㈠ 簡述細胞工程的主要研究內容可分哪些方面
1.動植物細胞與組織培養
2.細胞融合(新的物種或品系、單克隆抗體)
3.細胞核移植(無性繁殖、克隆動物)
4.染色體工程(多倍體育種,例:八倍體小黑麥)
5.胚胎工程(優良品種、試管嬰兒)
6.幹細胞與組織工程(胚胎幹細胞、組織幹細胞)
7.轉基因生物與生物反應器(轉基因動物、轉基因植物)
㈡ 梁燕的研究成果和正在進行的科學研究工作
先後承擔和完成國家自然科學基金項目、國家「863」項目、國家攻關項目、農業部「948」項目、中外合作項目及省攻關項目等20餘項。研究內容涉及蔬菜種質資源、蔬菜新品種選育、蔬菜生物技術與細胞工程等。
蔬菜種質資源研究,連續承擔國家「七五」、「八五」、「九五」、「十五」攻關項目和陝西省攻關項目等;對陝西省不同生態區域蔬菜種質資源(包括無性繁殖蔬菜種質資源)的進行了的全面調查收集,鑒定、評價、編目和入庫;搞清了陝西省蔬菜種質資源的構成及地區分布特點、基本性狀的變異范圍,建立了包含2 萬余個數據的國家級資源目錄;研究建立了主要蔬菜作物種質資源的品質分析和抗病性人工鑒定方法,並對菜豆、大白菜、蘿卜種質資源進行了人工分析鑒定,篩選出了一批品質優異種質,抗病以及綜合性狀優異的種質。同時,開展種質資源多樣性以及核心種質研究、蔬菜種質資源更新保存技術研究、種質資源創制技術研究和種質資源數據標准研究。
番茄育種研究,先後承擔國家「863」項目「番茄新品種選育及繁種技術研究」,農業部「948」項目「高效設施園藝新技術新品種的引進與示範」,中國與AVRDC合作項目「ARC-AVRDC特異番茄種質資源的引進、研究與利用」,陝西省攻關項目「番茄種質資源引進與新品種選育」以及陝西省回國留學人員項目、楊凌示範區基金項目等。主要開展番茄新品種選育以及主要性狀的遺傳研究。利用國外引進優異資源,選育出了優質、高產、抗病、耐儲運的櫻桃番茄新品種2個。圍繞番茄品質性狀(特別是茄紅素)開展番茄紅素含量隨果實發育的變化規律研究,番茄紅素的品種分布規律研究,番茄紅素的遺傳特性及其與其它農藝性狀的相關性研究。對番茄主要數量性狀,包括早期產量、總產量、單果重、單株果數、單株產量、果實縱徑、果實橫徑、果形指數、可溶性固形物、番茄紅素、維生素C、可滴定酸、可溶性糖、糖酸比等進行遺傳研究。根據研究結果,配置了一批適合不同栽培方式、不同食用方式的番茄新組合,已通過區域試驗和生產示範,將於近期認定。
生物技術與細胞工程研究,得到了國家自然科學基金委員會「蔬菜茄紅素代謝及其基因工程」、「大白菜異源胞質雄性不育系遺傳規律及不育機制研究」等項目的資助。根據反義技術原理,研究了茄紅素-β-環化酶反義RNA對茄紅素-β-環化酶形成的影響乃至對茄紅素代謝的影響,獲得了高茄紅素含量的轉基因植株。研究了茄紅素離體細胞培養體系,提出了適宜的培養基、培養時間、培養溫度、蔗糖濃度、PO43-濃度以及激素種類和濃度等。從細胞學和生物化學(酶學)方面揭示了大白菜細胞質雄性不育的機制,結果在國際園藝學會上口頭交流。同時開展生物技術在番茄育種和種質資源研究中的應用研究。
通過研究項目的實施,先後取得科研成果6項,其中國家科技進步一等獎1項、二等獎1項,省部級科技進步獎4項。主持選育蔬菜新品種3個,其中櫻桃番茄新品種2個、辣椒新品種1個。發表學術論文50餘篇,主編和參與編寫出版了《中國蔬菜品種志》上、下卷,《陝西省蔬菜品種志》等著作8部,制訂了3個陝西省無公害蔬菜地方標准。經常參加國際國內各種學術交流活動,先後7次赴國外進行學習和交流。

㈢ 細胞工程的發展歷史與應用的細胞工程主要研究內容
