食品生物技术课程论文

第一篇：食品生物技术课程论文

食品生物技术课程论文

——转基因食品的发展现状及安全性探究

转基因食品的发展现状及安全性探究

摘要：随着转基因技术的迅猛发展，转基因食品逐渐走上了老百姓家的餐桌，与此同时，转基因食品的安全性问题也成为了热议话题。本文详细分析了转基因食品的利与弊，通过案例对转基因食品的安全性做出了评价。

关键字：食品

转基因

安全性

一．转基因食品的含义

转基因食品是利用现代分子生物技术，将某些生物的基因转移到其他物种中去，改造生物的遗传物质，使其在形状、营养品质、消费品质等方面向人们所需要的目标转变。以转基因生物为直接食品或为原料加工生产的食品就是“转基因食品”。

二．转基因食品的种类

1.植物转基因食品

植物性转基因食品很多。例如，面包生产需要高蛋白质含量的小麦，而目前的小麦品种含蛋白质较低，将高效表达的蛋白基因转入小麦，将会使做成的面包具有更好的焙烤性能。番茄是一种营养丰富、经济价值很高的果蔬，但它不耐贮藏。为了解决

转基因食品——西红柿番茄这类果实的贮藏问题，研究者发现，控制植物衰老激素乙烯合成的酶基因，是导致植物衰老的重要基因，如果能够利用基因工程的方法抑制这个基因的表达，那么衰老激素乙烯的生物合成就会得到控制，番茄也就不会容易变软和腐烂了。美国、中国等国家的多位科学家经过努力，已培育出了这样的番茄新品种。这种番茄抗衰老，抗软化，耐贮藏，能长途运输，可减少加工生产及运输中的浪费。

2.动物性转基因食品

动物性转基因食品也有很多种类。比如，牛体内转入了人的基因，牛长大后产生的牛乳中含有基因药物，提取后可用于人类病症的治疗。在猪的基因组中转入人的生长素基因，猪的生长速度增加了一倍，猪肉质量大大提高，现在这样的猪肉已在澳大利亚被请上了餐桌。

3.转基因微生物食品

微生物是转基因最常用的转化材料，所以，转基因微生物比较容易培育，应用也最广泛。例如，生产奶酪的凝乳酶，以往只能从杀死的小牛的胃中才能取出，现在利用转基因微生物已

转基因食品——草莓能够使凝乳酶在体外大量产生，避免了小牛的无辜死亡，也降低了生产成本。

4.转基因特殊食品

科学家利用生物遗传工程，将普通的蔬菜、水果、粮食等农作物，变成能预防疾病的神奇的“疫苗食品”。科学家培育出了一种能预防霍乱的苜蓿植物。用这种苜蓿来喂小白鼠，能使小白鼠的抗病能力大大增强。而且这种霍乱抗原，能经受胃酸的腐蚀而不被破坏，并能激发人体对霍乱的免疫能力。于是，越来越多的抗病基因正在被转入植物，使人们在品尝鲜果美味的同时，达到防病的目的。

三．转基因食品的优点与缺点

转基因食品有较多的优点：可增加作物单位面积产量；可以降低生产成本；通过转基因技术可增强作物抗虫害、抗病毒等的能力；提高农产品的耐贮性，延长保鲜期，满足人民生 活水平日益提高的需求；可使农作物开发的时间大为缩短；可以摆脱季节、气候的影响，四季低成本供应；打破物种界限，不断培植新物种，生产出有利于人类健康的食品。

转基因食品也有缺点：所谓的增产是不受环境影响的情况下得出的，如果遇到雨雪的自然灾害，也有可能减产更厉害。

四．转基因食品发展现状

近十余年来，现代生物技术的发展在农业上显示出强大的潜力，并逐步发展成为能够产生巨大社会效益和经济利益的产业。1999年，全世界有12个国家种植了转基因植物，面积已达3990万公顷。其中美国是种植大户，占全球种植面积的72%。世界很多国家纷纷将现代生物技术列为国家优先发展的重点领域，投入大量的人力、物力和财力扶持生物技术的发展。但是，转基因食品在世界各个国家和地区之间的发展是不均衡的。

