2009-20xx年中国农业生物技术产业化研究分析报告(编辑修改稿)

2009-20xx年中国农业生物技术产业化研究分析报告(编辑修改稿)内容摘要：

植动物器官的异体排斥问题。 转基因动物育种技术的进步，不仅可提高畜牧业的生产效率，还可拓展家畜的新用途，为发展高效益畜牧业提供技术力量。 2 海洋生物技术 海洋生物学与生物技术相结合，产生了海洋生物技术这一新的领域。 海洋生物技术作为加速开发利用海洋生物资源、改良海洋生物品种、提高海产养殖业产量和质量、获取有特殊药用和保健价值的生物活性物质的新途径，越来越受到人们的重视，许多国家已将海洋生物技术作为 21 世纪发展 战略的重要组成部分。 目前，在海洋生物技术方面的主要研究工作，一是应用基因工程和细胞工程技术，培养鱼、虾、贝、藻类优良品种，大幅度提高海洋水产养殖的产量与质量；二是从海洋生物中提取生理活性物质。 现已在上述两方面取得了大批重要科技成果，部分成果已经产业化。 我国在世界上首次研究成功海带单倍体育种技术、紫菜体细胞育苗技术、对虾三倍体与四倍体育苗技术、对虾精英移植技术等。 在海水鱼、贝类的三倍体育苗技术和鱼类性别控制技术的研究方面也取得了重大进展。 在代谢产物的研究与开发方面，利用海藻生产褐藻胶、琼胶、卡拉胶在世界上占 有重要的地位。 利用甲壳素和甲壳胺制成 846 人工皮肤、创伤愈合海绵、生产化妆品用的类透明质酸等新产品。 已从软体动物和腔肠动物中初步筛选到抗血凝、降血压、防治心血管病、抗病毒病和抗癌的生物活性物质。 3 轻工、食品生物技术 轻工、食品行业是生物技术应用的重要领域之一，主要体现在以下 3 个方。 面：一是利用生物技术进行农副原料加工直接制成商品，如发酵制品、酿造等产品；二是以生物技术产品为基础，进行二次开发形成的新产业，如低聚糖加酶洗涤剂、高果糖浆等；三是以生物技术为手段对传统工艺进行改造，从而降低消耗、提高产品质量。 多 年来，食品生物技术产业的平均总产值占食品工业产值 15％以上。 现代生物技术与轻工、食品制造技术相结合，开发新一代的生物技术产品，为轻工、食品产业结构与产品结构调整提供成熟技术。 轻工、食品生物技术重点开发的领域有： 13 3． 1 高产菌株和耐特殊环境微生物的遗传育种对产量上已占优势的产品，提高生产菌的发酵能力；分离筛选生物合成新资源、新材料的微生物；采用 DNA 重组技术构建适应特殊环境的新菌种。 3． 2 新型食品添加剂的开发和应用当今人们要求食品更加天然、低脂低热、低胆固醇、不用或少用化学合成的添加剂，因此，用生物法代替化 学合成法开发新型保鲜剂、香料、防腐剂、天然色素以及具有免疫调节、延缓衰老、抗辐射、整肠健胃的功能性食品添加剂，具有广阔的发展前景。 3． 3 新酶种的开发应用继淀粉水解酶的品种配套和应用开拓取得显著成效以来，洗涤用酶制剂在国际上已成为一门新的产业。 三大酶种 (淀粉酶、糖化酶、蛋白酶 )的活力达到翻番。 加酶化妆品产品有皮肤柔软剂、脸部光洁剂、长发剂等，品种繁多，应用效果也很显著。 4 医药生物技术的应用研究新进展 医药生物技术是生物技术研究开发的热点，近 10 多年来，一些发达国家投放大量的人、财、物力研究和开发医药领域的 生物技术，已取得新的进展，其中基因治疗技术和新型生物药剂方面的开发应用最为广泛。 4． 1 基由治疗研究取得突破基因治疗是将基因直接导人人体，通过控制目的基因的表达，抑制替代或补偿缺陷基因，从而恢复受体细胞、组织或器官的生理功能，达到治疗疾病的一种方法。 