第11版(科技园地)
专栏：
我国最早报道生物工程进展的两种刊物
由中国科学院文献情报中心和北京生化免疫制剂中心主办的《生物工程进展》杂志，是中国生物工程学会会刊，综合报道国内外生物工程领域的重大进展、学术动态及商业生物技术信息等。
《生物工程信息快报》是由中科院应用研究与发展局主办，中科院文献情报中心北京生化免疫制剂中心承办的月刊。（张宏翔孟建华）
第11版(科技园地)
专栏：
编者按：人们都说２１世纪是生物工程的时代。无限的希冀像磁石一般吸引着我们奔向未来。
生物工程同我们的生活息息相关，更同国民经济紧紧相联。当全球都在致力于生物工程研究开发的时候，中国的生物工程又是怎样呢？
本期的生物工程专版，旨在向读者报告我国生物工程的概貌和发展前景。愿生命之树常青。
跨世纪的新技术——生物工程
树庸 蒋建科
４０年前，美国遗传学家沃森和英国物理学家克里克提出了著名的ＤＮＡ双螺旋结构学说，成为本世纪生命科学史上最伟大的科学发现，开创了生命科学的新纪元。
４０年来，在ＤＮＡ双螺旋结构学说的推动下，生命科学获得了前所未有的发展，新技术新方法不断涌现。如今，人类已能够通过控制基因的方法来掌握生命、操作生命为人类造福。并以基因工程为核心，同时开展了细胞工程、酶工程、发酵工程的研究，迅速在全球掀起了“生物工程热”。１９９３年，美国投入生物工程的研究经费高达４０多亿美元，而日本在１９９０年投入生物工程的经费已达２９００多亿日元。以生物工程产品为对象的公司、企业如雨后春笋般涌现出来，生物工程产品也不断推向了市场。仅美国目前从事生物工程开发研究的就有１１４０余家公司，生物工程产品年总销售额达到约４０亿美元。
基因工程最早是在医药方面取得突破的。继美国在１９８３年将人胰岛素投放市场以来，美、日等国先后批准α干扰素、白细胞介素、乙型肝炎疫苗等１０多种基因工程药品上市，在治疗艾滋病、肿瘤等一系列疾病上取得了明显效果。在农业生物工程领域，利用组织培养及快繁脱毒方法开发出的新品种有棕榈、椰树、海枣、甘蔗、咖啡树、香蕉、木瓜等几百种再生植株。通过花药培养方法已开发出烟草、水稻、小麦等新品种。２０年来，国际上利用原生质体融合技术已开发成功１００多种再生完整植株，近几年先后解决了几乎全部重要粮、棉、油作物的原生质体再生的难题，这为禾本科作物选育优良品种开辟了前景。外源基因导入植物的转化方法也在不断突破，相继开发成一批抗除草剂、抗病毒、抗虫等转基因植株。预计反义蕃茄、抗病毒蕃茄的商业化产品将于１９９４年投放市场。动物胚胎移植技术在国外已进入实用化阶段。美国和加拿大１９８０年移植４万多头牛，１９８５年增至１５万头。目前，世界上已有２００多家家畜胚胎移植公司，仅牛胚胎移植每年就达２０万头左右。转基因动物的研究进展迅速。１９８８年，澳大利亚学者用分离出的猪的生长激素基因注入猪的受精卵，获得了“超级猪”。目前通过转基因方法培养成功体型大、瘦肉型、产卵多的家畜家禽，学者们正在积极研究抗寒的转基因鱼。转基因动物的另一个特点是把动物视为活的发酵罐用来生产药物、工业酶和人们所需要的珍贵物品。
我国政府对生物工程的研究十分重视。早在“六五”期间，就把发展生物工程列入重点支持计划。１９８３年国家科委建立了中国生物工程开发中心，来协调全国生物工程的研究和开发工作。“七五”期间，我国将生物工程列入国家科技攻关计划，选定基因工程产品开发等８个课题，分９０个专题进行攻关。１９８６年又把生物工程列入“８６３计划”。我国还开展水稻基因图谱研究，计划１５年完成水稻基因组的序列测定。目前，我国从事生物工程研究、开发、生产、教学的机构超过３００家，科技人员达３万余人，已取得一大批具有国际先进水平的成果，正在向产业化迈进。今年６月，中国生物工程学会在北京正式成立，著名遗传学家谈家桢当选为理事长，这标志着我国生物工程又进入了一个新阶段。