根據研究對象的不同,可將細胞工程分為微生物細胞工程,植物細胞工程和動物細胞工程。
細胞工程的研究內容主要包括以下幾個方面:
⑴動植物細胞與組織培養
主要包括細胞培養、組織培養和器官培養。
⑵細胞融合
採用一定的方法使兩個或幾個不同的細胞(或原生質體)融合為一個細胞,用於生產新的物種或品系及產生單克隆抗體。
⑶染色體工程
按人們的需要來添加、消減或替換染色體的一種技術。主要用於新品種的培育。
⑷胚胎工程
主要是對動物的胚胎進行某種人為的工程技術操作,獲得人們所需要的成體動物,包括胚胎分割、胚胎融合、細胞核移植、體外受精、胚胎培養、胚胎移植、性別鑒定、胚胎冷凍技術等。
⑸細胞遺傳工程
主要包括動物克隆和轉基因技術。轉基因技術是指將外援基因通過一定的方法和手段,整合到受體染色體上,得到穩定、高效表達,並能遺傳給後代的試驗技術。轉基因技術是改變生物遺傳性形狀的有效途徑,已在微生物、植物、動物上得到應用。

㈣ 細胞工程
細胞工程是生物工程的一個重要方面。總的來說,它是應用細胞生物學和分子生物學和分子生物學的理論和方法,按照人們的設計藍圖,進行在細胞水平上的遺傳操作及進行大規模的細胞和組織培養。當前細胞工程所涉及的主要技術領域有細胞培養、細胞融合、細胞拆合、染色體操作及基因轉移等方面。通過細胞工程可以生產有用的生物產品或培養有價值的植株,並可以產生新的物種或品系。
根據設計要求,按照需要改造的遺傳物質的不同操作層次,可細胞工程學分為染色體工程、染色體組工程、細胞質工程和細胞融合工程等幾個方面。
(1)染色體工程 染色體工程是按人們需要來添加或削減一種生物的染色體,或用別的生物的染色體來替換。可分為動物染色體工程和植物染色體工程兩種。動物染色體工程主要採用對細胞進行微操作的方法(如微細胞轉移方法等)來達到轉移基因的目的。植物細胞工程目前主要是利用傳統的雜交回交等方法來達到添加、消除或置換染色體的目的。
(2)染色體組工程 梁色體組工程是整個改變染色體組數的技術。自從1937年秋水仙素用於生物學後,多倍體的工作得到了迅速發展,例如得到四倍體小麥,八倍體小黑麥等。
(3)細胞質工程 又稱細胞拆合工程,是通過物理或化學方法將細胞質與細胞核分開,再進行不同細胞間核質的重新組合,重建成新細胞。可用於研究細胞核與細胞質的關系的基礎研究和育種工作。
(4)細胞融合工程 是用自然或人工的方法使兩個或幾個不同細胞融合為一個細胞的過程。可用於產生新的物種或品系(植物上用得多,動物上用得少)及產生單克隆抗體等。其中單克隆抗體技術利用克隆化的雜交瘤細胞分泌高度純一的單克隆抗體,具有很高的實用價值,在診斷和治療病症方面有著廣泛的應用前途。
大規模的細胞培養可分為三個層次:單個細胞培養、組織培養和器官培養。植物細胞和原生質體培養技術可以用於育種,也可用於各類植物的快速繁殖,在培養無毒苗、長期貯存種子和生產次生代謝產物等方面發揮作用。動物細胞培養技術可用於製取許多有應用價值的細胞產品,如疫苗和生長因子等。利用細胞培養系統可進行毒品和葯物檢測;一些培養細胞可用於治療。
細胞工程已經滲透到人類生活的許多領域,取得了許多具有開發性的研究成果,有的在生產中推廣,收到了明顯的經濟和社會效益。隨細胞工程技術研究的不斷深入,它的前景和產生的影響將會日益地顯示出來。
細胞工程
開放分類: 科學、科研、基因工程、細胞工程、細胞生物學
細胞工程是指應用細胞生物學和分子生物學的原理和方法,通過某種工程學手段,在細胞整體水平或細胞器水平上,按照人們的意願來改變細胞內的遺傳物質或獲得細胞產品的一門綜合科學技術。根據細胞類型的不同,可以把細胞工程分為植物細胞工程和動物細胞工程兩大類。
