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植物基因工程进展概况
利用转基因技术提高粮食产量是世界各国优先研究的课题之一。自1983年首次获得转基因烟草、马铃薯以来，短短十余年间，植物基因工程的研究和发展十分迅速。国际上获得转基因植株的植物已达100种以上，包括水稻、玉米、马铃薯等粮食作物；棉、大豆、油菜、亚麻、向日葵等经济作物；番茄、黄瓜、芥菜、甘蓝、花椰菜、胡萝卜、茄子、生菜、芹菜等蔬菜作物；苜蓿、白三叶草等牧草；苹果、核桃、李、木瓜、甜瓜、草莓等瓜果；矮牵牛、菊花、香石竹、伽蓝菜等花卉以及杨树等树种。应该说转基因植物研究取得了令人鼓舞的突破性进展。在我国，谷物和豆科作物在农业生产中占有重要地位，现在以水稻和大豆为例，介绍一下植物基因工程的新进展。
在1988年以前，重要谷类作物和豆科作物的转化十分困难，只有在一种生物技术的新工具──“基因枪”研制成功以后，才使得这些作物的转基因成为可能。基因枪是用火药爆炸、电容放电或高压气体作为加速的动力，发射直径仅1 μm左右的金属微粒，微粒表面用优选的基因包覆。当基因被高速射入植物细胞后，就在细胞内表达并产生有活性的基因产物，从而达到改良品种的目的。基因枪的出现，使得大豆转基因成为现实，实际上目前大豆已成为许多难转化作物的模式作物。在1988～1990年仅两年间，建立了可实用的大豆转化体系。现在已将两种抗除草剂的基因转入大豆，并且已连续三年进行了田间试验，预期不久就可以商业化，这将是豆科作物基因工程商业化应用的一个里程碑。大豆基因工程今后的目标包括对蛋白质和油脂成分进行修饰，使它获得抗虫、抗病毒及其他病害抗性等。在水稻方面，最近用水稻幼胚和盾片培育成的愈伤组织作受体，采用DNA直接转移法，通过根瘤农杆菌进行基因转化获得了转基因植株。
从目前的研究情况看，一些重要粮食作物的转基因效率还不高，并且只在少数品种上获得成功。转基因技术如何达到高效、快速、简便、适用性广，仍然是植物基因工程的一个重要课题。
除此之外，植物基因工程在减少病虫害方面也取得了突破性进展。据估计，目前世界上每年因病虫害和杂草而损失大约1／3的农作物，造成的经济损失高达数千亿美元。重组DNA技术的发展，可将动物、植物、微生物的基因相互转移，打破了物种之间难以杂交的天然屏障。迄今为止，已经把具有实用价值的目的基因，如抗病毒、抗虫、抗除草剂、改变花色和花形、延长保鲜期等基因分别转入到了烟草、马铃薯、棉、番茄、大豆、苜蓿、矮牵牛等植物中，取得了可喜的成就。植物基因工程对未来农业将会产生不可估量的影响。
在抗病毒方面：病毒是农作物的大敌，会导致农作物严重减产。自1986年美国把烟草花叶病毒的外壳蛋白质基因转移到番茄体内，培育出抗烟草花叶病毒的番茄植株以后，抗黄瓜花叶病毒、抗马铃薯X病毒、抗苜蓿花叶病毒的转基因植株也陆续培育成功。我国科学家利用转基因方法，已经培育出抗病毒烟草和抗病毒番茄，并且已开始进行田间试验。
在抗虫害方面：迄今研究得最多并取得成效的有两类基因，即苏云金杆菌的杀虫蛋白基因以及从豇豆等作物中分离的蛋白酶抑制剂基因。当害虫在这些转基因植株上取食后会使其致命。
1987年科学家首次证明转苏云金杆菌杀虫蛋白基因的烟草能抗烟草天蛾，此后在番茄上也获得了成功，转苏云金杆菌杀虫蛋白基因的番茄可以抗番茄果虫和番茄蠹蛾。将经过改造的杀虫蛋白基因转入棉花后，获得了能抗甘蓝尺蠖、甜菜夜蛾和棉铃虫的抗虫棉。据估计，棉的杀虫剂每年耗资645亿美元，抗虫棉的培育成功将对减少杀虫剂的用量、保护环境有巨大作用。
第二类杀虫基因是从豇豆、马铃薯等作物中分离出的蛋白酶抑制剂基因。能表达这些基因的转基因烟草，经试验证明对昆虫有广谱抗性。我国上海生物化学研究所戚正武先生所领导的实验室，近年还从慈姑及葫芦科植物中分离出了蛋白酶抑制剂基因，并正在用蛋白质工程加以改造，以期获得杀虫力更强、更广谱的抗虫性能。
昆虫饲喂试验业已证明，苏云金杆菌杀虫蛋白同时加上蛋白酶抑制剂，可将杀虫力提高2～20倍。可以预料，未来的发展趋向是将这两类基因同时转入植物，以提高抗虫能力。
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