微生物与转基因技术..docx

微生物与转基因技术摘要微生物目前已是生物技术领域主要的模式生物之一，微生物可以为转基因技术提供工具酶、基因载体；微生物本身也常作为目的基因的受体细胞。通过转基因的方式，可以将人类所需要的基因转移到特定物种上，从而表达出人类想要的性状。本文综述了转基因微生物在食品、农业、医药以及环境保护、传统工业改造等领域研究与应用的国内外现状。在食品生产领域，转基目微生物主要用于食品用群制剂的生产，如凝乳酶．淀粉酶，蛋白酶等，转基因酵母也应用于啤酒的生产．在农业生产领域，转基因微生物主要用于微生物农药、微生物肥料和饲料酶制剂的生产．在医药生产领域，转基因微生物主要用于兽用和人用疫苗的生产，以及利用转基因镟生物生产某些药物。此外，转基因微生物在环境保护，传统工业的改造、印染业，以及新能薄开发等方面也有应用，本文也同样大致介绍了一些目前国内外关于微生物转基因方面的前沿研究。关键词微生物转基因，DNA重组技术，目的基因，基因载体引言转基因技术的理论基础来源于进化论衍生来的分子生物学。基因片段[1]的来源可以是提取特定生物体基因组中所需要的目的基因，也可以是人工合成指定序列的基因片段。基因片段被转入特定生物中，与其本身的基因组进行重组，再从重组体中进行数代的人工选育，从而获得具有稳定表现特定的遗传性状的个体。该技术可以使重组生物增加人们所期望的新性状，培育出新品种。1980年代以来，现代生物技术迅速发展，在医药、农业、食品、化工、环境和能源等领域发挥了巨大的经济效益和社会效益。自1982年美国FDA批准了世界上第一例基因工程药物重组人胰岛素的正式生产以来，以基因工程药物为主的各种基因工程产品陆续实现商品化生产。其中，转基因微生物是基因工程产品的重要组成部分，在农业生产、食品加工、医药生产以及环境保护等领域得到了广泛的应用。微生物与转基因技术微生物与转基因工具酶转基因技术中，需要一些基本的工具酶，如对供体生物的DNA进行切割以获得目的基因的限制性核酸内切酶、DNA聚合酶类、DNA连接酶、核酸外切酶、反转录酶等。DNA聚合酶类包括DNA聚合酶Ⅰ、KlenowDNA聚合酶、T4DNA聚合酶、T7DNA聚合酶、耐热DNA聚合酶等。耐热DNA聚合酶是一类在高温下具有聚合活性的DNA聚合的，来自于嗜高温的细菌，方要应用于PCR反应中，具体种类有产自嗜热水生菌的TaqDNA聚合酶、VentDNA聚合酶、PwoDNA聚合酶、TthDNA聚合酶和PfuDNA聚合酶，其中Taq DNA聚合酶，使DNA的体外复制变得异常简便和常规化，大大加快了生物工程、基因组等分子生物学研究的进程，年销售利润达到上亿美元。依赖于DNA的RNA聚合酶包括SP6噬菌体RNA聚合酶、T4噬菌体RNA聚合酶或T7噬菌体RNA聚合酶，这类酶无需引物，但识别DNA上特异性位点（启动列），合成RNA。核酸酶S1，来源于米曲霉，具有3’-5’外切核酸酶活性，能特异性降解单链DNA或RNA的核酸酶，基因工程中用于黏性末端的平切。核酸酶BAL31，来源于交替单胞菌BAL31，对单链DNA和RNA具有类似核酸酶S1的催化活性，能同时从3’-端和5’-端降解双链DNA并使其缩短大约25%长度，催化反应需要Ca2+。基因工程中用于缩短DNA和构建嵌套缺失体也应用于限制酶图谱制作等。2.2微生物与转基因载体转基因载体应具有以下基本特性：①必须是一个可独立复制DNA或复制单位；②分子量尽可能小，便于分离纯化和进行离体操作；③分子内具有不影响载体复制、生长的区域，区域中包含多种限制性内切酶的单一切点，确保能在切点内与外源DNA发生重组；④具有区分转化、重组与非重组的多种可供选择的遗传标记（如营养缺陷型、抗药性、噬菌斑形成能力等）。原核生物的常用克隆载体包括质料载体、λ噬菌体载体、柯斯质粒载体、原核生物的人工染色体载体等。酵母菌中的外源基因克隆，可就用载体、电转化和醋酸导入等方法。依据酵母菌的质料载体构成与复制方式不同，可划分为：整合性载体、附加体载体、复制型载体、着丝粒载体和酵母人工染色体共5类。微生物与转基因技术的应用一．转基因微生物在食品生产领域的应用1．转基因微生物生产食品用酶制剂直接用作食品的转基因微生物如发酵食品菌等目前在市场上尚未出现。在国外，将转101基因细菌和真菌生产的酶用于食品生产和加工已经比较普遍，如奶酪生产中使用的凝乳酶、啤酒和饮料生产中的淀粉酶，以及面包等食品生产中的蛋白酶等。在食品工业中，微生物可用于生产酶制剂、氨基酸、有机酸、维生素、色素、香料等添加剂。氨基酸、有机酸、维生素、色素和香料等生产菌种的改良涉及到的基因较多，调控复杂，不易利用基因工程技术进行改良，大多仍处于研究阶段，只有少数氨基酸和维生素以转基因微生物生产。而酶制剂应用广泛，涉及的基因单一，适合利用基因工程技术进行改良(王家勤1