我国第一个实现产业化的生物高技术产品是人α型基因工程干扰素，经２０多家医院，３５０余例临床试验，证明该药可治疗３０多种病毒性疾病。我国已研制成功乙型肝炎表面抗原基因工程疫苗，已形成１００万人份的生产能力，用这种疫苗接种儿童的临床试验结果表明，抗体阳转率达１００％。这种基因工程乙肝疫苗是我国第一个得到国家批准投产上市的高技术疫苗，有２０多项指标达到国际先进水平。
中科院上海生物工程中心、军事医学科学院生物工程所和中国农科院哈尔滨兽医研究所开发成功３个不同品种的幼畜腹泻基因工程疫苗，经１０万头母猪和１００万头仔猪的试验表明，使用该疫苗能显著降低仔猪腹泻所引起的死亡率，达到国际同类产品的先进水平。中国医科院基础所、中国农科院哈兽研所研制出１２种医用单克隆抗体诊断试剂药盒，其中４种得到了生产文号和新药证书。兽用马传贫单克隆抗体诊断盒也已研制成功。上海复旦大学遗传研究所与第二军医大学长海医院合作，在基因治疗乙型血友病的实验研究中获得成功，目前已转入临床试验阶段。中华民族基因组研究项目已经启动，将为下个世纪中国在国际人类基因组计划占有一定地位奠定了基础。
我国农业生物工程也取得令人瞩目的成就，用花药培养和染色体工程育种技术培育了水稻、小麦、油菜、甘蔗等１５个作物新品种、３７个新品系和４８个新种质。如“京花３号”小麦、“小偃１０７号”小麦和中花１０号水稻新品种，都具有抗性强等优良性状，已累计种植近３５０万亩，增产粮食４２５０万公斤。中科院遗传所等９家单位完成了４０多个重要粮食作物、经济作物、蔬菜和中草药植物的原生质体再生植株。其玉米、大豆、高粱和小偃麦等２０多个植物居世界领先地位。
我国还建成了苹果、香蕉、柑桔等１１条快繁生产线，供应试管苗约１０００万株。中科院华南植物所开发的香蕉试管苗已形成５００—６００万株的生产能力，香蕉已进入国际市场。
我国在转基因植物研究上也取得重大进展，已获得抗病毒、抗虫、耐盐的烟草。中科院微生物所培育的抗烟草花叶病毒烟草已经大田筛选获得纯合子。中科院遗传所研究成功的抗除草剂阿特拉津的大豆已传４—５代，仍保持抗除草剂的特性。中科院上海生化所用花粉管通道法导入总ＤＮＡ方法培育的抗枯萎病棉花３１１８已累计推广４万亩，平均增产１５％。
转基因动物研究进展也十分迅速，牛及羊的胚胎分割技术均达到同类工作的先进水平。
（附图片）
图为建在北京中关村的DNA双螺旋结构模型。
苑兰翠摄
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专栏：
复芳吐艳话烟草
黄亦存
烟草，是一种商品性很强的作物，对品质的要求较高。
在我国大部分产烟区，烟草花叶病非常流行，主要病原为烟草花叶病毒和黄瓜花叶病毒。烟草花叶病是危害较大的病害，常年损失在２０％左右，高者可达５０％，个别严重年份甚至可造成绝产。因为烟草的病毒主要在植物的细胞内生存，利用常规的抗病育种较困难。
根据烟草花叶病发生的实际情况，近年来中国科学院微生物研究所方荣祥研究员等人提出了同时将两种烟草花叶病病原的外壳蛋白基因转入烟草的独特思路，首次在国际上利用基因工程技术，培育出同时能抗烟草花叶病毒和黄瓜花叶病毒的双抗转基因烟草，这种基因工程改造过的烟草在大田中对两种病毒的主要株系都具有抗耐性，通过大田抗病毒实验和转基因表达分析，选育出了双抗转基因烟草的纯合系，连续四代的大田试验验证了其抗病性的遗传稳定性。这项研究成果达到了国际上植物基因工程研究的先进水平。
１９９２年双抗转基因烟草在河南省进行了１０万亩级的大田生产示范，表现了良好的抗病性能。这是我国基因工程植物在生产上大面积应用并获得成功的第一个例子，在种植面积上居世界各类基因工程植物大田试验规模的首位。以河南省每年种植约３００万亩左右的烟草计，每年可增加收入近６亿元，如果该品种推广至全国，其社会经济效益将会更大。
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专栏：科学小品
从《侏罗纪公园》想到……
胡连荣
