生物技術(shù)概況講座

生物工程及基因科學(xué)發(fā)展概況

徐亞歐

內(nèi)容1.21世紀(jì)將是什么時(shí)代2.

生物工程概念及范疇3.生物技術(shù)的特點(diǎn)4.世界農(nóng)業(yè)生物技術(shù)發(fā)展概況5.生物工程高速發(fā)展的幾個(gè)重要標(biāo)志6.生物工程應(yīng)用領(lǐng)域7.我國(guó)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況8.生物工程技術(shù)展望China'sfirstclonedcow

1“二十一”世紀(jì)將是什么時(shí)代

生物技術(shù)時(shí)代

海洋時(shí)代

知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代

智能交通時(shí)代

電動(dòng)汽車時(shí)代

非致死戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)代

毫微技術(shù)的時(shí)代

心理疾病時(shí)代

生物技術(shù)時(shí)代20世紀(jì)人類在生物學(xué)領(lǐng)域取得的科學(xué)技術(shù)成就還是為生物技術(shù)時(shí)代的到來(lái)提供了必要條件。特別是，分離、識(shí)別和重組基因的能力，人類基因組的作圖與測(cè)序，PCR技術(shù)，DNA芯片的出現(xiàn)，尤其是以計(jì)算機(jī)和因特網(wǎng)為工具，對(duì)遺傳信息進(jìn)行管理、交流、破譯、預(yù)測(cè)等為主要研究對(duì)象的生物信息學(xué)(Bioinformatics)的誕生，這些作為新時(shí)代的科學(xué)技術(shù)都正在以前所未有的速度發(fā)展和普及著。20世紀(jì)“多利羊”克隆成功，人類基因組測(cè)序，試管嬰兒面世，以及許許多多生物工程技術(shù)的誕生，早已預(yù)示著生物技術(shù)時(shí)代的到來(lái)。杰里米·里夫金在《生物技術(shù)世紀(jì)》一書(shū)中指出：“我們正處于生物技術(shù)時(shí)代的偉大歷史性變革中?！鄙锛夹g(shù)到系統(tǒng)生物技術(shù)——組學(xué)時(shí)代高通量實(shí)驗(yàn)技術(shù)的廣泛應(yīng)用產(chǎn)生了海量數(shù)據(jù),利用生物信息學(xué)工具整合這些數(shù)據(jù),加深了人們對(duì)細(xì)菌生理活動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí),系統(tǒng)生物學(xué)應(yīng)運(yùn)而生。系統(tǒng)生物學(xué)的出現(xiàn)使代謝工程從局部通路水平上升到整體水平,代謝工程也因此進(jìn)入了新的發(fā)展階段——系統(tǒng)生物技術(shù)時(shí)代。系統(tǒng)生物技術(shù)通過(guò)整合各個(gè)層次組學(xué)數(shù)據(jù),建立數(shù)學(xué)模型,或通過(guò)比較不同菌株或同一菌株在不同條件下基因組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白組或代謝組的差異以闡明生命活動(dòng)規(guī)律,在此基礎(chǔ)上,對(duì)影響表型的靶基因進(jìn)行改造,得到符合預(yù)期的表型。隨著新的高通量實(shí)驗(yàn)技術(shù)的不斷運(yùn)用以及生物信息學(xué)的發(fā)展,系統(tǒng)生物技術(shù)必將取得更大進(jìn)步。海洋科學(xué)時(shí)代

國(guó)際海洋科學(xué)技術(shù)的發(fā)展形勢(shì)：大科學(xué)，高技術(shù)

1997年世界海洋委員會(huì)在一份報(bào)告中把當(dāng)前海洋科學(xué)技術(shù)發(fā)展面臨的課題歸結(jié)為四類：

科學(xué)文化進(jìn)步:包括揭示生命起源、宇宙起源、人類起源（海洋人類學(xué)）的研究；

探索和開(kāi)發(fā)海洋財(cái)富：包括生物資源開(kāi)發(fā)（主要是漁業(yè)）、油氣資源開(kāi)發(fā)、海洋運(yùn)輸、能源利用、空間利用和旅游、海洋環(huán)境凈化容量等；

生命支持系統(tǒng)研究和保護(hù)：包括海洋與氣候、生物多樣性、健康和廢物清除、防災(zāi)減災(zāi)等；

其他類：包括海洋管理、海洋經(jīng)濟(jì)學(xué)、論理學(xué)、海岸科學(xué)、培訓(xùn)和教育。知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代知識(shí)經(jīng)濟(jì)是什么經(jīng)濟(jì)，它是和漁獵經(jīng)濟(jì)、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)、工業(yè)經(jīng)濟(jì)相并列的第四個(gè)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，是一個(gè)新的經(jīng)濟(jì)時(shí)代。經(jīng)濟(jì)時(shí)代的特征是由生產(chǎn)要素資源的組成(勞動(dòng)、工具、土地、資金、經(jīng)驗(yàn)技巧、科學(xué)技術(shù)等)以及它們的結(jié)構(gòu)方式來(lái)決定的。也就是說(shuō)在生產(chǎn)要素的資源總體結(jié)構(gòu)中間，哪一種生產(chǎn)要素處在一個(gè)主導(dǎo)的地位，它就決定了對(duì)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的劃分。知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代是以知識(shí)和科學(xué)技術(shù)為要術(shù)的經(jīng)濟(jì)時(shí)代。智能交通時(shí)代人們?cè)趯ふ医鉀Q城市擁堵的良方，智能交通的概念決定了人們對(duì)其的重大期望。智能交通，也就是ITS，英文是IntelligentTransportSystems，其中的含義是為了追求安全、舒適和暢通的交通環(huán)境,通過(guò)最先進(jìn)的信息通信技術(shù),將人、道路和汽車融為一體的全新智能系統(tǒng)。（包括智能交通、智能汽車）在未來(lái)，公路上的探測(cè)器將被小型計(jì)算機(jī)取代，司機(jī)可以和智能交通燈隨時(shí)進(jìn)行“對(duì)話”，生態(tài)環(huán)境亦可由此得到改善。