植物細胞工程
常用技術手段:植物組織培養,植物體細胞雜交。
理論基礎:植物細胞的全能性。
植物組織培養
植物組織培養技術的應用范圍:快速繁殖、培育無病毒植物,通過大規模的植物細胞培養來生產葯物、食品添加劑、香料、色素和殺蟲劑等。
植物體細胞雜交
植物體細胞雜交是用兩個來自於不同植物的體細胞融合成一個雜種細胞,並且把雜種細胞培育成新的植物體的方法。
動物細胞工程
常用的技術手段:動物細胞培養、動物細胞融合、單克隆抗體、胚胎移植、核移植等(動物細胞培養技術是其他動物細胞工程技術的基礎)
動物細胞培養
動物細胞能夠分泌蛋白質,如抗體等。但是單個細胞分泌的蛋白質的量是很少的,要藉助於大規模的動物細胞培養獲得大量的分泌蛋白。
動物細胞培養技術的應用
生產許多有重要價值的蛋白質生物製品,如病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體等。
動物細胞融合
動物細胞融合技術最重要的用途,是制備單克隆抗體。
單克隆抗體
要想獲得大量的單一抗體,必須用單個B淋巴細胞進行無性繁殖,也就是通過克隆,形成細胞群,這樣的細胞群就有可能產生出化學性質單一、特異性強的抗體——單克隆抗體。
單克隆抗體的應用
「生物導彈」,將葯物定向帶到癌細胞所在部位,消滅了癌細胞不傷害健康細胞。
生物技術發展到今天,細胞則成了科學家們隨意發揮想像力的樂園,他們甚至可以把生命像積木那樣組裝起來,進行細胞水平上的生命組合游戲。生命組合的一個最具代表性的游戲是美國耶魯大學教授克萊白特·L·馬格特和羅伯特·M·彼德斯的傑作。他們在黑毛鼠、白毛鼠、黃毛鼠的受精卵分裂成8個細胞時用特製的吸管把8細胞胚吸出輸卵管,然後用一種酶將包裹在各個胚胎上的粘液溶解,再把這三種鼠的8細胞胚放在同一溶液中使之組裝成一個具有24個細胞的「組裝胚」。馬格特和彼德斯把「組裝胚」移植到一隻老鼠的子宮內,不久,一隻奇怪的組裝鼠問世了,這只組裝鼠全身披著黃、白、黑三種不同顏色的皮毛。迄今為止,除組裝鼠外,英國和美國還組裝成功了綿羊和山羊的嵌合體——綿山羊。據說,世界各國科研人員熱情高漲,正在組裝「五位一體」。「六位一體」的生物,實在想像不出那樣的生物會是什麼樣子。
細胞工程的應用
細胞工程作為科學研究的一種手段,已經滲入到生物工程的各個方面,成為必不可少的配套技術。在農林、園藝和醫學等領域中,細胞工程正在為人類做出巨大的貢獻。
1.糧食與蔬菜生產
利用細胞工程技術進行作物育種,是迄今人類受益最多的一個方面。我國在這一領域已達到世界先進水平,以花葯單倍體育種途徑,培育出的水稻品種或品系有近百個,小麥有30個左右。其中河南省農科院培育的小麥新品種,具有抗倒伏、抗銹病、抗白粉病等優良性狀。
在常規的雜交育種中,育成一個新品種一般需要8~10年,而用細胞工程技術對雜種的花葯進行離體培養,可大大縮短育種周期,一般提前2~3年,而且有利優良性狀的篩選。前面已介紹過的微繁殖技術,在農業生產上也有廣泛的用途,其技術比較成熟,並已取得較大的經濟效益。例如,我國已解決了馬鈴薯的退化問題,日本麒麟公司已能在1000升容器中大量培養無病毒微型馬鈴薯塊莖作為種薯,實現種薯生產的自動化。通過植物體細胞的遺傳變異,篩選各種有經濟意義的突變體,為創造種質資源和新品種的選育發揮了作用。現已選育出優質的番茄、抗寒的亞麻、以及水稻、小麥、玉米等新品系。有希望通過這一技術改良作物的品質,使它更適合人類的營養需求。
