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转基因育种与传统育种的区别与联系



FI杂交与转基因育种的区别。图自b4fa.org

过去的几千年里农作物改良的方式主要是对自然突变产生的优良基因和重组体的选择和利用,通过随机和自然的方式来积累优良基因。遗传学创立后近百年的动植物育种则是采用人工杂交的方法,进行优良基因的重组和外源基因的导入而实现遗传改良。
 
因此,转基因技术与传统技术是一脉相承的,其本质都是通过获得优良基因进行遗传改良。传统的杂交和选择技术一般是在生物个体水平上进行,操作对象是整个基因组,所转移的是大量的基因,不可能准确地对某个基因进行操作和选择,对后代的表现预见性较差。比如一个作物 (品种) 高产但不优质,另一个作物优质但不高产,科学家就很自然会想到要让这个作物既优质又高产,就利用杂交的办法,但往往事与愿违,因为杂交后代既继承了一些我们希望得到的性状,同时也继承了一些不需要或不好的性状,这就需要通过长期的育种筛选把不希望的性状筛掉,这使得杂交育种的成功率很低、年限很长。而转基因技术所操作和转移的一般是经过明确定义的基因,功能清楚,后代表现可准确预期。我们可以把优质的基因找出来,导入到高产的作物中,准确、高效地实现基因的交换,也可以把高产的基因导入到优质的品种里,从这个意义上来说转基因技术跟传统技术没有本质的区别,转基因技术是对传统技术的发展和补充,将两者紧密结合,可相得益彰,大大地提高植物品种改良的效率。
 
传统育种方法涉及到混合除了能提供特异性状的基因之外的成千上万的基因,也可能导致丢失对植物生长有益的其他性状的基因。传统育种方法在保证特异性状的基础上要利用大量的时间和精力恢复其他有价值的性状。基因修饰技术允许食品生产者添加或增强有用有价值性状的特异表达,或者移除不需要的性状。这项技术允许食品生产者运用更加精确的方法添加想得到的特异性状,而不会失去其他有益的特征,因为不需要的基因不会发生转移。

1、涵义的不同
 
转基因育种技术指在体外将目的基因或异源DNA片段,与适当的载体(Ti-质粒或病毒)进行重组,得到杂种DNA分子,然后将杂种DNA分子导入并整合到受体细胞染色体上,在受体细胞中复制、转录、翻译和表达出导入DNA所携带的优良遗传性状,从而按育种目标定向培育出抗性更强、产量更高、品质更好、营养更丰富、生产成本更低的转基因的新作物、新品种。传统育种技术,主要通过有性杂交,以及利用自然突变,或通过化学或物理方法进行人工诱变,然后选育获得新品种。虽然该技术已为人类做出了很大贡献,但是遗传诱变可能引起所有性状随机的和不可预测的遗传变异,具有很大的不精确性和不可预见性。
 
2、基因转移的范围和效率不同
 
(1)传统育种技术一般只能在生物的种内实现基因转移,而转基因技术所转移的基因则不受生物物种间亲缘关系的限制,可以跨越物种,甚至是属、纲、门、界来转移遗传物质。
 
(2)传统育种技术一般是在生物个体水平上进行,操作对象是整个基因组,所转移的是大量的基因,不可能准确的对某个基因进行操作和选择,对后代的表现预见性差。转基因技术所操作和转移的一般是一个或少数几个经过明确定义的基因,功能清楚,后代表现可准确预期。广泛的科学证据证明,转基因技术在遗传物质的导入方面,具有杂交和其他传统育种方法无法比拟的精确性。
 
3、目的性不同
 
转基因技术目的性比传统育种技术更强。传统育种技术是通过选择,有时候自然界也会产生自发突变,然后进行人工选择,能够获得一个植物的新品种,但是这个取决于大自然的恩赐。在育种过程中,目的性不是很强,要凭经验和运气。而转基因技术目的性非常强,它可以为作物改良者们提供一个将单个基因导入作物并使之表达理想性状的新方法,具有更好的可预见性。
 
4、育种周期不同
 
传统的杂交育种很大程度上依赖于有性杂交,涉及父母本的所有基因,要获得一个理想性状往往需要几个世代的正交和反交。所以,一个作物品种育成和上市往往要花15年甚至更长时间。而利用转基因技术可以在1个或2个世代中完成基因转移,育种周期相对较短。
 
5、提供的产品特性不同
 
转基因技术可提供大量新的有用的产品,这些产品能够提高作物产量和品质,生产所需要的疫苗和药品,甚至能够作为生物反应器,生产比较稀缺的资源替代自然资源。如转基因油菜可以用来生产生物柴油,既环保又可以节约成本,减少资源消耗。
 
转基因技术与传统育种技术相比,具有两方面的优势:一是传统育种技术一般只能在同一物种内实现基因转移,而转基因技术可打破不同物种间天然杂交的屏障,扩大可利用基因的范围;二是传统的杂交育种技术操作对象是整个基因组,不可能准确地操作和选择具体基因,而转基因技术所操作和转移的基因具有明确功能,后代表现可准确预期。

资料来源:刘珊,《植物育种技术》,军事医学科学出版社,2012