汽車電子向更友善、更智慧的方向發(fā)展，是汽車電子集成化、智能化、人性化、信息化、數(shù)字化的統(tǒng)一體，由此構(gòu)建起一個(gè)截然不同的全新的汽車電子智能新時(shí)代。電動(dòng)汽車時(shí)代隨著全球石油資源緊張、大氣環(huán)境污染加劇，節(jié)能環(huán)保的電動(dòng)汽車受到人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。最近十多年，西方發(fā)達(dá)國(guó)家更是投入大量資金和人力，并制定了一系列的優(yōu)惠政策來(lái)發(fā)展電動(dòng)汽車。但由于動(dòng)力電池等關(guān)鍵技術(shù)沒(méi)有取得重要進(jìn)展，電動(dòng)汽車的產(chǎn)業(yè)化至今未能實(shí)現(xiàn)。21世紀(jì)將是是非致死死戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)時(shí)代目前的軍軍事科學(xué)學(xué)研究已已經(jīng)展示示出越來(lái)來(lái)越多的的非致命命武器，，如使用用低能墾墾的激光光束的激激光武器器、人工工改變敵敵方氣候候狀況的的氣象武武器、能能暫時(shí)性性干擾成成永久性性毀壞重重要傳感感器的微微波武器器、利用用低頻率率聲波的的次聲武武器、涉涉及量子子物理和和分子化化學(xué)的電電磁脈沖沖武器、、通過(guò)無(wú)無(wú)線電等等發(fā)送的的電子病病毒武器器等等，，將使未未來(lái)的戰(zhàn)戰(zhàn)爭(zhēng)不出出現(xiàn)流血血而取得得勝利。。21世紀(jì)將是是毫微技技術(shù)的時(shí)時(shí)代毫微技術(shù)術(shù)是以毫毫微米為為測(cè)量單單位的產(chǎn)產(chǎn)品的技技術(shù)，所所制成的的微型機(jī)機(jī)械非常常微小，，如目前前最小的的電磁電電動(dòng)機(jī)外外徑只有有0.8毫米米，，重重量量?jī)H僅為為4毫克克，，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速達(dá)達(dá)每每分分鐘鐘1萬(wàn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，，工工作作電電壓壓1.7伏。。毫毫微微技技術(shù)術(shù)將將應(yīng)應(yīng)用用于于人人類類各各個(gè)個(gè)領(lǐng)領(lǐng)域域，，能能在在危危險(xiǎn)險(xiǎn)環(huán)環(huán)境境中中排排除除故故障障，，能能用用于于家家電電的的自自動(dòng)動(dòng)調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)，，能能充充當(dāng)當(dāng)醫(yī)醫(yī)生生進(jìn)進(jìn)入入人人體體醫(yī)醫(yī)治治疾疾病病，，能能做做軍軍事事殺殺手手攻攻其其不不備備，，等等等等。。目目前前世世界界各各國(guó)國(guó)都都投投入入巨巨資資開(kāi)開(kāi)發(fā)發(fā)研研究究，，下下世世紀(jì)紀(jì)必必成成大大氣氣候候。。21世紀(jì)紀(jì)將將是是心心理理疾疾病病時(shí)時(shí)代代:醫(yī)學(xué)學(xué)科科技技的的發(fā)發(fā)展展，，使使人人類類在在種種種種疫疫苗苗的的保保護(hù)護(hù)之之下下，，機(jī)機(jī)體體的的疾疾病病會(huì)會(huì)越越來(lái)來(lái)越越少少，，并并因因技技術(shù)術(shù)的的發(fā)發(fā)達(dá)達(dá)而而很很容容易易治治愈愈。。與與此此同同時(shí)時(shí)，，心心理理方方面面的的疾疾病病將將占占主主導(dǎo)導(dǎo)地地位位，，成成為為影影響響人人類類健健康康的的最最主主要要因因素素，，精精神神方方法法治治療療疾疾病病隨隨之之大大放放光光彩彩，，逐逐步步形形成成整整套套的的醫(yī)醫(yī)療療方方法法，，取取代代目目前前藥藥物物及及手手術(shù)術(shù)治治療療疾疾病病為為主主的的方方式式。。2生物物工工程程概念念及及范范疇疇生物物工工程程是是指指利利用用生生物物體體系系(動(dòng)動(dòng)、、植植物物、、微微生生物物)，應(yīng)應(yīng)用用先先進(jìn)進(jìn)的的生生物物學(xué)學(xué)和和工工程程技技術(shù)術(shù)，，通通過(guò)過(guò)加加工工或或不不加加工工底底物物原原料料，，為為人人類類提提供供所所需需各各種種產(chǎn)產(chǎn)品品或或達(dá)達(dá)到到某某種種目目的的的的一一種種新新型型的的跨跨學(xué)學(xué)科科技技術(shù)術(shù)生物物工工程程的的五五大大技技術(shù)術(shù)系系統(tǒng)統(tǒng)基因因工工程程細(xì)胞胞工工程程酶工工程程發(fā)酵酵工工程程蛋白白質(zhì)質(zhì)工工程程基因因工工程程geneticengineering基因因工工程程又又稱稱基基因因拼拼接接技技術(shù)術(shù)和和DNA重組組技技術(shù)術(shù)，，是是以以分子子遺遺傳傳學(xué)學(xué)為理理論論基基礎(chǔ)礎(chǔ)，，以以分子子生生物物學(xué)學(xué)和微生生物物學(xué)學(xué)的現(xiàn)現(xiàn)代代方方法法為為手手段段，，將將不不同同來(lái)來(lái)源源的的基基因因(DNA分子子)，按按預(yù)預(yù)先先設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)的的藍(lán)藍(lán)圖圖，，在在體體外外構(gòu)構(gòu)建建雜雜種種DNA分子子，，然然后后導(dǎo)導(dǎo)入入活活細(xì)細(xì)胞胞，，以以改改變變生生物物原原有有的的遺遺傳傳特特性性、、獲獲得得新新品品種種、、生生產(chǎn)產(chǎn)新新產(chǎn)產(chǎn)品品。?；蛞蚬すこ坛碳技夹g(shù)術(shù)為為基基因因的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)和和功功能能的的研研究究提提供供了了有有力力的的手手段段。。細(xì)胞胞工工程程(Cellengineering)是指指應(yīng)應(yīng)用用現(xiàn)現(xiàn)代代細(xì)胞胞生生物物學(xué)學(xué)、發(fā)發(fā)育育生生物物學(xué)學(xué)、、遺傳傳學(xué)學(xué)和分分子子生生物物學(xué)學(xué)的的理理論論與與方方法法，，按按照照人人們們的的需需要要和和設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)，，在在細(xì)細(xì)胞胞水水平平上上的的遺遺傳傳操操作作，，重重組組細(xì)細(xì)胞胞的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)和和內(nèi)內(nèi)含含物物，，以以改改變變生生物物的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)和和功功能能，，即即通通過(guò)過(guò)細(xì)細(xì)胞胞融融合合、、核核質(zhì)質(zhì)移移植植、、染色色體或基因因移移植植以及及組組織織和和細(xì)細(xì)胞胞培培養(yǎng)養(yǎng)等等方方法法，，快快速速繁繁殖殖和和培培養(yǎng)養(yǎng)出出人人們們所所需需要要的的新新物物種種的的生生物物工工程程技技術(shù)術(shù)。。