿瘤进而再分化形成植株，他们将其与栽培的丹参作了形态和化学成分比较研究，结果发现毛状根再生的植株叶片皱缩、节间缩短、植株矮化、须根发达等；而冠瘿组织再生的植株株形高大、根系发达、产量高，丹参酮的含量高于对照，这对丹参的良种繁育，提高药材质量具有重要意义。

果德安说，研究中药化学成分的生物合成途径，不仅可以有助于这些化学成分的仿生合成，而且还可以人为地对这些化学成分的合成进行生物调控，有利于定向合成所需要的化学成分。国内有关这方面的研究已经开始起步。

据了解，中国在中药研究中生物技术应用方面的研究已经渐渐兴起，有些方面如药用植物组织与细胞培养，已积累了二三十年的经验，理论和技术都相当成熟，而且在全国范围内已形成了一定的规模。其中，中药材细胞工程研究正处于鼎盛时期。

果德安介绍说，面对许多野生植物濒于灭绝，一些特殊环境下的植物引种困难等问题，中国科学工作者开始探索通过高等植物细胞、器官等的大量培养生产有用的次生代谢物。研究内容包括通过高产组织或细胞系的筛选与培养条件的优化和通过对次生代谢产物生物合成途径的调控等，达到降低成本及提高次生代谢产物产量的目的。

此外，近来利用植物悬浮培养细胞或不定根、发状根对外源化学成分进行生物转化的研究也在悄然兴起，并已取得了一定的进展。

不仅如此，科学工作者更加重视对次生代谢产物生物合成途径调控的研究。这些研究都取得了令人兴奋的成果，说明中国的药用植物的细胞培养已进入一个崭新的时代。

果德安认为，今后研究的主要方向应集中在价值大且濒危的药用植物的组织细胞培养；对次生代谢产物的产生进行调控；一些重要中药化学成分的生物转化。

基因工程与医药卫生

1.基因工程药品的生产：

许多药品的生产是从生物组织中提取的。受材料来源限制产量有限，其价格往往十分昂贵。

微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。

⑴基因工程胰岛素

胰岛素是治疗糖尿病的特效药，长期以来只能依靠从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。

将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每2000L培养液就能产生100g胰岛素！大规模工业化生产不但解决了这种比黄金还贵的药品产量问题，还使其价格降低了30%-50%!

⑵基因工程干扰素

干扰素治疗病毒感染简直是“万能灵药”！过去从人血中提取，300L血才提取1mg！其“珍贵”程度自不用多说。

基因工程人干扰素α-2b（安达芬） 是我国第一个全国产化基因工程人干扰素α-2b，具有抗病毒，抑制肿瘤细胞增生，调节人体免疫功能的作用，广泛用于病毒性疾病治疗和多种肿瘤的治疗，是当前国际公认的病毒性疾病治疗的首选药物和肿瘤生物治疗的主要药物。

⑶其它基因工程药物

人造血液、白细胞介素、乙肝疫苗等通过基因工程实现工业化生产，均为解除人类的病苦，提高人类的健康水平发挥了重大的作用。

2.基因诊断与基因治疗：

运用基因工程设计制造的“DNA探针”检测肝炎病毒等病毒感染及遗传缺陷，不但准确而且迅速。通过基因工程给患有遗传病的人体内导入正常基因可“一次性”解除病人的疾苦。

◆SCID的基因工程治疗

重症联合免疫缺陷（SCID）患者缺乏正常的人体免疫功能，只要稍被细菌或者病毒感染，就会发病死亡。这个病的机理是细胞的一个常染色体上编码腺苷酸脱氨酶（简称ADA）的基因（ada）发生了突变。可以通过基因工程的方法治疗。

[编辑本段]基因工程——产最高效药物的转基因动物

转基因动物是一种个体表达反应系统，代表了当今时代药物生产的最新成就，也是最复杂、最具有广阔前景的生物反应系统。就通过转基因动物家畜来生产基因药物而言，最理想的表达场所是乳腺。因为乳腺是一个外泌器官，乳汁不进入体内循环，不会影响到转基因动物本身的生理代谢反应。从转基因动物的乳汁中获取的基因产物，不但产量高、易提纯，而且表达的蛋白经过充分的修饰加工，具有稳定的生物活性，因此又称为“动物乳腺生物反应器”。1994年中科院曾邦哲发表转基因禽类输卵管生物反应器并采用蛋清蛋白基因侧翼序列构表达载体（《生物技术通报》1997年第6期），1996年在北京举办了第一届国际转基因动物学术讨论会，2007年中国国家863计划列入指南。所以用转基因牛、羊等家畜的乳腺表达人类所需蛋白基因，就相当于建一座大型制药厂，这种药物工厂显然具有投资少、效益高、无公害等优点。

从生物学的观点来看，生物机体对能量的利用和转化的效率是当今世界上任何机械装置所望尘莫及的。因此，通过转基因动物来生产药物是迄今为止人们所能想象得出的最为有效、最为先进的系统。

转基因动物的乳腺可以源源不断地提供目的基因的产生（药物蛋白质），不但产量高，而且表达的产物已经过充分修饰和加工，具有稳定的生物活性。作为生物反应器的转基因运动又可无限繁殖，故具有成本低、周期短和效益好的优点。一些由转基因家畜乳汁中分离的药物蛋白正用于临床试验。

目前，我国在转基因动物的研究领域，已获得了转基因小鼠、转基因兔、转基因鱼、转基因猪、转基因羊和转基因牛。20世纪90年代，国家“863”高技术计划已将转基因羊——乳腺生物反应器的研究列为重大项目。