蔬菜是人類膳食中不可缺少的成分,它為人體提供必需的維生素、礦物質等。蔬菜通常以種子、塊根、塊莖、插扦或分根等傳統方式進行繁殖,化費成本低。但是,在引種與繁育、品種的種性提純與復壯、育種過程的某些中間環節,植物細胞工程技術仍大有作為。例如,從國外引進蔬菜新品種,最初往往只有幾粒種子或很少量的塊根、塊莖等。要進行大規模的種植,必須先大量增殖,這就可應用微繁殖技術,在較短時間內迅速擴大群體。在常規育種過程中,也可應用原生質體或單倍體培養技術,快速繁殖後代,簡化制種程序。另外,還可結合植物基因工程技術,改良蔬菜品種。
2.園林花卉
在果樹、林木生產實踐中應用細胞工程技術主要是微繁殖和去病毒技術。幾乎所有的果樹都患有病毒病,而且多是通過營養體繁殖代代相傳的。用去病毒試管苗技術,可以有效地防止病毒病的侵害,恢復種性並加速繁殖速度。目前,香蕉、柑橘、山楂、葡萄、桃、梨、荔枝、龍眼、核桃等十餘種果樹的試管苗去病毒技術,已基本成熟。香蕉去病毒試管苗的微繁殖技術已成為產業化商品化的先例之一。因為香蕉是三倍體植物,必須通過無性繁殖延續後代,傳統方法一般採用芽繁殖,感病嚴重,繁殖率低;而採用去病毒的微繁殖技術不僅改進了品質,畝產量約提高30%~50%,很容易被蕉農接受。
近年來,對經濟林木組織培養技術的研究也受到很大的重視。採用這一技術可比常規方法提前數年進行大面積種植。特別是有些林木的種子休眠期很長,常規育種十分費時。據不完全統計,現已研究成功的林木植物試管苗已達百餘種,如松屬、桉樹屬、楊屬中的許多種,還有泡桐、槐樹、銀杏、茶、棕櫚、咖啡、椰子樹等。其中桉樹、楊樹和花旗松等大面積應用於生產,澳大利亞已實現桉樹試管苗造林,用幼芽培養每年可繁殖40萬株。
植物細胞工程技術使現代花卉生產發生了革命性的變化。1960年,科學家首次利用微繁殖技術將蘭花的愈傷組織培養成植株後,很快形成了以組織培養技術為基礎的工業化生產體系——蘭花工業。現在,世界蘭花市場上有150多種產品,其中大部分都是用快速微繁殖技術得到的試管苗。從此,市場供應擺脫了氣候、地理和自然災害等因素的限制。至今,已報道的花卉試管苗有360餘種。已投入商業化生產的有幾十種。我國對康乃馨、月季、唐昌蒲、菊花、非洲紫羅蘭等品種的研究較為成熟,有的也已商品化,並有大量產品銷往港澳及東南亞地區。
3.臨床醫學與葯物
自1975年英國劍橋大學的科學家利用動物細胞融合技術首次獲得單克隆抗體以來,許多人類無能為力的病毒性疾病遇到了剋星。用單克隆抗體可以檢測出多種病毒中非常細微的株間差異,鑒定細菌的種型和亞種。這些都是傳統血清法或動物免疫法所做不到的,而且診斷異常准確,誤診率大大降低。例如,抗乙型肝炎病毒表面抗原(HBsAg)的單克隆抗體,其靈敏度比當前最佳的抗血清還要高100倍,能檢測出抗血清的60%的假陰性。
近年來,應用單克隆抗體可以檢查出某些還尚無臨床表現的極小腫瘤病灶,檢測心肌梗死的部位和面積,這為有效的治療提供方便。單克隆抗體並已成功地應用於臨床治療,主要是針對一些還沒有特效葯的病毒性疾病,尤其適用於抵抗力差的兒童。人們正在研究「生物導彈」——單克隆抗體作載體攜帶葯物,使葯物准確地到達癌細胞,以避免化療或放射療法把正常細胞與癌細胞一同殺死的副作用。
單克隆抗體可以精確地檢測排卵期。新一代免疫避孕葯也在研製之中,其基本原理是用精子,卵透明帶或早期胚胎來制備單克隆抗體,將它們注入婦女體內,人體就會產生對精子的免疫反應,從而起到避孕作用。人類體外受精技術的日趨成熟,使人類對生育活動有了較大的選擇餘地,促進優生優育,提高人口素質,也為不孕症患者或不宜生育的人帶來福音。