酶工工程程酶工工程程就就是是將將酶酶或或者者微微生生物物細(xì)細(xì)胞胞，，動(dòng)動(dòng)植植物物細(xì)細(xì)胞胞，，細(xì)細(xì)胞胞器器等等在在一一定定的的生生物物反反應(yīng)應(yīng)裝裝置置中中，，利利用用酶酶所所具具有有的的生生物物催催化化功功能能,借助助工工程程手手段段將將相相應(yīng)應(yīng)的的原原料料轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化成成有有用用物物質(zhì)質(zhì)并并應(yīng)應(yīng)用用于于社社會(huì)會(huì)生生活活的的一一門門科學(xué)學(xué)技技術(shù)術(shù)。它它包包括括酶制制劑劑的制制備備,酶的的固固定定化化,酶的的修修飾飾與與改改造造及及酶反反應(yīng)應(yīng)器器等方方面面內(nèi)內(nèi)容容。。酶酶工工程程的的應(yīng)應(yīng)用用，，主主要要集集中中于于食品品工工業(yè)業(yè)，輕工工業(yè)業(yè)以及及醫(yī)醫(yī)藥藥工工業(yè)業(yè)中中。。發(fā)酵酵工工程程發(fā)酵酵工工程程是是指指采采用用現(xiàn)現(xiàn)代代工工程程技技術(shù)術(shù)手手段段，，利利用用微生物的某些特定定功能，為為人類生產(chǎn)產(chǎn)有用的產(chǎn)產(chǎn)品，或直直接把微生生物應(yīng)用于于工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)過(guò)程的一一種新技術(shù)術(shù)。發(fā)酵工工程的內(nèi)容容包括菌種種的選育、、培養(yǎng)基的的配制、滅滅菌、擴(kuò)大大培養(yǎng)和接接種、發(fā)酵酵過(guò)程和產(chǎn)產(chǎn)品的分離離提純等方方面。蛋白質(zhì)工程程所謂蛋白質(zhì)質(zhì)工程，就就是利用基因工程手段，包括括基因的定點(diǎn)突變變和基因表表達(dá)對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，，以期獲得得性質(zhì)和功功能更加完完善的蛋白白質(zhì)分子。3生物技術(shù)的的特點(diǎn)：生物技術(shù)和和生物工程程的特點(diǎn)高技術(shù)高投入高風(fēng)險(xiǎn)高回報(bào)4世界農(nóng)業(yè)生生物技術(shù)發(fā)發(fā)展概況現(xiàn)代生物技技術(shù)是利用用生物有機(jī)機(jī)體或其組組成部分(包括器官、、組織、細(xì)細(xì)胞或細(xì)胞胞器等)，借助于工工程原理，，提供商品品和社會(huì)服服務(wù)的綜合合科學(xué)技術(shù)術(shù)。它是70年代初在重重組DNA技術(shù)、細(xì)胞胞培養(yǎng)技術(shù)術(shù)以及生物物反應(yīng)技術(shù)術(shù)等深入發(fā)發(fā)展的基礎(chǔ)礎(chǔ)上產(chǎn)生的的一門新興興學(xué)科。現(xiàn)現(xiàn)代生物技技術(shù)，經(jīng)過(guò)過(guò)20多年的發(fā)展展，其應(yīng)用用范圍迅速速遍及醫(yī)藥藥衛(wèi)生、農(nóng)農(nóng)林牧漁、、環(huán)境保護(hù)護(hù)等各個(gè)領(lǐng)領(lǐng)域，為人人類解決當(dāng)當(dāng)今世界所所面臨的健健康、食物物、能源、、資源和環(huán)環(huán)境等諸多多重大問(wèn)題題提供了有有利手段。。4.1生物技術(shù)在在世界農(nóng)業(yè)業(yè)發(fā)展中的的重要意義義農(nóng)業(yè)是生物物技術(shù)最重重要的應(yīng)用用領(lǐng)域之一一?，F(xiàn)代生生物技術(shù)可可以培育出出優(yōu)質(zhì)、高高產(chǎn)、抗病病蟲(chóng)、抗逆逆的農(nóng)作物物以及畜禽禽、林木、、魚(yú)類等新新品種；可可以進(jìn)行再再生能源的的利用，解解決能源短短缺問(wèn)題；；可以擴(kuò)大大食飼料、、藥品等來(lái)來(lái)源，滿足足人類日益益增長(zhǎng)的需需要；可以以進(jìn)行無(wú)廢廢物的良性性循環(huán)，減減少環(huán)境污污染，充分分利用各種種資源等。。因此現(xiàn)代代生物技術(shù)術(shù)越來(lái)越受受到各國(guó)政政府和企業(yè)業(yè)界關(guān)注，，被認(rèn)為是是新世紀(jì)農(nóng)農(nóng)業(yè)科技的的先導(dǎo)部分分。4.2世界農(nóng)業(yè)生生物技術(shù)研研究特點(diǎn)4.2.1重視生物技技術(shù)的基礎(chǔ)礎(chǔ)研究世界各國(guó)普普遍重視農(nóng)農(nóng)業(yè)生物技技術(shù)的基礎(chǔ)礎(chǔ)研究，發(fā)發(fā)達(dá)國(guó)家不不惜工本，，在基礎(chǔ)研研究上開(kāi)展展競(jìng)爭(zhēng)。如：日本每每年撥出2億美元用于于水稻基因因定位研究究；日本以以國(guó)立農(nóng)業(yè)業(yè)研究機(jī)構(gòu)構(gòu)，民間企企業(yè)以部分分道府縣農(nóng)農(nóng)業(yè)試驗(yàn)場(chǎng)場(chǎng)為主，目目前全日本本43個(gè)都道府縣縣中有34個(gè)道府縣根根據(jù)各自的的特色針對(duì)對(duì)不同的作作物開(kāi)展轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)基因技術(shù)術(shù)的基礎(chǔ)研研究工作。。美國(guó)用30億美元研究究人類基因因圖譜。歐洲各國(guó)政政府也都支支持糧食和和蔬菜的基基因定位研研究。英國(guó)一直比比較重視農(nóng)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)理理論和生物物技術(shù)的研研究，特別別是不斷加加大對(duì)農(nóng)業(yè)業(yè)基礎(chǔ)研究究的經(jīng)費(fèi)投投入。4.2.2農(nóng)業(yè)生物技技術(shù)的產(chǎn)業(yè)業(yè)化水平不不斷提高目前，世界界農(nóng)業(yè)生物物技術(shù)的產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化水平平已有很大大提高，其其中農(nóng)業(yè)生生物技術(shù)產(chǎn)產(chǎn)品市場(chǎng)發(fā)發(fā)展較快的的國(guó)家有美美國(guó)、法國(guó)國(guó)、荷蘭和和德國(guó)，1999年美國(guó)有8％的公司司從事有關(guān)關(guān)生物技術(shù)術(shù)的研究和和產(chǎn)品生產(chǎn)產(chǎn)，而歐洲洲的同類型型公司有485家，其中從從事農(nóng)業(yè)生生物技術(shù)的的占16％。