目前，基因治疗已从实验室研究阶段进入临床试验与应用阶段，发达国家的基因治疗技术可谓日新月异，有可能革新整个医学预防和治疗领域。 原本用于治疗单基因缺陷遗传的基因治疗技术，现已快速扩展到治疗癌症、艾滋病、心血管病等严重疾病，长期困扰人类的某些不治之症，有望得到治愈。 1996 年医学生物技术已在肥胖病基因治疗、血液替代品开发，把人基因转化的猪器官移植给人体等方面取得重大进展。 我国在基因治疗研究方面，如血友病的基因治疗，已进入临床试验，取得了明显的治疗效果。 针对肝癌等恶性肿瘤的基因治疗，已开展多方面的实验研究，为通过药审从而进入临床试验奠定技术基础。 4． 2 生物技术药物的开发采用 DNA 重组技术或其它生物技术研制的蛋白质或核酸类药物称为生物技术药物。 自 20 世纪 80 年代以来，仅日、美两国开发的生物技术新药物就达200 余种，大都是重组蛋白质药物和重组 DNA 药物。 目前，美国已有 50 多种生物药物、疫苗和各种生物制剂投放市场，另有 400 多种各类生物制剂正在临床试验。 目前，世界范围内应用最多的生物技术药物有：免疫干扰素 (rIFN)、治疗贫血病的 EPO、治疗免疫抑制思者 14 的 GCSF 和溶血栓药 tPA。 我国已在生物技术药物研究开发方面取得了令人瞩目的成就，已研制成功的有基因工程乙肝疫苗；正在研制的病毒性疫苗有新型乙肝疫苗和流行性出血热疫苗等 7 种；已研制或正在研制的有基因工程干扰素、白细胞介素、心钠素等近 20 种多肽药物；应用酶工程技术，研制出了一批相应的诊断酶、试剂盒、酶电极以及诊断测试仪器。 5 生物技术在其他领域的应用研究 随着世界生物技术的迅速发展，生物技术除广泛应用于农业、海洋、食品、医药等领域外，在其他诸如环境保护、石油化工等领域也开展了大量的研究工作。 环境问题越来越受到各国政府和全人类的关注，生物技术在环境的治理上可发挥其不可替代的作用。 美国已将环境生物技术作为 21 世纪生物技术 6 个主要研究领域之一。 生物技术在环保方面，主要开展了有关工业污染物的微生物降解和治理研究。 今后将重点开展：用工程微生物处理原煤脱硫的工艺，高效、多抗转基因微生物农药的研制以及生物来源的可降解的透明膜材料等研究工作。 生物技术在石油工业上，主要有应用微生物提高油田开采率，以及石油脱蜡等方面的研究。 将生物技术应用于矿冶工业，开展了生物湿法冶金 (即细菌浸矿 )研究。 在化工领域，研究用酶工程技术生产丙烯酰胺等化工产品，以生物方法的常温、常压生产工艺替代高温、高压的化学法，这些研究成果应用于生产后取得了良好的社会效益和经济效益。 6 生物技术发展的展望 纵观生物技术及产业的发展，其前景是美好的。 首先，在国际上，发展生物技术的步伐一直没有停止过，这是由生物技术多方面的应用价值所决定的。 这种应用价值不是一般性的，不是很快就会被别种技 术所替代，它是一项带有革命性的、战略作用的高技术。 其次，发展生物技术及产业得到各国政府、科技界和产业界的普遍重视。 生物技术及产业是发达国家科技发展计划重点支持的领域之一。 生物技术与产业对经济和社会发展所作的贡献将会不断增加。 可以这么说， 20 世纪的生物技术主要还是科研阶段的工作，产业建设尚在初创阶段；21 世纪的生物技术将进入广泛的大规模产业阶段，将对人类社会做出更大贡献。 