描述恐龙再生奇观的科幻影片《侏罗纪公园》今年在美国放映后，立刻兴起一股恐龙热。
去年美国加利福尼亚州立科技大学的专家们得到一块１．２亿年前的琥珀化石，并从里面的一只象鼻虫身上成功提取出了目前世界上最古老的ＤＮＡ分子。这一重大发现为作家们的幻想提供了科学依据。象鼻虫使他们马上联想到吸过恐龙血的蚊子，《侏罗纪公园》里的恐龙暴乱便从这里开始了。影片中的几个古生物学家从琥珀里的蚊子血中提取出恐龙的ＤＮＡ并转移到鳄鱼身上，然后用鳄鱼卵孵化出了恐龙。
美国专家在象鼻虫上的发现表明影片中提取ＤＮＡ的情节是一种有科学根据的幻想。但是在现实中，要完成复制所需的全部ＤＮＡ以及对其遗传信息的解读却是一项相当浩繁、目前尚无法做到的事。
抛开对侏罗纪的幻想，再看看我们现实生活中的基因工程。自１９７０年印度裔美国化学家霍拉纳合成世界第一个人工基因以来，被称作生命之神的ＤＮＡ技术已取得很多重大成果。近两年，日本雪印乳业生物研究所的科学家利用基因重组技术成功进行了白鼠产牛奶的实验，在此基础上英国科学家又让奶山羊产出了含有抗血栓药物成分的羊奶，把制药厂简化到了哺乳动物身上。在这些与国民经济相关的领域，基因工程正显示出令人瞩目的作用，为人类展现了一幅美好的前景。
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专栏：
豇豆胰蛋白酶抑制剂抗虫基因分离成功
豇豆胰蛋白酶抑制剂是一种广谱抗虫物质。可以抑制昆虫的蛋白消化酶，使昆虫得不到所需的营养成分，从而达到杀虫的作用。胰蛋白酶抑制剂对人体无害，因此十分安全。
中国科学院遗传所的科研人员从豇豆子叶中分离出了豇豆胰蛋白酶抑制剂基因，经过修饰使之能在植物细胞内高效表达。目前，通过ＤＮＡ体外重组技术和遗传转化技术，他们已经获得了能够产生豇豆胰蛋白酶抑制剂的转基因烟草植株。经测试，转基因植株具有良好的抗棉铃虫和烟青虫特性。目前，对转基因烟草已进行了大田实验，并显示出良好的抗虫特性。
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专栏：
导入抗虫基因的欧洲黑杨
苗文新
最近，中科院微生物所和中国林科院的科研人员合作，成功地把一种抗虫基因导入欧洲黑杨树中，获得了转基因抗虫植株。经试验，这种转基因欧洲黑杨可使舞毒蛾和杨尺蠖死亡率高达１００％，这在世界上尚属首次。
自１９８３年第一株转基因植物问世以来，在草本植物上已有近１００种植物获得转基因植株。而木本植物由于育种周期长、体形大、遗传操作困难等原因，只有少数树种获得转基因植株。
杨树是世界上分布最广泛、用途最广的速生树种。我国计划到本世纪末营造１亿亩速生用材林基地，在全国现有的８０００万亩人工杨树中有４０％以上遭受食叶害虫杨尺蠖和舞毒蛾的危害，被人们称为“黄色火灾”，在许多严重受害地区，人们大量使用化学农药，使昆虫产生了抗药性，也污染了环境，危害人类健康。加上林木树体高大，喷药十分困难、耗费人力物力，防治效果较差。
欧洲黑杨抗虫转基因植株的诞生，能有效解决化学防治所存在的一系列问题，同时也为欧美杨的遗传改良提供了重要的亲本。
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专栏：
转基因鱼定向育种初获成效
中国科学院水生生物研究所的朱作言、许克圣、谢岳峰等科研人员在世界上率先开展了转基因鱼育种的研究。他们把外源的人生长激素基因通过运载体构建成一个重组体。然后通过自制的显微注射装置把含人生长激素基因的重组体分别注入鲫鱼、鲤鱼、泥鳅、团头鲂和土鲮鱼的受精卵里。以转基因鲤鱼为例，用以上方法孵化出的小鱼，用最精确、灵敏度最高的分子杂交法检测，充分证明人的生长激素基因已转入转基因小鱼的基因组中。进一步用放射免疫法测定，得知有５０％的小鱼在血液中存在有人生长激素。这条转基因小鱼由于机体内含有人的生长激素，果真生长得速度快。（附图片）