雖然然不少農(nóng)業(yè)業(yè)生物技術(shù)術(shù)產(chǎn)品尚處處于研制、、試驗(yàn)階段段，商品化化的發(fā)展也也將充滿風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)和曲折折，但是農(nóng)農(nóng)業(yè)生物技技術(shù)產(chǎn)業(yè)化化的趨勢(shì)卻卻是不可逆逆轉(zhuǎn)的，并并有可能迎迎來(lái)發(fā)展最最快的未來(lái)來(lái)10年。4.3世界農(nóng)業(yè)生生物技術(shù)發(fā)發(fā)展的進(jìn)展展4.3.1在基因圖譜譜研究方面面發(fā)達(dá)國(guó)家在在基因圖譜譜研究取得得較大成就就：英國(guó)完成了了小麥基因因圖譜的測(cè)測(cè)定，這一一圖譜是目目前世界上上最詳細(xì)的的，包括21對(duì)染色體上上的16萬(wàn)億堿基對(duì)對(duì)，已確定定的基因有有矮化基因因，抗病基基因，抗擬擬基因等；；美國(guó)對(duì)一些些主要作物物，擬南芥芥及主要林林木進(jìn)行了了遺傳圖譜譜的構(gòu)建，，重要基因因特別是數(shù)數(shù)量性狀位位點(diǎn)的標(biāo)記記、定位和和作圖，并并就一些種種進(jìn)行了物物理圖譜的的構(gòu)建及少少數(shù)基因的的功能分析析。澳大利亞與與世界14個(gè)國(guó)家的38個(gè)實(shí)驗(yàn)室共共同完成了了牛的基因因圖譜，它它包含了1000個(gè)DNA變體，覆蓋蓋了全部基基因的95％，是目前前最完整的的動(dòng)物基因因圖譜。4.3.2在植物轉(zhuǎn)基基因技術(shù)研研究方面轉(zhuǎn)基因技術(shù)術(shù)已取得重重大突破，，全球已在在100多種植物中中獲得了轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)基因植株株。其中，，具有實(shí)用用價(jià)值的基基因轉(zhuǎn)移包包括抗除草草劑、抗蟲(chóng)蟲(chóng)、抗病、、抗病毒、、改善品質(zhì)質(zhì)、改變蛋蛋白質(zhì)組分分、雄性不不育、改變變花形花色色、延長(zhǎng)保保鮮期等基基因的轉(zhuǎn)移移。如孟山都公公司成功地地把蘇云金金桿菌的基基因轉(zhuǎn)移到到棉花，玉玉米，西紅紅柿和馬鈴鈴薯等植物物內(nèi)，組建建成抗棉鈴鈴蟲(chóng)，抗玉玉米鉆心蟲(chóng)蟲(chóng)等十幾種種作物新品品種，這些些抗蟲(chóng)新品品種可使一一些作物減減少使用殺殺蟲(chóng)劑(化學(xué)農(nóng)藥)約60％。澳大利亞科科研人員利利用轉(zhuǎn)基因因方法研制制出抗象鼻鼻蟲(chóng)的豌豆豆品種，抗抗PVLR病毒的土豆豆品種等。。韓國(guó)已利用用基因聚合合建立了水水稻轉(zhuǎn)基因因體系，并并已利用此此項(xiàng)技術(shù)開(kāi)開(kāi)發(fā)出抗除除草劑水稻稻。4.3.3植物組織培培養(yǎng)、生物物防治領(lǐng)域域國(guó)際上植物物工廠化生生產(chǎn)技術(shù)研研究方面正正在向?qū)嵱糜没A段邁邁進(jìn)。全世世界通過(guò)細(xì)細(xì)胞組織培培養(yǎng)而成功功再生植株株的植物已已超過(guò)600種，有140多種植物能能夠通過(guò)原原生質(zhì)體培培養(yǎng)得到再再生植株，，有200多種植物實(shí)實(shí)現(xiàn)了花藥藥培養(yǎng)成株株。新型生生物殺蟲(chóng)劑劑、生長(zhǎng)激激素、農(nóng)用用疫苗和診診斷盒方面面，美國(guó)環(huán)環(huán)境保護(hù)委委員會(huì)先后后批準(zhǔn)了2家公司研制制的4種新型生物物殺蟲(chóng)劑投投入使用，，一種保護(hù)護(hù)雛雞免遭遭雞新城疫疫病毒和雞雞痘病毒侵侵染的基因因重組病毒毒疫苗也于于近年實(shí)現(xiàn)現(xiàn)商品化。。4.3.4轉(zhuǎn)基因動(dòng)物物生產(chǎn)藥物物(生物反應(yīng)器器)方面利用轉(zhuǎn)基因因技術(shù)研制制動(dòng)物生物物反應(yīng)器是是動(dòng)物生物物技術(shù)中最最具誘惑力力、最易進(jìn)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化化階段的研研究領(lǐng)域，，目前已成成為世界各各國(guó)競(jìng)爭(zhēng)的的熱點(diǎn)。英英國(guó)1991年9月報(bào)道從轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)基因綿羊羊的奶中生生產(chǎn)人a1-抗胰蛋白酶酶(a1-AT)；荷蘭PHP公司培育出出了表達(dá)人人乳鐵蛋白白基因的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)基因牛，，美國(guó)GTC公司等培育育出了表達(dá)達(dá)抗凝血酶酶Ⅲ基因的轉(zhuǎn)基基因山羊等等。比利時(shí)時(shí)則在開(kāi)發(fā)發(fā)利用轉(zhuǎn)基基因油菜生生產(chǎn)多肽藥藥物。韓國(guó)國(guó)生命工學(xué)學(xué)研究所培培育出了能能分泌人乳乳成份lactoferrin的轉(zhuǎn)基因奶奶牛個(gè)體。。4.3.5轉(zhuǎn)基因動(dòng)物物育種方面面科學(xué)家們運(yùn)運(yùn)用轉(zhuǎn)基因因動(dòng)物育種種新技術(shù)已已培育出轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)基因豬、、羊、牛、、魚(yú)等，培培育的轉(zhuǎn)基基因豬較普普通豬體重重增長(zhǎng)快，，個(gè)頭大，，飼料轉(zhuǎn)化化率高，可可以為養(yǎng)豬豬業(yè)帶來(lái)豐豐厚的經(jīng)濟(jì)濟(jì)效益。美國(guó)利用基基因工程方方法把某些些動(dòng)物生長(zhǎng)長(zhǎng)激素基因因轉(zhuǎn)移到細(xì)細(xì)菌中，然然后由細(xì)菌菌繁殖產(chǎn)生生大量有用用的激素，，這些激素素在畜禽新新陳代謝過(guò)過(guò)程中，能能促進(jìn)其體體內(nèi)蛋白質(zhì)質(zhì)的合成和和脂肪的消消耗，從而而加快生長(zhǎng)長(zhǎng)發(fā)育。澳大利亞研研究人員已已設(shè)計(jì)出一一種可以改改善羊體內(nèi)內(nèi)血液中增增長(zhǎng)荷爾蒙蒙數(shù)量基因因，從而提提高飼料的的利用率和和改進(jìn)羊肉肉的品質(zhì)。。4.4我國(guó)農(nóng)業(yè)生生物技術(shù)的的發(fā)展概況況我國(guó)農(nóng)業(yè)生生物技術(shù)起起步晚，與與發(fā)達(dá)國(guó)家家有一定差差距，但發(fā)發(fā)展順利，，進(jìn)步較快快，在國(guó)家家政策的扶扶持下，尤尤其是在國(guó)國(guó)家“863”計(jì)劃，“973”計(jì)劃和“國(guó)國(guó)家轉(zhuǎn)基因因植物研究究與產(chǎn)業(yè)化化專項(xiàng)”的的直接支持持下，已取取得了很大大的成績(jī)。。目前，我國(guó)國(guó)農(nóng)業(yè)生物物技術(shù)的整整體水平在在發(fā)展中國(guó)國(guó)家處于領(lǐng)領(lǐng)先地位，，一些領(lǐng)域域已經(jīng)進(jìn)入入國(guó)際先進(jìn)進(jìn)行列。