中国有13亿人口，占世界总人口的22%，这意味着中国将以占世界可耕地面积的7%养活世界22%的人口。城市化发展使农业耕地不断减少，而人口又持续增加，对工农业生产有更高的需求，对环境将产生更大的压力。为此，从20世纪80年代初，中国已将现代生物技术纳入其科技发展计划，过去20多年的研究已经结出了丰硕的果实。目前，抗虫棉等五项转基因作物早已被批准进行商品化生产，转Bt杀虫蛋白基因的抗虫棉1998年的种植面积为1.2万公顷。资料显示，到2000年上半年为止，我国进入中间试验和环境释放试验的转基因作物分别为48项和49项。近年来，我国现代生物技术的研究开发已经取得了很多成果。我国的转基因食品技术仅次于美国与加拿大。欧洲国家的转基因食品技术并不是非常的发达，这是因为他们明白转基因食品危害十分大，并通过立法来达到防止转基因食品的过分播种，甚至有些国家完全禁止转基因食品的播种与生产，欧洲各国民众也纷纷抵制，发生过很多起民众破坏转基因实验田的事件，所以我们也要认识到转基因食品所存在的潜在危害，而不能把利益放在民众健康的前面。

五.国外转基因食品现状

（1）美国：小麦主粮的商业化尚未推开

美国是转基因作物种植比较多的国家。据美国农业部的数据，美国2009年转基因玉米种植面积为85%，转基因大豆种植面积为91%，转基因棉花为88%。可是，在美国，至今还没有对主粮小麦进行转基因的商业化种植。美国政府早在2001年就给美国的转基因主粮小麦(硬质红色春小麦)颁发了安全证书。在2004年美国政府准备批准转基因主粮小麦的商业化种植，但是，由于欧洲、日本和其他亚洲国家一直强烈反对转基因小麦，如果美国商业种植转基因小麦，那么这些国家的买家可能会从其他地区寻购小麦。迫于压力，孟山都公司2004年主动撤销了转基因小麦商业化种植的申请。

在加州，2009年有3个县对转基因作物进行了全民公决，决定禁止在自己的县里种植转基因作物。有一家美国企业在加州做药用转基因水稻的田间试验，因为当地农民反对，被迫转移到密苏里州。（2）俄罗斯：反基因专家当官

2006年年末，世界闻名的反食用转基因产品专家、俄罗斯生物学家伊丽娜・叶尔马科娃走马上任，当选为俄罗斯国家基因安全研究会副主席。2005年，伊丽娜・叶尔马科娃博士着手研究小白鼠在食用转基因食品后的健康状况，发现基因食品影响了小白鼠以及它们后代的健康。这一研究结果为转基因食品可能会对活体动物产生一定负面影响提供了有力的证据。每年，俄国家基因安全研究会都会发布很多关于转基因产品潜在危险的报告和论文，但一些西方的跨国公司却因目前还没有确切的研究证据，而对这些报告和论文表示置疑。（3）日本：禁止进口美国转基因大米

日本对转基因作物实行严格管理和慎重对待。根据“Angus Keid Group”发布的调查，82%的日本消费者对转基因作物持否定态度。2006年8月，日本禁止进口美国转基因大米。消费者对转基因作物的否定态度已开始影响日本的食品加工业。例如，几乎所有的酿酒商已开始停止使用转基因产品酿造啤酒；相当一部分生产传统日本食品如豆腐的公司开始使用非转基因原料，并标记上“没有使用转基因大豆”。

（4）印度：停止转基因茄子商业化

2010年2月，印度中止了世界第一批转基因茄子的推广，认为需要进行进一步研究才能在全国种植，以确保消费者的安全。此前，在相关政府委员会于2009年10月份批准转基因抗虫害茄子的商业化后，印度主要种植茄子的几个邦抗议不断。2010年2月6日，Uttarakhand邦第一个表态，称他们将禁止种植转基因作物。不久后，另外两个城邦Himachal Pradesh和Karnataka也作出相同决定。最后，环境部长Jairam Ramesh在2月9日表示，禁止商业种植转基因茄子，要求须先对其进行独立的安全测试，评估其对人类健康和环境的长期影响，并获得公众和专业人士的认可。

