基因工程的突出特点在传统遗传育种中

一、种瓜得豆

“种瓜得瓜，种豆得豆。”这是妇孺皆知的常识。然而，种瓜为什么能得瓜，种豆为什么能得豆呢？对这个平凡而艰深的问题，现代分子遗传学已给予了令人满意的解答。种瓜能不能得豆？在现代分子遗传学基础上诞生的生物工程，正在把这个看来似乎荒诞的设想变为可能。

生物工程是现代生物技术的俗称，是人类探索谜中之谜——生命之谜和遗传之谜结出的丰硕成果，是生命科学奉献给人类的瑰宝。

生物工程是在分子生物学基础上建立的创造新的生物类型或新生物机能的实用技术，是现代生物科学和工程技术相结合的产物。

现代生物技术和古代利用微生物的酿造技术或近代的发酵技术有发展中的联系，但又有质的区别。古老的酿造技术和近代的发酵技术只是利用现有的生物或生物机能为人类服务，而现代的生物技术则是按照人们的意愿和需要创造全新的生物类型和生物机能，或者改造现有的生物类型和生物机能，包括改造人类自身，从而造福于人类。现代生物技术——生物工程，是人类在建立实用生物技术中从必然王国走向自由王国、从等待大自然的恩赐转向主动向大自然索取的质的飞跃。

现代生物技术是在分子生物学发展基础上成长起来的。1953年，美国科学家沃森和英国科学家克里克用X衍射法搞清了遗传的物质基础核酸的结构，从而使揭开生命秘密的探索从细胞水平进入了分子水平，对于生物规律的研究也从定性走向了定量。在现代物理学和化学的影响和渗透下，一门新的科学——分子生物学诞生了。在以后的十多年内，分子生物学发展迅速，取得了许多重要成果，特别是科学家们破译了生命遗传密码，并在1966年编制了一本地球生物通用的遗传密码“辞典”，将分子生物学的研究迅速推进到实用阶段。1970年，科拉纳等科学家完成了对酵母丙氨酸转移RNA的基因的人工全合成。1971年，美国保罗•伯格用一种限制性内切酶，打开了一种环状DNA分子，第一次把两种不同的DNA联结在一起。1973年，以美国科学家科恩为首的研究小组，应用前人大量的研究成果，在斯坦福大学用大肠杆菌进行了现代生物技术中最有代表性的技术——基因工程的第一个成功的实验。他们在试管中将大肠杆菌里的两种不同质粒（抗四环素和抗链霉素）重组在一起，然后将此质粒引进到大肠杆菌中去，结果发现它在那里复制并表现出双亲质粒的遗传信息。1974年，他们又将非洲爪蛙的一种基因与一种大肠杆菌的质粒组合在一起，并引入到另一种大肠杆菌中去。结果，非洲爪蛙的基因居然在大肠杆菌中得到了表达，并能随着大肠杆菌的繁衍一代代地传下去。

科学家们从科恩的实验中看出了基因工程的突出特点：（1）能打破物种之间的界限。在传统遗传育种的概念中，亲缘关系较远的物种，要想杂交成功几乎是不可能的，更不用说动物与植物之间、细菌与动物之间、细菌与植物之间的杂交了。但基因工程技术却可越过交配屏障，使这一切有了实现的可能。（2）可以根据人们的意愿、目的，定向地改造生物遗传特性，甚至创造出地球上还不存在的新的生命物种。同时，这种技术对人类自身的进化过程也可能产生影响。（3）由于这种技术是直接在遗传物质核酸上动手术，因而创造新的生物类型的速度可以大大加快。这些特点，引起了世界科学家的极大关注，短短几年内，基因工程研究便在许多国家发展起来，并取得一批成果。基因工程已成为本世纪最重要的技术成就之一。

现代生物技术是一个复杂的技术群。基因工程仅是现代生物技术中具有代表性的一种，它的特征是在分子水平上创造或改造生物类型和生物机能。此外，在染色体、细胞、组织、器官乃至生物个体水平上也可进行创造或改造生物类型和生物机能的工程，例如染色体工程、细胞工程、组织培养和器官培养、数量遗传工程等，这些，也属于现代生物技术的范畴。而为这些工程服务的一些新工艺体系，如现代发酵工程、酶工程、生物反应器工程等，同样被纳入了现代生物技术的系统。

现代生物技术同电子技术、新材料技术构成新技术革命的三大主力，将会对人类社会生活带来深刻的影响。现代生物技术将带来一次新的工业革命，使医药、食品、发酵、化学、能源、采矿等工业部门的生产效率提高百倍、千倍乃至万倍。比如，应用基因工程组建的超级微生物生产人生长激素、胰岛素、干扰素，都比常法提高效率千倍或万倍。生物工程还将促进农业革命。如果实现了固氮基因向主要粮食作物的转移，不仅粮食可以大幅度增产，成本大幅度降低，而且，传统的化肥工业将被改造。现代生物技术将使农业育种技术发生革命性变化。此外，现代生物技术将解决长期困扰人类的遗传疾病、癌症、心血管疾病问题，为人类提供价廉质高的药品和营养品，如各种激素、疫苗、氨基酸、脂肪酸等。人类将应用细胞工程、基因工程等技术，生产出人类的一切器官、组织，以替代病变的器官、组织。

世界各国对生物工程的发展都极为重视，日本、美国、英国、德国、丹麦、俄罗斯等国都拨巨款发展生物工程，全世界有成千的大学、研究机构和企业将重点转入生物工程的研究。随着社会的发展，现代生物技术——生物工程，必将对人类的生活产生越来越大的影响。