我我國(guó)是世界界上繼美國(guó)國(guó)之后，第第2個(gè)擁有自主主研制抗蟲(chóng)蟲(chóng)棉技術(shù)的的國(guó)家；我我國(guó)轉(zhuǎn)基因因水稻的研研制處于世世界先進(jìn)水水平。到2003年8月止，我國(guó)國(guó)共受理轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)基因生物物安全評(píng)價(jià)價(jià)申請(qǐng)1044項(xiàng)，批準(zhǔn)777項(xiàng)。國(guó)內(nèi)從從事涉及農(nóng)農(nóng)業(yè)生物技技術(shù)研究的的機(jī)構(gòu)已經(jīng)經(jīng)超過(guò)200家，研發(fā)隊(duì)隊(duì)伍1萬(wàn)多人。2003年全國(guó)轉(zhuǎn)基基因作物種種植面積達(dá)達(dá)到280萬(wàn)hm2。目前，我我國(guó)涉及農(nóng)農(nóng)業(yè)生物技技術(shù)的各類類研究機(jī)構(gòu)構(gòu)已超過(guò)200家，初步形形成了從基基礎(chǔ)研究，，應(yīng)用技術(shù)術(shù)研究到產(chǎn)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)相相互銜接，，相互促進(jìn)進(jìn)的創(chuàng)新體體系。4.4.1在植物組織織培養(yǎng)、染染色體工程程育種等方方面我國(guó)在組織織培養(yǎng)的應(yīng)應(yīng)用與開(kāi)發(fā)發(fā)方面一直直處于國(guó)際際領(lǐng)先地位位，至今已已育成數(shù)10個(gè)水稻、小小麥、大麥麥、玉米、、馬鈴薯、、油菜等新新品種。在在花藥培養(yǎng)養(yǎng)、染色體體工程育種種方面：近近年來(lái)，結(jié)結(jié)合分子標(biāo)標(biāo)記輔助育育種等技術(shù)術(shù)，我國(guó)科科學(xué)家育成成了廣譜高高抗白粉病病的小麥——一簇毛麥易易位系6VS／6AL，成功地將將中間偃麥麥草抗小麥麥黃矮病的的基因轉(zhuǎn)移移到普通小小麥中，育育成了119880和119899等易位系。。4.4.2在植物基因因組研究方方面植物功能基基因研究完完成了模式式植物水稻稻和擬南芥芥大型突變變庫(kù)的構(gòu)建建，克隆了了一批與小小麥，水稻稻，棉纖維維等品質(zhì)與與發(fā)育密切切相關(guān)的候候選基因。。完成了10250份水稻和近近200份棉花重要要遺傳資源源的鑒定，，完成了秈秈稻9311全基因組的的工作框架架圖和基因因精細(xì)圖，，為我國(guó)水水稻基因組組研究做出出了重要貢貢獻(xiàn)。完成成了水稻秈秈稻(9311)的全基因組組精細(xì)圖，，目前該基基因組精確確圖的覆蓋蓋率已達(dá)到到98％，并且且已經(jīng)有95％的序列列準(zhǔn)確定位位到染色體體上，完成成了水稻粳粳稻4號(hào)染色體的的精確測(cè)序序，是世界界上第1個(gè)完成的禾禾本科植物物全基因組組測(cè)序。從水稻，小小麥，棉花花，大豆等等重要農(nóng)作作物中分離離克隆出功功能基因20多個(gè)，這些些基因在秸秸桿利用，，作物，蔬蔬菜纖維品品質(zhì)改良，，水稻亞種種間雜種優(yōu)優(yōu)勢(shì)利用，，遺傳改良良植物營(yíng)養(yǎng)養(yǎng)利用等方方面有良好好的應(yīng)用前前景。4.4.3在轉(zhuǎn)基因植植物研究方方面我國(guó)科學(xué)家家成功地研研制出單價(jià)價(jià)Bt抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因因棉花，并并獲得了國(guó)國(guó)家專利，，我國(guó)已成成為世界上上擁有抗蟲(chóng)蟲(chóng)棉研制開(kāi)開(kāi)發(fā)整套技技術(shù)的第2個(gè)國(guó)家；目目前已有4個(gè)抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基基因棉新品品種通過(guò)審審定，累計(jì)計(jì)推廣36．7萬(wàn)hm2，產(chǎn)生的社社會(huì)與經(jīng)濟(jì)濟(jì)效益達(dá)7．7億元，7個(gè)抗黃矮病病，白粉病病和赤霉病病的小麥新新品種通過(guò)過(guò)品種審定定，累計(jì)推推廣種植96．5萬(wàn)hm2，大大超額額完成了原原定的目標(biāo)標(biāo)。4.4.4在動(dòng)物胚胎胎移植等研研究方面我國(guó)牛、羊羊、豬、兔兔等家畜胚胚胎移植和和牛、羊、、兔等家畜畜胚胎冷凍凍技術(shù)已獲獲成功。動(dòng)動(dòng)物的胚胎胎移植技術(shù)術(shù)已在生產(chǎn)產(chǎn)上推廣應(yīng)應(yīng)用。近年來(lái)，在在胚胎移植植技術(shù)基礎(chǔ)礎(chǔ)上又進(jìn)行行了奶牛、、綿羊切割割胚胎的移移植，成倍倍提高了胚胚胎移植的的效率，從從而更有效效地挖掘優(yōu)優(yōu)良母畜的的遺傳潛力力?，F(xiàn)在試試管牛羊，，體外核移移植、胚胎胎的切割及及體外受精精技術(shù)均已已成功，進(jìn)進(jìn)入中試。。牛的卵母母細(xì)胞在體體外培養(yǎng)成成熟等已取取得明顯進(jìn)進(jìn)展。在水產(chǎn)上已已成功地選選育出“四四倍體復(fù)合合銀鯽魚(yú)””和“人工工復(fù)合三倍倍體鯉魚(yú)””，經(jīng)大面面積飼養(yǎng)試試驗(yàn)顯示出出快速生長(zhǎng)長(zhǎng)特性。如如人工復(fù)合合三倍體鯉鯉魚(yú)生長(zhǎng)速速度比普通通鯉魚(yú)快65％。4.4.5在單克隆抗抗體研制、、動(dòng)物生物物反應(yīng)器方方面我國(guó)已研究究制成馬傳傳染性貧血血、豬瘟、、雞新城疫疫、草魚(yú)出出血疫、馬馬鈴薯病毒毒及其它植植物病毒等等等一大批批單克隆試試劑盒，并并應(yīng)用于動(dòng)動(dòng)植物一些些嚴(yán)重病害害的快速準(zhǔn)準(zhǔn)確診斷。。在動(dòng)物生生物反應(yīng)器器方面，已已獲得了表表達(dá)生長(zhǎng)激激素基因的的轉(zhuǎn)基因羊羊，乳腺表表達(dá)人生長(zhǎng)長(zhǎng)激素基因因和抗凝乳乳酶基因的的轉(zhuǎn)基因綿綿羊等。5生物工程高高速發(fā)展的的幾個(gè)重要要標(biāo)志★人類基因組組計(jì)劃★后基因組時(shí)時(shí)代★干細(xì)胞時(shí)代代5.1人類基因組組計(jì)劃1990年年，美國(guó)正正式啟動(dòng)““人類基因因組計(jì)劃””，計(jì)劃歷歷時(shí)15年年，斥資30億美元元。隨后又有英國(guó)、日本、法國(guó)、德國(guó)和中國(guó)科學(xué)家的先先后加盟和和合作，這這一"生命命登月計(jì)劃劃"終于在在新世紀(jì)鐘鐘聲敲響的的半年時(shí)間間內(nèi)即取得得突破性進(jìn)進(jìn)展：繪制制出人類基基因組草圖圖。人類基因組組約含3萬(wàn)至4萬(wàn)個(gè)基因，，由約30億對(duì)堿基基組成。