生物葯品主要有各種疫苗、菌苗、抗生素、生物活性物質,抗體等,是生物體內代謝的中間產物或分泌物。過去制備疫苗是從動物組織中提取,得到的產量低而且很費時。現在,通過培養、誘變等細胞工程或細胞融合途徑,不僅大大提高了效率,還能制備出多價菌苗,可以同時抵禦兩種以上的病原菌的侵害。用同樣的手段,也可培養出能在培養條件下長期生長、分裂並能分泌某種激素的細胞系。1982年美國科學家用誘變和細胞雜交手段,獲得了可以持續分泌干擾素的體外培養細胞系,現已走向應用。
4.繁育優良品種
目前,人工受精、胚胎移植等技術已廣泛應用於畜牧業生產。精液和胚胎的液氮超低溫(-196攝氏度)保存技術的綜合使用,使優良公畜、禽的交配數與交配范圍大為擴展,並且突破了動物交配的季節限制。另外,可以從優良母畜或公畜中分離出卵細胞與精子,在體外受精,然後再將人工控制的新型受精卵種植到種質較差的母畜子宮內,繁殖優良新個體。綜合利用各項技術,如胚胎分割技術、核移植細胞融合技術、顯微操作技術等,在細胞水平改造卵細胞,有可能創造出高產奶牛、瘦肉型豬等新品種。特別是幹細胞的建立,更展現了美好的前景。
Cell engineering:是指應用現代細胞生物學、發育生物學、遺傳學和分子生物學的理論與方法,按照人們的需要和設計,在細胞水平上的遺傳操作,重組細胞的結構和內含物,以改變生物的結構和功能,即通過細胞融合、核質移植、染色體或基因移植以及組織和細胞培養等方法,快速繁殖和培養出人們所需要的新物種的生物工程技術。
㈤ 生物科學在細胞工程上的成果各個領域都答一些
細胞融合技術打破了遠源雜交的限制,實現了不同物種間的雜交(雜交白菜甘藍)
克隆這個不用說了吧(多利羊)
胚胎工程,其有很多延伸技術例如試管嬰兒,體外受精,胚胎移植(1890年,英國胚胎學家Walter Heape和外科醫生Samual Ruckley,將安哥拉白色長毛兔兩個4-細胞胚胎植入有色短毛雌兔子宮內,生下的6隻幼兔中有2隻白色長毛兔。宣布胚胎移植的首次成功。)
㈥ 生物學在基因工程、細胞工程、胚胎工程三方面的各新成果有哪些每舉一例就可以了
基因工程:基因治療
細胞工程:植物細胞雜交融合技術
胚胎工程:體外受精
去網路上搜一下各方面,有很詳細的解說的
㈦ 細胞工程的最新進展
在國家863計劃支持下,我國植物細胞工程育種技術取得新突破,開辟了細胞工程育種與常規育種技術相結合的新途徑,加快了育種進程。
(1)小麥及禾穀類體細胞雜交技術創新獲得國際首創性成果
獲得作物的小片段易位系是植物育種學家們長期追求的目標,其主要優點在於:小片段易位可在最大程度上排除不利基因的干擾,以插入方式存在有利於穩定的遺傳,攜帶的目標基因易於定位和克隆,因而在作物的遺傳育種及遺傳理論研究中有巨大的價值。創建了利用射線處理供體的不對稱體細胞雜交方法,實現了異源染色體小片段向小麥的漸滲,從而建立了轉移異源染色體小片段的技術,該技術為異源染色體小片段整合到受體染色體提供了直接而簡便的方法,為向小麥及其它作物引入異源優異基因開辟了新途徑。耐鹽、優質、高產體細胞雜種小麥(山大雜3號)2004年通過山東省審定。
(2)染色體工程和原生質體融合技術取得新進展,創造了一批具有重要應用前景的育種新材料
建立了甜辣椒的細胞育種與瓜類作物染色體工程技術體系;創制了多種優良的黃瓜異染色體系和多個甜椒、黃瓜單倍體或雙單倍體材料並應用於育種實踐。通過秋水仙素處理伏令夏橙和的胚性愈傷組織,再通過原生質體的分離和培養,得到了伏令夏橙的四倍體胚狀體和金柑的四倍體、六倍體。胚乳平衡數(EBN)和染色體倍性操作技術拓寬了野生資源的利用,成功地轉育了青枯病抗性、耐鹽和耐低溫糖化等優良基因到普通馬鈴薯栽培種中,並通過利用2n配子有性多倍化創造了優異四倍體雜種後代,為品種改良准備了材料和方法,技術達到世界先進水平。