15 四、 生物技术的影响 生物技术是指与生物系统操作有关的任何技术。 随着知识的积累和现代生物技术经验的增加，传统的生物技术已经扩展到用于生产产 品和提供技术的重组 DNA 技术和组织培养技术。 如何既保证生物技术的健康发展，又避免生物技术发展过程中可能对社会造成的危害，是每一个有责任的社会成员都应思考的问题。 本文在简要介绍生物技术内容的基础上，从正反两个角度探讨了生物技术产生的巨大社会影响。 现代生物技术对解决人类面临的重大问题具有广阔的前景，正日益成为影响国计民生的科学技术支柱和 21 世纪高新技术产业的先导。 有人甚至断言，谁先取得生物技术领域的领先地位，谁将成为人类社会下一阶段的世界超级强国。 生物技术已在当今世界引起了热烈的讨论。 对非专业人氏来说，了解生 物技术方面的知识不仅有助于参与有关生物技术的讨论 ,也有利于提高自身文化素质，追随先进文化的前进方向，对生物技术的发展产生一定影响。 一、现代生物技术研究的一些方面 人类基因组计划：基因组学是测定不同物种的 DNA 序列，随后对这些信息进行加工以及研究所有基因极其功能的科学。 从 20xx 年 2 月 12 日开始，几乎每个人都可以从因特网上看到人类基因组的框架图。 通过确定 DNA中的核苷酸序列能帮助理解人类生命的基础。 遗传工程：通过改变细胞或生物的遗传材料使其产生新的物质或表现新的功能，遗传工程师能提取一定量的纯净 DNA，然后将其切割和连接，并重组成新的基因。 重组 DNA 技术的最终目标是将新的性状在不同的生物或个体细胞内得到稳定、可遗传的表达。 克隆：可定义为生物体通过体细胞进行的“无性繁殖”形成的基因型完全相同的后代个体组成的种群。 自从 1997 年克隆羊“多利”问世之后，克隆技术在其他哺乳动物（猴、牛、猫、猪等）的克隆方面已取得了长足的进步。 虽然目前没有进行人的克隆，但有理由相信这只是一个时间问题。 基因治疗：用一个正常的有功能的基因拷贝去替代细胞中那个有缺陷的基因。 药物基因组学研究个体的基因组与治疗时机体对药 物的反应二者之间关系的科学，它的出现来自于一些人服用某种药物效果良好，而另一些人则不然。 分子标记：指能够用来作为指纹鉴定或区分个体特点的 DNA 片段。 分子个体识别，即 DNA 指纹已广泛地用于解决法律案件。 DNA 图像具有多方面的应用，有些科学家相信， 16 在将来， DNA 图像会出现在身份证上，成为个体识别的一部分。 二、生物技术的正面影响 通过确定 DNA 中的核苷酸排列，基因序列能帮助理解人类生命的基础。 人类基因组序列信息可帮助进行疾病的早期诊断，了解遗传病的诱因并进行遗传咨询。 例如，人类基因组序列可帮助遗传学家 了解为什么某些人易患心脏病，这将最终导致专门对付引起这种疾病原因的新药的开发，而不仅仅停留在对付疾病的症状上。 基因组测序将使人们获得对原先不可治愈的疾病，如糖尿病、肌营养不良、囊性纤维病、帕金森氏综合症等进行基因治疗的科学知识。 20xx 年，全世界种植的转基因植物品种以达 4400 万公顷，且有继续增长的趋势。 通过生物技术，我们可获得高产、优质、高效的粮食品种，也可获得理想的食用性的动物品种，既有大象般的重量，有鱼虾般的鲜美，又有着鸡蛋般的丰富营养。 这样，我们能以更少的土地和人力来提供满足生活所需的粮食。 在 动物生产方面，经过严格的答对消费者安全和对环境安全性评价后，第一个大规模投入商业生产的转基因动物大马哈鱼于 20xx 年在美国面市。 