六．转基因食品的安全性

1.毒性问题.关于转基因食品的毒性问题，目前只有一些相关的实验报道，尚无人体的研究报告。苏格兰Rowlett研究院的Pitsaw博士曾声称培育出了带凝集素(Latin)基因的改良马铃薯，但是这种马铃薯能够破坏老鼠的肝脏和免疫系统。

2.过敏反应问题.在自然条件下存在许多过敏源。在基因工程中如果将控制过敏源形成red种子公司把巴西坚果中的2S清蛋白基因转入大豆，以使大豆的含硫氨基酸增加，结果对巴西果过敏的人就对转基因大豆产生了过敏反应。3.营养问题.一些研究人员认为，外来基因会以一种人们目前尚不甚了解的方式破坏食物中的营养成分，降低食品的营养价值，引起营养失衡。美国伦更毒性中心的实验报告指出，与一般大豆相比，耐除草剂的转基因大豆中，防癌的成分异黄酮减少了。

4.对抗生素的抵抗作用.抗生素抗性基因是目前转基因植物食品中常用的标记基因,但抗生素标记基因对人体的健康是否会造成不利的影响，例如是否会水平转移到肠道微生物或上皮细胞，从而降低抗生素在临床治疗中的有效性，一直受到人们的关注。

七.结论

虽然迄今为止我们还没有发现转基因食品安全性的问题，但并不表明它就是安全的，也许它的危害需要一定的时间才能反映出来，可能有一个从量变到质变的过程。一旦出了问题就很麻烦，因为它的遗传性可以影响几代。对于有可能出现的潜在风险，必须引起高度重视。所以转基因食品潜在性的安全问题不容我们忽视，所以我们要做好转基因食品安全性的检测，让消费者有知情权、选择权，确保我们人身健康。

八．【参考文献】

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第二篇：食品生物技术论文

食品生物技术

基因工程的应用进展与未来展望

摘要：食品生物技术具有悠远的发展历史，是伴随着人类社会由狩猎向农业、畜牧业转变出现的，在促进人类社会文明的发展方面有着非常重要的作用。食品生物技术已经渗透到食品工业的方方面面。食品生物技术是现代生物技术在食品领域中的应用，是指以现代生命科学的研究成果为基础，结合现代工程技术手段和其他学科的研究成果，用全新的方法和手段设计新型的食品和食品原料。21世纪的食品工业将是建立在现代食品生物技术和现代食品工程技术两大支柱上的一个全新的朝阳产业。

关键词：食品生物技术基因工程转基因食物食品工业应用安全前景展望

食品生物技术在食品工业中的应用首先是基因工程的应用，即以DNA重组技术或克隆技术为手段，实现动植物、微生物等的基因转移或DNA重组，以改良食品原料或食品微生物。基因工程技术在20世纪90年代开始在食品工业中应用，其标志是第一例重组DNA基因工程菌生产的凝乳酶在奶酪工业的应用。微生物源基因工程食品是最早的转基因食品，在1988年瑞士当局通过了重组DNA基因工程菌生产凝乳酶的安全性评价，允许在奶酪工业中使用。目前，转基因微生物主要生产用于食品加工的酶和食品添加剂。

从转基因食品的发展阶段来看，转基因食品的发展可以分为三类：

1.第一代转基因食品，是以增加农作物抗性和耐贮性的转基因植物源食品。

2.第二代的转基因食品是以改善食品的品质，增加食品的营养为主要特征。

3.第三阶段的转基因食品是以研究增加食品中的功能因子和增加食品的免疫功

能。

1基因工程的概念

基因工程是20世纪70年代初发展起来的一门新兴科学，由此而引发了当今世界各国所瞩目的生活技术。基因工程用人工的方法把不同生物的遗传物质（基因）分离出来，在体外进行剪切、拼接、重组，形成基因重组体，然后再把重组体引入宿主细胞或个体中以得到高效表达，最终获得人们所需要的基因产物。2基因工程的理论基础