通過原生質體融合技術將野生茄子(S.torvum)中的抗黃萎病基因轉到普通茄子中,獲得抗黃萎病和抗青枯病的育種材料。用PEG融合法將甘薯原生質體與其近緣野生種的葉柄(或葉片)原生質體進行融合,從徐薯18 + I. lacunosa和高系14號 + I. triloba的種間體細胞雜種植株中各篩選出1個具有良好結薯性的種間體細胞雜種,其育性正常,能同甘薯進一步成功雜交,這些體細胞雜種可望用於甘薯育種。
(3)建立並完善了小孢子培養技術,加快育種進程
改進了油菜、大白菜、甜、辣椒和茄子等小孢子培養技術體系,提高了成胚率,加速了優異基因型及其性狀的純合與穩定,大大縮短了育種周期。利用辣椒游離小孢子細胞團培養方法,創造了新型的辣椒聚合雜交育種技術,初步解決了辣椒育種中早熟與大果、早熟與早衰、抗病與優質的矛盾,該技術屬國際性難題的突破,已引起國際種苗公司的關注。
採用甜菜未授粉胚珠培養技術及體細胞無性系變異技術對甜菜遺傳單胚種進行培養和誘變,並通過常規育種技術進行鑒定選擇,獲得優良甜菜遺傳單粒種品系5份,利用無性系變異技術獲得高抗褐斑病株系2個。該技術體系具有實用、經濟、快速獲得甜菜純合系的優點,榮獲黑龍江省科學進步二等獎。
㈧ 舉例說明細胞工程的應用領域有哪些
細胞工程作為科學研究的一種手段,已經滲入到生物工程的各個方面,成為必不可少的配套技術。在農林、園藝和醫學等領域中,細胞工程正在為人類做出巨大的貢獻。
1、糧食與蔬菜生產
利用細胞工程技術進行作物育種,是迄今人類受益最多的一個方面。中國在這一領域已達到世界先進水平,以花葯單倍體育種途徑,培育出的水稻品種或品系有近百個,小麥有30個左右。其中河南省農科院培育的小麥新品種,具有抗倒伏、抗銹病、抗白粉病等優良性狀。
在常規的雜交育種中,育成一個新品種一般需要8~10年,而用細胞工程技術對雜種的花葯進行離體培養,可大大縮短育種周期,一般提前2~3年,而且有利優良性狀的篩選。前面已介紹過的微繁殖技術,在農業生產上也有廣泛的用途,其技術比較成熟,並已取得較大的經濟效益。例如,中國已解決了馬鈴薯的退化問題,日本麒麟公司已能在1000升容器中大量培養無病毒微型馬鈴薯塊莖作為種薯,實現種薯生產的自動化。通過植物體細胞的遺傳變異,篩選各種有經濟意義的突變體,為創造種質資源和新品種的選育發揮了作用。現已選育出優質的番茄、抗寒的亞麻、以及水稻、小麥、玉米等新品系。有希望通過這一技術改良作物的品質,使它更適合人類的營養需求。
蔬菜是人類膳食中不可缺少的成分,它為人體提供必需的維生素、礦物質等。蔬菜通常以種子、塊根、塊莖、插扦或分根等傳統方式進行繁殖,化費成本低。但是,在引種與繁育、品種的種性提純與復壯、育種過程的某些中間環節,植物細胞工程技術仍大有作為。例如,從國外引進蔬菜新品種,最初往往只有幾粒種子或很少量的塊根、塊莖等。要進行大規模的種植,必須先大量增殖,這就可應用微繁殖技術,在較短時間內迅速擴大群體。在常規育種過程中,也可應用原生質體或單倍體培養技術,快速繁殖後代,簡化制種程序。另外,還可結合植物基因工程技術,改良蔬菜品種。
2、園林花卉
在果樹、林木生產實踐中應用細胞工程技術主要是微繁殖和去病毒技術。幾乎所有的果樹都患有病毒病,而且多是通過營養體繁殖代代相傳的。用去病毒試管苗技術,可以有效地防止病毒病的侵害,恢復種性並加速繁殖速度。目前,香蕉、柑橘、山楂、葡萄、桃、梨、荔枝、龍眼、核桃等十餘種果樹的試管苗去病毒技術,已基本成熟。香蕉去病毒試管苗的微繁殖技術已成為產業化商品化的先例之一。因為香蕉是三倍體植物,必須通過無性繁殖延續後代,傳統方法一般採用芽繁殖,感病嚴重,繁殖率低;而採用去病毒的微繁殖技術不僅改進了品質,畝產量約提高30%~50%,很容易被蕉農接受。