其他一些动物的上市也指日可待。 除了增加食品数量、提高食品质量之外，转基因技术还可用于异体器官移植、生产生物塑料、药品研究等诸多方面。 绝大多数动物细胞不具备同样的由一个细胞自然再生成一个完整个体的能力。 干细胞是所知的唯一保持全能性的细胞。 干细胞可存在于骨髓组织、脂肪组织和发育的胚胎中。 干细胞治疗（即治疗克隆）将来有可能用修正基因对干细胞处理之后用以再生组织和器官。 克隆技术还可用 于治疗某些疾病特别是遗传性疾病，用于选育遗传性质稳定的优质果树和良种家畜，“克隆”各种濒危珍稀动植物，以保护生物的多样性。 在过去被认为难以治愈的某些疾病如 ANA 缺乏症、艾滋病、脑瘤、结肠癌、糖尿病、心脏病、血友病、肝癌、肺癌、黑色素瘤、神经退化症等有望用基因治疗来解决。 药物基因组学的研究将使药物变得更加个性化。 下一代开发的药物将会考虑患者的遗传组成，因此，医生开出的药物就像为个人特制的一样，治疗效果 会 更加有效，对人体的副作用也回减少很多。 分子标记在遗传学研究和生物技术应用方面越来越成为有用的工具。 DNA 指纹可用于亲权认定、犯罪分析、进化研究、生物多样性演化、基因作图以及遗传检测等诸多方面。 17 随着人们对环境质量的日益重视，生物技术在改善空气、土壤和水的质量方面发挥着越来越重要的作用。 生物除污是利用生物系统降解或消除环境中有毒的污染物。 例如，Exxon Valdez 油船触礁，造成无数吨原油泄露。 海中的大部分粘性油通过抽吸和过滤去除，而海滩沿线浸在岩石和沙子上的油污则通过能分解原油的细菌来清除。 另外，有些植物具有吸收金属的能力，可以用来从污染的土壤和水中提取重金属。 三、 生物技术的负面影响 １、人 类基因组计划草图绘制的完成，使更多疾病的诊断成为可能。 但是，试想以下在不久的将来，一些公司在招收员工时要求进行遗传检测，这些测试可能揭示出人的性格特点，也可能造成对某些人的歧视。 遗传检测的结论将会对个人的生活产生严重的影响，如健康或人寿保险公司可能会以某人先天存在遗传缺陷为由拒绝支付医疗费用。 ２、转基因生物给人、动物和环境带来了不少安全问题。 如一种叫做 starlink 的玉米虽已获准上市，但只能用作动物饲料。 这种玉米有一种在体外消化试验中不能分解的蛋白质，该蛋白质可能是一种潜在的过敏源。 当 starlink 玉 米出现问题之后，许多用此玉米加工的食品被收缴。 其他问题还有基因逃逸或基因流动造成的超级杂草的生成和生物多样性的丧失等。 ３、克隆技术还存在着很大的技术障碍。 其高流产率和畸形率的原因现在还不完全清楚。 就现在的知识和技术而言，克隆仍是一种缺乏安全和效率不高的过程。 最令人担忧的是克隆人一旦出现，将会引起很大的伦理、社会、政治、宗教问题。 试想一个妇女要生下她自己的克隆，她是这个孩子的母亲还是年龄不同的同胞姐妹。 孩子一出生，就会受到几乎所有人的关注，她的生活肯定不能正常进行。 ４、基因治疗是人类对付许多遗传病的有效治 疗途径，但它还处在幼年期，具有一定风险。 其中一个挑战是患者病情短暂好转，随后疾病的症状又重新出现。 更有甚者，它会引起病人的死亡。 １９９９年９月１８日，在美国宾西法尼亚大学参加临床试验的患者 Jesse Gdsinger 死亡。 原因是对他的基因治疗引发了他的免疫系统一系列的反应，导致肝功能和呼吸功能衰竭。