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专栏：
什么是生物工程
生物工程是迅速发展中的一个新兴科技领域，它的研究对象是对生物（微生物、植物、动物）的细胞或组织进行生物合成或降解，大规模生产预期的产品。
生物工程主要由基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等分支领域组成。基因工程主要指基因重组技术，即通过人为手段对基因进行剪切、拼接、组合，将任意异质基因插入遗传体，完成基因的体外重新组合。细胞工程主要指应用细胞生物学和分子生物学的方法，按照人们的意愿来改变细胞内遗传物质的工程技术。酶的专一高效催化作用使之在生产中占据特殊的地位，因此，以生产酶为主的工程技术应运而生。发酵工程泛指利用微生物制造工业原料和产品的工程技术。
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专栏：
谈家桢先生是我国著名遗传学家、生物工程学会理事长。他在遗传学的发展和国际学术交流方面做出了重要的贡献。图为谈先生正在指导博士生的水稻基因转移工作。 吴铭摄
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专栏：科学杂谈
生物工程的伦理学思考
自从科学家们在２０世纪５０年代破译了脱氧核糖核酸（ＤＮＡ）的密码，生物工程领域的变化日新月异。在一些国家，人们已经能把鱼和植物的基因混合在一起产生抗冻土豆和烟草，还用基因工程在试管中培育出一种新的生命——能吃石油的细菌。
在生物工程的进步尤其是基因工程的发展为人类带来极大方便和诸多物质财富的同时，一个涉及到伦理学方面的问题便相伴而生了——哪些做法符合人类的伦理规范？怎样才能杜绝因滥用基因工程而给人类带来灾难？
提出这个问题并非耸人听闻，因为近年来生物工程所取得的成就已经超出了一般人所能想象的范围。一位科学家说过，从某种意义上讲，我们所处的时代不仅是进化的时代，更是革命的时代。这话不无道理。到目前为止，发达国家的基因重组工程已经译解了几千个基因密码。科学家预言，在不久的将来，有可能破译出所有的基因密码，人们能创造出新的生物已不再是天方夜谭。
有人提出过这样的假想：将来有一天，如果用鸟的基因改造过的“人”从空中扑下来吞食了用植物基因改造过的“人”，那算是犯罪呢还是仅仅在吃午餐？
虽然是假想，但并非毫无科学根据。这不能不促使人们从道德伦理甚至法律上重新思考人类安全等一系列问题。在生物工程研究较发达的国家，这类涉及伦理学的问题已争论了多年，从庙堂之高到江湖之远，人们的议论喜忧参半。我国的生物工程研究刚刚起步，这类后续问题还不是迫在眉睫的事。然而，我们不能就因此对这个问题持漠视态度，否则到时将后悔莫及。
可喜的是，两年前我国已有学者提出应借鉴国外运用立法手段来管理基因工程发展的做法。这在对基因工程可能引发的伦理学问题还未及重视的中国，不能不说具有超前意识。
生物工程的灿烂前景必将诱发成果迭出的局面。重要的是，科学家、社会学家以及全社会是否对生物工程的伦理学问题投以相应的关注。笔者认为，早一天这样做，社会就会早一天得益。当然，任何法律法规的制定最终是为了推动科学的发展而不是相反。事实上，除了道德和法律之外，科学本身就有极强的自我控制能力。我们相信，依靠法律、伦理乃至科学自身的力量，生物工程这门新技术无论现在还是将来都将造福于人类。
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专栏：
酶解珍珠——
珍珠利用史上的革命
用现代生物工程技术的最新成果，酶水解生物化学方法，把质次价低的固体珍珠变成液体珍珠，并制成直接使用的贝特口服液，这是中国科学院武汉水库研究所贝特公司最新完成的一项科技成果。这一成果是继我国７０年代以来水解珍珠、酸解珍珠之后的又一次革命。
（柯媛）