近年來,對經濟林木組織培養技術的研究也受到很大的重視。採用這一技術可比常規方法提前數年進行大面積種植。特別是有些林木的種子休眠期很長,常規育種十分費時。據不完全統計,現已研究成功的林木植物試管苗已達百餘種,如松屬、桉樹屬、楊屬中的許多種,還有泡桐、槐樹、銀杏、茶、棕櫚、咖啡、椰子樹等。其中桉樹、楊樹和花旗松等大面積應用於生產,澳大利亞已實現桉樹試管苗造林,用幼芽培養每年可繁殖40萬株。
植物細胞工程技術使現代花卉生產發生了革命性的變化。1960年,科學家首次利用微繁殖技術將蘭花的愈傷組織培養成植株後,很快形成了以組織培養技術為基礎的工業化生產體系——蘭花工業。現在,世界蘭花市場上有150多種產品,其中大部分都是用快速微繁殖技術得到的試管苗。從此,市場供應擺脫了氣候、地理和自然災害等因素的限制。至今,已報道的花卉試管苗有360餘種。已投入商業化生產的有幾十種。中國對康乃馨、月季、唐昌蒲、菊花、非洲紫羅蘭等品種的研究較為成熟,有的也已商品化,並有大量產品銷往港澳及東南亞地區。
3、臨床醫學與葯物
自1975年英國劍橋大學的科學家利用動物細胞融合技術首次獲得單克隆抗體以來,許多人類無能為力的病毒性疾病遇到了剋星。用單克隆抗體可以檢測出多種病毒中非常細微的株間差異,鑒定細菌的種型和亞種。這些都是傳統血清法或動物免疫法所做不到的,而且診斷異常准確,誤診率大大降低。例如,抗乙型肝炎病毒表面抗原(HBsAg)的單克隆抗體,其靈敏度比當前最佳的抗血清還要高100倍,能檢測出抗血清的60%的假陰性。
近年來,應用單克隆抗體可以檢查出某些還尚無臨床表現的極小腫瘤病灶,檢測心肌梗死的部位和面積,這為有效的治療提供方便。單克隆抗體並已成功地應用於臨床治療,主要是針對一些還沒有特效葯的病毒性疾病,尤其適用於抵抗力差的兒童。人們正在研究「生物導彈」——單克隆抗體作載體攜帶葯物,使葯物准確地到達癌細胞,以避免化療或放射療法把正常細胞與癌細胞一同殺死的副作用。
單克隆抗體可以精確地檢測排卵期。新一代免疫避孕葯也在研製之中,其基本原理是用精子,卵透明帶或早期胚胎來制備單克隆抗體,將它們注入婦女體內,人體就會產生對精子的免疫反應,從而起到避孕作用。人類體外受精技術的日趨成熟,使人類對生育活動有了較大的選擇餘地,促進優生優育,提高人口素質,也為不孕症患者或不宜生育的人帶來福音。
生物葯品主要有各種疫苗、菌苗、抗生素、生物活性物質,抗體等,是生物體內代謝的中間產物或分泌物。過去制備疫苗是從動物組織中提取,得到的產量低而且很費時。現在,通過培養、誘變等細胞工程或細胞融合途徑,不僅大大提高了效率,還能制備出多價菌苗,可以同時抵禦兩種以上的病原菌的侵害。用同樣的手段,也可培養出能在培養條件下長期生長、分裂並能分泌某種激素的細胞系。1982年美國科學家用誘變和細胞雜交手段,獲得了可以持續分泌干擾素的體外培養細胞系,現已走向應用。
4、繁育優良品種
目前,人工受精、胚胎移植等技術已廣泛應用於畜牧業生產。精液和胚胎的液氮超低溫(-196攝氏度)保存技術的綜合使用,使優良公畜、禽的交配數與交配范圍大為擴展,並且突破了動物交配的季節限制。另外,可以從優良母畜或公畜中分離出卵細胞與精子,在體外受精,然後再將人工控制的新型受精卵種植到種質較差的母畜子宮內,繁殖優良新個體。綜合利用各項技術,如胚胎分割技術、核移植細胞融合技術、顯微操作技術等,在細胞水平改造卵細胞,有可能創造出高產奶牛、瘦肉型豬等新品種。特別是幹細胞的建立,更展現了美好的前景。