2.1不同基因具有相同的物质基础

2.2基因是可切割和转移的。

2.3多肽与基因之间存在对应关系，并且有着相同的遗传密码。

2.4基因的遗传信息是可以遗传的。

3基因工程技术在食品行业中的应用

基因工程技术是现代生物技术的核心内容，即采用类似工程设计的方法，按照人类的特殊需要将具有遗传性的目的基因在离体条件下进行剪切、组合、拼接，再将人工重组的基因通过载体导入受体细胞，进行无性繁殖，并使目的基因在受体细胞中高速表达，产生出人类所需要的产品或组建成新的生物类型。

塑料作为四大包装材料之一，由于其质轻、强度好用量逐年递增。但由于用石油产品制成的传统塑料，其废弃物很难降解，造成白色污染。因此，可降解塑料成为当今的研究热点。目前PHB的生产成本依然太高，用细菌发酵生产PHB 的成本至少是化学合成聚乙烯的5 倍，这严重限制了PHB 在商业上的应用。为降低PHB 的生产成本，提高PHB 与传统塑料的市场竞争力，可向植物体内引入PHB 生物合成途径，以植物为表达载体，利用CO2 及光能合成PHB，是大规模

廉价生产PHB的一种很有前景的方法，用转基因植物来生产PHB是降低生产成本的较好选择。

在食品保藏、贮运方式上，利用基因工程可延长食物的贮藏期，改变传统的贮运方式。如通过转基因技术生产的延熟番茄，主要通过乙烯合成途径调控，抑制乙烯合成，从而达到延迟成熟、耐贮藏的目的。郑铁松[5]等报道，促进果实成熟和器官衰老是乙烯最主要的生理功能，在果实中乙烯生物合成的关键酶主要是ACC 合成酶和ACC 氧化酶，在果实成熟时这两种酶的活力明显增加，导致乙烯含量急剧增加，促进果实成熟。另据刘全永[6]报道，采用基因工程技术，使外源性基因导入马铃薯中，可赋予其特定的抗病性，从而大大提高了原材料的品质。基因工程技术在食品行业中的应用具体概括有以下几个方面：