虽然目前通过转基因动物（家畜）——乳腺生物反应器生产的药物或珍贵蛋白尚未形成产业，但据国外经济学家预测，大约10年后，转基因运动生产的药品就会鼎足于世界市场。那时，单是药物的年销售额就超过250亿美元（还不包括营养蛋白和其他产品），从而使转基因动物（家畜）——乳腺生物反应器产业成为最具有高额利润的新型工业。

2000年12月25日，北京三只转基因羊的问世以及在此之前各种转基因蔬菜、水稻、棉花等，使人们对转基因技术备加关注，那么转基因技术到底是一种什么样的神秘技术呢？

北京市顺义区三高科技农业试验示范区的北京兴绿原生物科技中心总畜牧师田雄杰先生介绍说，转基因动物和转基因羊的意义，不在于羊本身，而是它们身上产出的羊奶可以提取α抗胰蛋白酶，它们中的每一只都可称为一座天然基因药物制造厂，价值连城。

中国工程院院士、上海儿童医院上海医学遗传研究所所长曾溢滔先生认为，转基因动物是指通过实验方法，人工地把人们想要研究的动物或人类基因，或者是有经济价值的药物蛋白质基因，通常称为外源基因，导入动物的受精卵（或早期胚胎细胞），使之与动物本身的基因组整合在一起，这样外源基因能随细胞的分裂而增殖，并能稳定地遗传给下一代的一类动物。

田雄杰先生介绍，制备转基因羊，就是将人的α抗胰蛋白酶基因通过显微操作注进母羊受精卵的雄性细胞核，并使之与羊本身的基因整合起来，形成一体，这种新的基因组可以稳定地遗传到出生的小羊身上。小山羊也成了人工创造的与它们母亲不同的新品系，它们的后代也将带有这种α抗胰蛋白酶基因。这个过程有些类植物的嫁接术。

制备转基因动物是项复杂的工作。目前，在转基因动物研制中，外源基因与动物本身的基因组整合率低，其表达往往不理想，外源基因应有的性质得不到充分表现或不表现。实验运动如牛、羊和猪的整合率一般为1%左右。这种情况的原因可能是多方面的，首先是目的基因的问题，不同的外源基因表达水平不相同，因每个个体而异；其次是外源基因表达载体内部各个部分的组合和连接是否合理等；还有一点更重要，就是外源基因到达动物基因组内整合的位置是否合理。科学家还弄不清楚整合在哪个伴置表达高，哪个位置表达低，人们还无法控制外源基因整合的位置，而只能是随机整合。因此，整合率低也就在所难免。

尽管转基因动物还有一些技术亟待解决，但是转基因动物研究所取得的巨大进展，特别是它在各个领域中的广泛应用，已经对生物医学、畜牧业和药物产业产生了深刻影响。

基因工程——基因芯片——可预测“未病之病”

“21世纪生物技术”论坛上，中国第一片应用型芯片发明人———青年科学家马文丽和郑文岭两教授受到与会专家的高度关注。他们发明的基因芯片将引导21世纪的医学模式从疾病诊治向“亚健康状态”的诊治过渡。

青年科学家马文丽和郑文岭在昨天的论坛上介绍了基因芯片(又称为DNA芯片、生物芯片)的研制开发过程以及它的应用前景。所有生物都有自己特有的DNA，后者是存在于细胞里的遗传物质，决定该物种的特性。基因芯片可以检测任何生物的DNA，比现在所有的检测手段都要灵敏、准确和快速，因而它的应用前景非常广阔：可以加速人类基因组计划(又称之为“第二次阿波罗计划”)和后基因组计划的研究进展；可以通过检测空气里的微生物，对环境污染进行监控；可以准确快速地对各种动植物进行检疫；可以筛选新药、鉴别假药、识别中药的有效成分，促进中药现代化的实现；……目前基因芯片在临床疾病的诊断上最具有市场前景。马文丽、郑文岭两位科学家指出，罗马不是一天建成的，疾病也不是一天发生的。例如肿瘤的病人，当他从健康状态发展到疾病状态之间，有一个“亚健康状态”，这一阶段的人可以不发生任何身体上的不适，或者已经出现了容易疲劳、注意力不集中、便秘、不明原因的失眠等情况，但到医院用仪器和其他检验方法又找不到异常。在“亚健康”阶段用基因芯片进行检测可以发现，血液里的基因已经发生改变——例如癌基因被激活，正常的基因发生丢失、突变或者数量上的增减。通过基因芯片灵敏快速的检测结果，我们可以实现中国古语中“上医治未病”的理想，对疾病作出前瞻性的诊断，这就是“基因诊断”。

基因芯片的发明改变了现有的医学模式：人们不是在发生疾病后才去医院治疗，平时定期使用基因芯片进行体检，可以预先诊断出几年甚至十几年以后才发生的疾病(包括肿瘤、艾滋病、心血管病等)，提早进行基因治疗、基因预防。据介绍，基因诊断的技术问题已经解决，按照目前的市场预测，在5年以内可以进入临床使用阶段。

著名的《财富》杂志曾这样评价基因芯片的历史意义：“在20世纪的科学史上，有两件大事值得大写特写，一个是计算机的发明，它改变了我们的经济和文化；第二是生物芯片的发明，它将变更整个生命医学，极大地提高人类的健康水平。”

作为改变人类生命发展进程的一种工具，基因芯片具有不可估量的经济价值。据国际权威调查机构预测，仅2000年之后的第一个五年内，全世界基因芯片的销售可望超过50亿美元，而在第二个五年中将超过400亿美元。马文丽和郑文岭两位科学家的发明，使得中国在继“工业革命”和“信息技术革命”后的“基因组革命”与世界同步。