1990年10月國(guó)際際人類類基因因組計(jì)計(jì)劃啟啟動(dòng)1999年9月中國(guó)國(guó)躋身身人類類基因因組計(jì)計(jì)劃，，承擔(dān)擔(dān)1％測(cè)序序任務(wù)務(wù)2000年4月人類類基因因組““中國(guó)國(guó)卷””繪就就2001年2月人類類基因因組草草圖完完成2003年4月人類類基因因組精精細(xì)圖圖問(wèn)世世(２０００３年年４４月１１４日日，中中、美美、日日、德德、法法、英英等６６國(guó)科科學(xué)家家宣布布人類類基因因組序序列圖圖繪制制成功功，人人類基基因組組計(jì)劃劃的所所有目目標(biāo)全全部實(shí)實(shí)現(xiàn)。。已完完成的的序列列圖覆覆蓋人人類基基因組組所含含基因因區(qū)域域的９９９％％，精精確率率達(dá)到到９９９．９９９％％，這這一進(jìn)進(jìn)度比比原計(jì)計(jì)劃提提前兩兩年多多。至至此，，人類類基因因組計(jì)計(jì)劃共共耗資資２７７億美美元，，比原原先預(yù)預(yù)計(jì)的的３００億美美元有有明顯顯節(jié)省省。)2004年10月人類類基因因組完完成圖圖公布布國(guó)際人人類基基因組組單體體型圖圖計(jì)劃劃（HapMap計(jì)劃））繼人類類基因因組計(jì)計(jì)劃完完成以以后HapMap計(jì)劃由由日本本、英英國(guó)、、加拿拿大、、中國(guó)國(guó)、尼尼日利利亞和和美國(guó)國(guó)的科科學(xué)家家們合合作完完成。。項(xiàng)目目正式式開(kāi)始始于2002年10月27-29日的HapMap計(jì)劃第第一次次會(huì)議議，預(yù)預(yù)計(jì)進(jìn)進(jìn)行3年（現(xiàn)現(xiàn)已完完成））。國(guó)際人人類基基因組組單體體型圖圖簡(jiǎn)介介在基因因組中中，不不同個(gè)個(gè)體的的DNA序列上上的單單個(gè)堿堿基的的差異異被稱稱作單單核苷苷酸多多態(tài)性性（SNPs）。例如如，某某些人人的染染色體體上某某個(gè)位位置的的堿基基是A，而另另一些些人的的染色色體的的相同同位置置上的的堿基基則是是G。同一一位置置上的的每個(gè)個(gè)堿基基類型型叫做做一個(gè)個(gè)等位位位點(diǎn)點(diǎn)。人類的的所有有群體體中大大約存存在一一千萬(wàn)萬(wàn)個(gè)SNP位點(diǎn)，，其中中稀有有的SNP位點(diǎn)的的頻率率至少少有1%。相鄰鄰SNPs的等位位位點(diǎn)點(diǎn)傾向向于以以一個(gè)個(gè)整體體遺傳傳給后后代。。位于于染色色體上上某一一區(qū)域域的一一組相相關(guān)聯(lián)聯(lián)的SNP等位位位點(diǎn)被被稱作作單體體型（haplotype）。大多數(shù)數(shù)染色色體區(qū)區(qū)域只只有少少數(shù)幾幾個(gè)常常見(jiàn)的的單體體型（（每個(gè)個(gè)具有有至少少5%的頻率率），，它們們代表表了一一個(gè)群群體中中人與與人之之間的的大部部分多多態(tài)性性。一一個(gè)染染色體體區(qū)域域可以以有很很多SNP位點(diǎn)，，但是是只用用少數(shù)數(shù)幾個(gè)個(gè)標(biāo)簽簽SNPs，就能能夠提提供該該區(qū)域域內(nèi)大大多數(shù)數(shù)的遺遺傳多多態(tài)模模式。。遺傳多多態(tài)性性和單單體型型圖的的用途途大多數(shù)數(shù)常見(jiàn)見(jiàn)的疾疾病，，如糖糖尿病病、癌癌癥、、中風(fēng)風(fēng)、心心臟病病、抑抑郁癥癥、哮哮喘等等，受受眾多多基因因以及及環(huán)境境因子子共同同作用用。盡盡管任任意兩兩個(gè)不不相關(guān)關(guān)的人人的DNA序列有有99.9%是一致致的，，剩下下的那那0.1%由于包包含了了遺傳傳上的的差異異因素素而非非常重重要。。這些些差異異造成成人們們罹患患疾病病的不不同風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)和和對(duì)藥藥物的的不同同反應(yīng)應(yīng)。發(fā)發(fā)現(xiàn)這這些與與常見(jiàn)見(jiàn)疾病病相關(guān)關(guān)的DNA序列上上的多多態(tài)位位點(diǎn)，，是了了解引引起人人類疾疾病的的復(fù)雜雜原因因的最最重要要途徑徑之一一。研究者者一般般通過(guò)過(guò)比較較患者者和非非患者者來(lái)發(fā)發(fā)現(xiàn)影影響某某種疾疾病例例如糖糖尿病病的基基因。。在兩兩組單單體型型頻率率不同同的染染色體體區(qū)域域，就就有可可能包包含疾疾病相相關(guān)基基因。。理論論上，，研究究者通通過(guò)對(duì)對(duì)全部部一千千萬(wàn)個(gè)個(gè)SNP位點(diǎn)都都進(jìn)行行基因因分型型，也也能夠夠?qū)ふ艺业竭@這樣的的區(qū)域域。但但是，，目前前用這這種方方法進(jìn)進(jìn)行檢檢定的的成本本是過(guò)過(guò)于昂昂貴。。通過(guò)過(guò)單體體型圖圖計(jì)劃劃將鑒鑒定出出20~100萬(wàn)個(gè)標(biāo)標(biāo)簽SNP位點(diǎn)，，從而而提供供與一一千萬(wàn)萬(wàn)個(gè)SNP位點(diǎn)大大致相相同的的圖譜譜信息息。這這樣將將大幅幅度地地減少少成本本使研研究易易于進(jìn)進(jìn)行。。人類基基因組組單體體型圖圖及對(duì)對(duì)基因因組科科學(xué)的的重要要影響響中國(guó)科科學(xué)院院北京京基因因組研研究所所曾長(zhǎng)青青研究究員在《2008科學(xué)發(fā)發(fā)展報(bào)報(bào)告》中發(fā)表表了題題為““人類類基因因組單單體型型圖及及其對(duì)對(duì)于基基因組組科學(xué)學(xué)的重重要影影響””的文文章。。文章指指出國(guó)國(guó)際單單體型型圖計(jì)計(jì)劃（（HapMapProject）是研研究有有關(guān)個(gè)個(gè)體差差異的的遺傳傳規(guī)律律。個(gè)個(gè)體差差異最最常見(jiàn)見(jiàn)的是是單核核苷酸酸多態(tài)態(tài)性（（SNP）。HapMap計(jì)劃就就是構(gòu)構(gòu)建不不同人人群的的高密密度SNP圖譜，，確立立SNP在人群群中的的常見(jiàn)見(jiàn)分布布和傳傳遞模模式，，從而而揭示示人類類作為為群體體的遺遺傳機(jī)機(jī)制，，為發(fā)發(fā)現(xiàn)復(fù)復(fù)雜性性疾病病的相相關(guān)易易感基基因提提供基基礎(chǔ)數(shù)數(shù)據(jù)、、研究究策略略和先先進(jìn)技技術(shù)。。HapMap對(duì)于基基因組組學(xué)發(fā)發(fā)展和和人類類健康康的深深遠(yuǎn)影影響有有：1.高精密密度的的人類類遺傳傳用表表對(duì)于于全球球范圍圍復(fù)雜雜性疾疾病易易感基基因研研究的的巨大大推動(dòng)動(dòng)。2.HapMap本身對(duì)對(duì)于人人類遺遺傳多多態(tài)性性的最最新發(fā)發(fā)現(xiàn)及及其對(duì)對(duì)于基基因組組科學(xué)學(xué)的極極大推推動(dòng)。。3.HapMap計(jì)劃對(duì)對(duì)于基基因組組研究究技術(shù)術(shù)的重重大促促進(jìn)。。4.HapMap再一次次擊退退基因因?qū)＠麑?duì)于于人類類健康康事業(yè)業(yè)的挑挑戰(zhàn)。。