3.1 利用基因工程改造食品微生物

3.2 利用基因工程改善动物食品原料的品质

3.3 利用基因工程改进食品生产工艺

3.4 改良食品风味

3.5 利用基因工程生产食品添加剂及功能性食品基因工程的历史发展概况

4.1 基因工程的前期准备阶段1944年，美国

微生物学家Avery等通过细菌转化研究证明DNA是基因载体，明确了基

因的分子载体是DNA而不是蛋白质，即遗传的物质基础。

4.2 基因工程的诞生1972年，Berg

等首次用限制性内切酶EcoR I切割病毒SV40DNA和噬菌体DNA，经过

连接，组成重组DNA分子。1980年人们首次通过显微镜注射培育出世

界第一个转基因动物—转基因小鼠，1983年美国和法国的科学家在世

界上第一次进行了抗除草剂转基因烟草的田间实验。

4.3 基因工程的迅速发展阶段

近20年是基因工程迅速发展的阶段，在基因工程基础研究方面，开发

了大量的基因操作技术，开发了许多共供转化原核生物和动物、植物细

胞载体，并获得了大量转基因生物。在农业上，基因工程发展速度势头

强劲。据估计，2000年全球转基因作物种植面积由1996年的170万hm2，增加到4420万hm2，增加了25倍之多。基因工程基本技术

5.1 目的基因获得与序列分析

5.1.1 目的基因的定义与结构

5.1.2 目的基因的制备方法

5.1.3 目的基因的分离策略

5.1.4 DNA序列测定

5.2 目的基因与载体的连接（重组与克隆）

5.2.1 亚克隆

5.2.2 黏性末端连接

5.2.3平端连接

5.2.4 同聚物加尾连接

5.2.5 人工接头连接

5.3 重组DNA向受体的转化

5.3.1 转化反应

5.3.2 磷酸钙沉淀法

5.3.3 体外包装转染法

5.3.4 共转化

5.3.5 电转化法

5.3.6 基因枪法

5.3.7 微注射技术法

5.3.8 脂质体导入法

5.3.9 转化酵母菌

5.4 植物细胞转化技术

5.4.1 重组DNA载体转化法

5.4.2 植物细胞外源基因的直接转化法

5.5 重组体的筛选与外源基因的鉴定

5.5.1 重组体的筛选

5.5.2 重组体的鉴定

5.6 反义基因技术

5.7 RNA沉默技术现代生物技术食品安全

自从发现遗传物质DNA的双螺旋结构，现代分子生物学的研究进入了

一个崭新的时代。20世纪60年代末斯坦福大学教授Berg尝试用来自细菌的一段DNA与猴子病毒SV40的DNA连接起来，获得世界第一例重组DNA。但这项研究受到其他科学家的质疑，因为SV40病毒是一种小型动物的肿瘤病毒，可以将人类的细胞培养装化为类肿瘤细胞。如果研究中的一些材料扩散到环境中将对人类造成巨大的灾难。

1990年召开的第一届FAO/WHO专家咨询会议在安全性评价方面迈出

了第一步，认为传统的食品安全性评价毒理学方法已不再适用于转基因食品。1993年经济发展合作组织召开了转基因食品安全会议，会议提出了《现代转基因食品安全性评价：概念与原则》的报告，报告中的“实质等同性原则”得到了世界各国的认同。

虽然生物技术食品代表着未来食品的发展方向，但其任然存在一定的潜在性风险，目前世界各国已经达成共识：建立科学合理的安全评价技术体系，加强生物技术食品的安全管理，积极促进生物技术在农业和食品领域的发展，使生物技术可以更好地为人类服务。

7我国在农业转基因生物安全管理上建立的五大体系

7.1 法规体系

7.2 安全评价体系

7.3 技术检测体系

7.4 监测体系

7.5 标准体系

我国对农业转基因生物及其产品的食用安全性评价是依据CAC的指导原则，以“实质等同性原则”为基本原则，结合个案分析原则，分阶段管理原则，逐步完善原则，预防为主原则等制定的。我国的转基因技术研究尽管起步晚，但是由于受到有关部门的高度重视，发展速度非常快，在某些领域已进入世界先进行列。1993年我国的抗虫草的烟草进入了大田试验阶段，2000年我国抗虫转基因棉花的种植面积超过了36.7万hm2。转基因食品在不知不觉间已经变得与我们的生活密切相关。也越来越认识到加强转基因生物安全管理的重要性。

8前景展望

随着人们生活水平的提高和消费观念的改变，人们更关注食品的内在营养和食品的卫生安全，同时提倡绿色消费，这就对食品生产提出了更高的要求。现代生物技术在食品领域所起的作用是传统技术无法比拟的，它在食品工业中的地位越来越重要。目前，现代生物技术在食品领域的应用涉及到基因工程、细胞工程、酶工程和微生物(发酵)工程等当今公认的四大生物技术体系。重点开发的几个领域为：开发新酶品种以及酶的固定化和细胞工业化应用；加强高产菌株和耐特殊环境微生物的遗传育种；用生物法代替化学合成生产食品添加剂；综合利用技术，进行原料的深度加工，采用清洁闭路生产工艺，将废弃物资源化，达到节粮、节能、减少污染的目的；工业化生产中生物技术产物的分离提取水平低一直是阻碍产业发展的“瓶颈”问题，因此，生物技术产品的大规模生产及高收率的提取技术是今后发展的重要方面；研究开发多功能、多指标的生物传感器，有效监控生产过程，利用生物技术建立高特异性、高灵敏度、快速简便的食品卫生检测方法是确保食品安全的重要手段。结束语

现代生物技术在食品工业中的应用越来越广泛，它不仅用来制造某些特殊风味的食品；还用于改进食品加工工艺和提供新的食品资源。食品生物技术已成为食品工业的支柱，是未来发展最快的食品工业技术之一，具有广阔的发展前景和美好的未来。

现代食品生物技术为人类解决食品短缺和环境的农药带来了希望，同时用这些技术生产的食品是否存在安全性方面的问题，也是一直受到人们的广泛关注，特别是用转基因技术生产的食品，热部门从得到第一例重组DNA细菌开始，人们就意识到如果不对生物技术进行管理，生物技术带给人类的将不仅是利益，而且还会有灾难，为此，各国政府分别制定了对生物技术管理的政策法规，国际组织也纷纷加入到这个行列来。所以说，我们应该正确的认识生物技术的利与弊，使生物技术很好的为人类服务。

第三篇：食品生物技术综述论文汇总

浅谈生物技术在食品工业中的应用及展望

【摘要】近年来，随着现代生物技术突飞猛进的发展，生物技术在食品工业中的应用日益广泛和深入，特别是基因工程技术、蛋白质工程、酶工程技术、发酵工程技术等现代生物技术，它的发展对于解决食物短缺，缓解人口增长带来的压力，丰富食品种类，满足不同消费需求，开发新型功能性食品具有重要的贡献。现以基因工程为主要内容，分析生物技术在食品工业中的应用。

【关键词】生物技术，食品工业，应用，展望

一、前言

生物技术是以生命科学为基础，利用生物的特性和功能，设计构建具有预期性状的新物种或新品系，以及与工程原理和技术相结合进行社会生产或为社会服务的结合性科学技术。它涵盖了基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程等学科,是研究生物学、医学、农业与食品科学的基础工具，广泛应用于医药、农业、食品、化工、环境保护等各个行业。生物技术是当今迅速发展的高新技术领域，是21世纪最具有发展潜力的新兴产业之一。随着科学技术与经济的发展，工业食品在人们生活中的重要性越来越突出，而生物技术这项高新技术的发展为食品工业的技术进步注入了新的血液。

二、生物技术在食品工业中的应用

(一)食品原料改良,提高食品的营养价值

利用基因工程、细胞工程改造动物、植物、微生物资源向人类提供各种转基因食品和食品添加剂,一方面提高了农作物产量、改善农作物抗虫、抗病、抗除草剂和抗寒能力,另一方面使食品的营养价值、风味品质得到改善,食品储藏和保存时间有所延长。我国利用基因工程技术培育的转基因抗病番茄、抗病甜椒,目前累计种植3,000多亩,耐贮番茄在室温下储藏56天,好果率达70%以上。

采用常规的诱变、杂交方法与细胞融合、基因工程技术结合进行菌种改造和采用基因工程和蛋白质工程技术构建“基因工程菌”,改良食品微生物的生产性能。生物技术已应用于啤酒酵母的改造,如将a-乙酰乳酸脱羧酶基因克隆到啤酒酵母中进行表达,可降低啤酒双乙酰含量而改善啤酒风味,选育出分解b-葡萄糖和糊精的啤酒酵母,能够明显提高麦芽汁的分解率并改善啤酒质量;构建具有优良嗜杀其它菌类活性的嗜杀啤酒酵母已成为纯种发酵的重要措施。

（二）新型保健食品和食品添加剂的应用

1、在各种食品添加剂生产中的应用

随着科学和经济的发展，生物催化技术在发酵调味品和发酵食品的生产中发挥着越来越大的作用。食品添加剂在现代食品工业中占有重要的位置，不仅保证了食品的色、香、味、外形、新鲜度，延长了保质期，同时也改善了食品品质，提高了加工效率等。利用生物技术能够生产多种食品添加剂。如：抗氧化剂(VC、异VC钠、VE)、增稠剂(黄原胶)、鲜味剂(味精、I＋G、5－鸟苷酸)、甜味剂(阿斯巴甜、风味修饰蛋白(TMR）、果葡糖浆等)、色素(红曲色素、类胡萝卜素等)、木糖醇、肌醇等。生物技术在肉类香精中的应用主要体现在：酶技术被应用于肉蛋白质的水解中，产生高质量的肉蛋白酶水解物，进而生产出肉味更逼真、强度更高的天然肉类香精。微生物与酶已被证实在食品风味剂生产中有着不可替代的影响，同样，从改善食品风味的目的出发，外加风味酶处理也逐渐受到人们的重视。

2、在保健食品的功能性基料生产中的应用

功能性保健食品的兴起是食品工业新发展，食品的功能研究与基料的开发是21世纪的重大课题。目前开发的有酶法生产低聚糖、糖醇、多价不饱和脂肪酸、肽类，基因工程生产乳酸菌类如双歧杆菌、德氏乳杆菌等，发酵法生产细菌的糖如葡聚糖及真菌多糖等。此外，还有V-亚麻酸、花生四烯酸、单细胞蛋白等。