多國(guó)國(guó)合作作構(gòu)建建單體體型圖圖HapMap計(jì)劃，，并隨隨時(shí)將將數(shù)據(jù)據(jù)無(wú)償償公布布在Hap-Map網(wǎng)站上上。最最終公公益項(xiàng)項(xiàng)目以以其無(wú)無(wú)法超超越的的規(guī)模模速度度迫使使私營(yíng)營(yíng)計(jì)劃劃放棄棄對(duì)于于SNPs的專利利嘗試試。5.國(guó)際HapMap及其““中國(guó)國(guó)卷””的完完成對(duì)對(duì)于我我國(guó)基基因組組學(xué)研研究和和疾病病易感感基因因定位位的重重要推推動(dòng)。。中國(guó)人人基因因組圖圖譜繪繪制完完成2007年10月深圳圳華大大基因因研究究院發(fā)發(fā)布中中國(guó)人人基因因組圖圖譜繪繪制完完成。。2007年10月我國(guó)國(guó)科學(xué)學(xué)家已已經(jīng)成成功繪繪制完完成第第一個(gè)個(gè)完整整中國(guó)國(guó)人基基因組組圖譜譜(又稱““炎黃黃一號(hào)號(hào)”)，這也也是第第一個(gè)個(gè)亞洲洲人全全基因因序列列圖譜譜。該項(xiàng)目目是我我國(guó)科科學(xué)家家繼承承擔(dān)國(guó)國(guó)際人人類基基因組組計(jì)劃劃1%任務(wù)、、國(guó)際際人類類單體體型圖圖譜10%任務(wù)后后，用用新一一代測(cè)測(cè)序技技術(shù)獨(dú)獨(dú)立完完成的的100%中國(guó)人人基因因組圖圖譜。。這項(xiàng)項(xiàng)在基基因組組科學(xué)學(xué)領(lǐng)域域里程程碑式式的科科學(xué)成成果，，對(duì)于于中國(guó)國(guó)乃至至亞洲洲人的的DNA、隱形形疾病病基因因、流流行病病預(yù)測(cè)測(cè)等領(lǐng)領(lǐng)域的的研究究具有有重要要作用用。目前完完成的的“炎炎黃一一號(hào)””的中中國(guó)人人基因因組序序列圖圖譜只只是全全部研研究工工作的的第一一步。?！暗诘诙讲绞沁x選取100人做出出中國(guó)國(guó)人基基因組組標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)序列列圖譜譜。在在這個(gè)個(gè)基礎(chǔ)礎(chǔ)上建建立中中國(guó)人人的個(gè)個(gè)體化化醫(yī)療療體系系?！薄眹?guó)際人人類基基因組組計(jì)劃劃繪制制的第第一個(gè)個(gè)白種種人的的基因因組耗耗資20多億美美元，，而中中國(guó)的的研究究團(tuán)隊(duì)隊(duì)繪制制“炎炎黃一一號(hào)””的中中國(guó)人人基因因組序序列圖圖譜花花費(fèi)在在2000萬(wàn)人民民幣。。該項(xiàng)目目執(zhí)行行博士士王俊俊說(shuō)預(yù)預(yù)計(jì)10年內(nèi)，，花1萬(wàn)元即即可繪繪制個(gè)個(gè)人基基因身身份證證，人人類將將可能能人手手一份份“基基因身身份證證”，，里面面記錄錄了只只屬于于你自自己的的遺傳傳信息息。特特別是是某些些遺傳傳病缺缺陷會(huì)會(huì)被早早發(fā)現(xiàn)現(xiàn)早治治療，，祖先先的命命運(yùn)因因此而而不必必在你你身上上重演演。5.2后基因因組時(shí)時(shí)代人類后基因因組計(jì)計(jì)劃是由序序列（（結(jié)構(gòu)構(gòu)）基基因組組學(xué)向向功能能基因因組學(xué)學(xué)的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移。。后基因因組時(shí)時(shí)代前前沿技技術(shù)1、功能能基因因組學(xué)學(xué)（FunctionalGenomics）2、生物物信息息學(xué)（Bioinformatics）3、比較較基因因組學(xué)學(xué)(ComparativeGenomics)4、結(jié)構(gòu)構(gòu)基因因組學(xué)學(xué)(structuralgenomics)5、轉(zhuǎn)錄組學(xué)學(xué)（transcriptomics）6、代謝組學(xué)學(xué)(metabonomics／metabolomics)7、蛋白質(zhì)組組學(xué)（Proteomics）另介紹一下下表觀遺傳學(xué)學(xué)(epigenetics)功能基因組組學(xué)功能基因組組學(xué):其所要解決決的問(wèn)題包包括如何識(shí)識(shí)別基因組組組成元素素及注釋重重要元素的的功能。已經(jīng)知道，，蛋白質(zhì)是是生命狀態(tài)態(tài)的直接體體現(xiàn)。與低低等生物不不同的是，，人類基因因序列中只只有約5%的序列是編編碼區(qū)（指指導(dǎo)合成蛋蛋白質(zhì)），，這部分基基因組元素素被稱為"開(kāi)放閱讀框框架（ORF）"，預(yù)測(cè)所有有ORF并研究其產(chǎn)產(chǎn)物功能是是當(dāng)前功能能基因組學(xué)學(xué)的首要任任務(wù)；另95%以上的序列列是基因的的調(diào)控序列列，這部分分元素被稱稱作非編碼碼區(qū)，其中中有很多是是具有生物物學(xué)功能意意義的片段段，對(duì)于了了解各相關(guān)關(guān)基因之間間的調(diào)控關(guān)關(guān)系非常重重要，因此此，對(duì)非編編碼區(qū)的功功能研究將將是功能基基因組學(xué)的的下一步研研究熱點(diǎn)。。生物信息學(xué)學(xué)生物信息學(xué)學(xué)是一門利利用計(jì)算機(jī)機(jī)技術(shù)研究究生物系統(tǒng)統(tǒng)之規(guī)律的的學(xué)科。人類和各種種模式生物物的基因組組序列匯成成如潮水般般的DNA信息量。利利用這些生生物學(xué)數(shù)據(jù)據(jù)和計(jì)算機(jī)機(jī)技術(shù)，對(duì)對(duì)這些基因因組資料進(jìn)進(jìn)行大規(guī)模模比較，尋尋找其最大大相似性（（同源性）），或搜索索序列上的的局部特征征，或研究究由同一個(gè)個(gè)祖先基因因特化而來(lái)來(lái)的對(duì)應(yīng)基基因，或用用進(jìn)化分析析方法，從從而能夠鑒鑒定和預(yù)測(cè)測(cè)未知的ORF或非編碼區(qū)區(qū)各元件的的生物學(xué)功功能。比較基因組組學(xué)比較基因組組學(xué)(ComparativeGenomics)是基于基因因組圖譜和和測(cè)序基礎(chǔ)礎(chǔ)上，對(duì)已已知的基因因和基因組組結(jié)構(gòu)進(jìn)行行比較，來(lái)來(lái)了解基因因的功能、、表達(dá)機(jī)理理和物種進(jìn)進(jìn)化的學(xué)科科?；蚪M的各各個(gè)基因及及其產(chǎn)物之之間互相關(guān)關(guān)聯(lián)，互相相作用。對(duì)對(duì)同一物種種不同個(gè)體體的基因組組進(jìn)行比較較，以及對(duì)對(duì)不同物種種的基因組組進(jìn)行比較較，不僅可可以揭示生生命的起源源、進(jìn)化等等重大生物物學(xué)問(wèn)題，，還具有潛潛在的實(shí)用用價(jià)值。例例如通過(guò)細(xì)細(xì)菌和人類類的基因組組比較研究究，有可能能篩選出只只在細(xì)菌中中存在的基基因，成為為新的抗菌菌素的藥靶靶。結(jié)構(gòu)基因組組學(xué)結(jié)構(gòu)基因組組學(xué)(structuralgenomics)是基因組學(xué)學(xué)的一個(gè)重重要組成部部分和研究究領(lǐng)域,它是一門通通過(guò)基因作作圖、核苷苷酸序列分分析確定基基因組成、、基因定位位的科學(xué)。。即借助計(jì)算算機(jī)技術(shù)，，模擬出未未知基因的的蛋白質(zhì)產(chǎn)產(chǎn)物的立體體結(jié)構(gòu)，從從而根據(jù)結(jié)結(jié)構(gòu)與功能能的關(guān)系進(jìn)進(jìn)行預(yù)測(cè)，，還可以深深入探求蛋蛋白質(zhì)為何何具有特定定的生物學(xué)學(xué)功能。結(jié)結(jié)構(gòu)類識(shí)別別的方法包包括晶體衍衍射法、"穿線"法、三維模模體搜索法法等。目前前蛋白質(zhì)數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)每年年可得到2000-3000個(gè)蛋白質(zhì)的的數(shù)據(jù)。轉(zhuǎn)錄組學(xué)轉(zhuǎn)錄組學(xué)（（transcriptomics），是一門門在整體水水平上研究究細(xì)胞中基基因轉(zhuǎn)錄的的情況及轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄調(diào)控規(guī)規(guī)律的學(xué)科科。簡(jiǎn)而言言之，轉(zhuǎn)錄錄組學(xué)是從從RNA水平研究基基因表達(dá)的的情況。代謝組學(xué)代謝組學(xué)(metabonomics／metabolomics)是效仿基因因組學(xué)和蛋蛋白質(zhì)組學(xué)學(xué)的研究思思想，對(duì)生生物體內(nèi)所所有代謝物物進(jìn)行定量量分析，并并尋找代謝謝物與生理理病理變化化的相對(duì)關(guān)關(guān)系的研究究方式，是是系統(tǒng)生物物學(xué)的組成成部分。其研究對(duì)象象大都是相相對(duì)分子質(zhì)質(zhì)量1000以內(nèi)的小分分子物質(zhì)。。先進(jìn)分析析檢測(cè)技術(shù)術(shù)結(jié)合模式式識(shí)別和專專家系統(tǒng)等等計(jì)算分析析方法是代代謝組學(xué)研研究的基本本方法。蛋白質(zhì)組學(xué)學(xué)蛋白質(zhì)組學(xué)學(xué)（Proteomics）指“一種種基因組所所表達(dá)的全全套蛋白質(zhì)質(zhì)”，即包包括一種細(xì)胞乃至一種生生物所表達(dá)達(dá)的全部蛋蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)組本本質(zhì)上指的的是在大規(guī)規(guī)模水平上上研究蛋白白質(zhì)的特征征，包括蛋蛋白質(zhì)的表表達(dá)水平，，翻譯后的的修飾，蛋蛋白與蛋白白相互作用用等，由此此獲得蛋白白質(zhì)水平上上的關(guān)于疾疾病發(fā)生，，細(xì)胞代謝謝等過(guò)程的的整體而全全面的認(rèn)識(shí)識(shí)。蛋白質(zhì)組的的研究不僅僅能為生命命活動(dòng)規(guī)律律提供物質(zhì)質(zhì)基礎(chǔ)，也也能為眾多多種疾病機(jī)機(jī)理的闡明明及攻克提提供理論根根據(jù)和解決決途徑。通通過(guò)對(duì)正常常個(gè)體及病病理個(gè)體間間的蛋白質(zhì)質(zhì)組比較分分析，我們們可以找到到某些“疾疾病特異性性的蛋白質(zhì)質(zhì)分子”，，它們可成成為新藥物物設(shè)計(jì)的分分子靶點(diǎn)，，或者也會(huì)會(huì)為疾病的的早期診斷斷提供分子子標(biāo)志。表觀遺傳學(xué)學(xué)后基因組時(shí)時(shí)代的領(lǐng)舞舞者表觀遺傳學(xué)學(xué)被定義為““在基因組組序列不變變的情況下下，可以決決定基因表表達(dá)與否并并可穩(wěn)定遺遺傳下去的的調(diào)控密碼碼”。這些些密碼包括括DNA的“后天性性”修飾（（如甲基化化修飾）、、組蛋白的的各種修飾飾等。與經(jīng)典遺傳傳學(xué)以研究究基因序列列決定生物物學(xué)功能為為核心相比比，表觀遺遺傳學(xué)主要要研究這些些“表觀遺遺傳密碼””的建立和和維持的機(jī)機(jī)制，及其其如何決定定細(xì)胞的表表型和個(gè)體體的發(fā)育。。因此，表表觀遺傳密密碼構(gòu)成了了基因（DNA序列）和表表型（由基基因表達(dá)譜譜式和環(huán)境境因素所決決定）間的的關(guān)鍵信息息界面。它它使經(jīng)典的的遺傳密碼碼中所隱藏藏的信息產(chǎn)產(chǎn)生了意義義非凡的擴(kuò)擴(kuò)展。5.3干細(xì)胞時(shí)代代1999年12月17日出版的美美國(guó)《Science》》雜志公布了了它評(píng)出的的1999年世界十大大科學(xué)成果果之一：美國(guó)科學(xué)家家發(fā)現(xiàn)，取取自人胚胎胎或骨髓的的干細(xì)胞可可用于培育育不同的人人體細(xì)胞、、組織和器器官，這有有望成為移移植器官的的新來(lái)源。。從此宣布了了21世紀(jì)將進(jìn)入入干細(xì)胞時(shí)時(shí)代。2007年，日本和和美國(guó)的科科學(xué)家們分分別發(fā)表文文章,提出不用制制造胚胎,只需要通過(guò)過(guò)幾個(gè)細(xì)胞胞轉(zhuǎn)錄因子子,就可以對(duì)體體細(xì)胞重新新“編程””,誘導(dǎo)出多能能干(iPS)細(xì)胞,該細(xì)胞具有有胚胎干細(xì)細(xì)胞的形態(tài)態(tài)、增殖、、表面抗原原、基因表表達(dá)、端粒粒酶活性等等,還可以分化化成為三個(gè)個(gè)胚層中的的所有細(xì)胞胞類型。(Cell2007,131:861和Science2007年11月20日在線發(fā)表表)，即號(hào)稱“新干細(xì)胞時(shí)時(shí)代”。這種制造干干細(xì)胞的方方法另辟蹊蹊徑,巧妙地避開(kāi)開(kāi)了“生產(chǎn)產(chǎn)和制造胚胚胎”等飽飽受倫理學(xué)學(xué)抨擊的步步驟。胚胎干細(xì)胞胞胚干細(xì)胞來(lái)來(lái)源于胚的的最早發(fā)育育階段，當(dāng)當(dāng)處于合適適的化學(xué)環(huán)環(huán)境時(shí)，干干細(xì)胞就能能無(wú)限地復(fù)復(fù)制并形成成更?；牡慕M織細(xì)胞胞。神經(jīng)干細(xì)胞胞最令人難忘忘的發(fā)現(xiàn)來(lái)來(lái)自神經(jīng)干細(xì)胞胞的動(dòng)物研研究，這些細(xì)胞胞源于胎兒的的大腦，似乎也可可能存在于于成人的腦腦中。同其其他一些專?；杉?xì)胞胞不同，它它們易于在在培養(yǎng)物中中發(fā)育，并并能形成通通常發(fā)現(xiàn)于于腦中的所所有細(xì)胞類類型。6生物工程應(yīng)應(yīng)用領(lǐng)域生物工程在在醫(yī)藥工業(yè)業(yè)中的應(yīng)用用第一生生物反應(yīng)應(yīng)器生產(chǎn)藥藥品利用微生物物生產(chǎn)基因因重組藥物物植物基因工工程藥物動(dòng)物基因工工程藥物美國(guó)已批準(zhǔn)上市的基因工程藥物（1997）中文名稱商品名稱