（三）生物技术在食品发酵工程的应用

发酵工程是将微生物学、生物化学和化学工程学的基本原理有机的结合起来，是一门利用微生物的生长和代谢活动来生产各种有用物质的工程技术。目前，生物技术已广泛应用于微生物菌种的改造和构建。其中在食品发酵中比较典型的就是对啤酒酵母的改造。Henderson等以质粒pEⅡ13∶1和pEHBⅡ作为载体，筛选出了具有分解葡聚糖和糊精的啤酒酵母，这种酵母能够明显提高麦汁的分解率并改善啤酒质量。由于生物技术育种具有较强的定向性，新的酵母会不断被开发出来。

当然，具有特定功能的微生物发酵工业也将是生物技术首先改造的领域，通过生物技术筛选出了生产抗菌多肽(如链菌肽)、组织改良酶(如丙氨酸转胺酶)的微生物。这些技术的成熟、发展及其研究范畴的扩大，无疑对食品保鲜和新型食品形态的开发产生积极的影响。通过生物技术进行特定功能食品酶制剂的开发也呈现出良好的发展趋势。大部分工业酶的生产都依靠微生物的代谢进行，酶作为一种特殊的蛋白质，理论上都能在工程菌的DNA上找到对应的核苷酸序列。同时，由于微生物的DNA序列相对高等生物来说结构简单，功能区域容易分析。因此，更易于进行基因工程改造。

目前，除了可以利用生物技术对传统的工业酶如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、糖化酶以及植酸酶进行改造，以提高其酶活性之外，通过生物技术定向改造的以前自然界所没有的新型酶制剂也被开发出来。近年来广泛研究了细菌发酵生产酒精以期得到耐高温、耐酒精的新菌种。例如，日本从土壤中分离得到一株酒精生产菌（TB-22），它能利用稻草，废木材和纤维素生产酒精。味精生产线广泛采用双酶法糖化发酵工艺取代传统的酸法水解工艺可提高原料利用率10%左右。在鲜牛奶生产酸性饮料工艺中，运用加入添加剂和。高压均质乳化的方法解决了酪蛋白 在酸性条件下产生沉淀分离的技术问题，为牛乳深加工创出一条新路，以上等等方面，无不为我们展示了发酵技术在食品科学中的诱人前景。1在食品发酵工业中的应用

（四）在食品资源改造中的应用

应用现代生物技术，特别是对DNA进行操作，将DNA从一个生物转化至另一个生物(重组DNA技术)，这样可以将任何生物的性状转移到植物、动物和微生物中。这项技术现已用于改造或转化当今用作食品的植物、动物和微生物。与此同时，人们采用细胞生物学的方法，建立了细胞融合技术和动物、植物细胞大量控制性培养技术，按照预定的设计改造遗传物质和进行细胞培养。基因工程和细胞工程技术的应用，一方面提高了农作物产量和改善农作物的抗虫、抗病、抗除草剂和抗寒等能力；另一方面，使食品的营养价值、风味品质得到改善，食品储藏和保存时间得以延长。

利用基因工程技术，不但可以成倍地提高酶的活力，而且还可以将生物酶基因克隆到微生物中，构建生物工程菌来生产酶。例如，在奶酪工业中需要大量的凝乳酶，传统来源是从小牛的皱胃液中提取，随着干酪工业的发展，全世界每年大约要宰杀5000万头小牛，造成酶成本不断提高。现将小牛凝乳酶基因导入酵母或大肠杆菌中，构建基因工程菌，并已实现了工业化生产，为奶酪工业提供了廉价而充足的凝乳酶。据1995年统计，已有50％的工业用酶是用转基因微生物生产的。

（五）在食品分析检测中的应用

利用酶工程的固定化技术，制成酶电极、酶试纸等，可以快速、简便地测定食品中的化学成分，包括葡萄糖、蔗糖、果糖、乳糖、酒精、谷氨酸等。值得一提的是作为食品安全卫士的农药残留速测仪所用的关键试剂——高活性酶已开发成功，并已在果蔬农药残留的快速检测中推广应用。可适用于叶菜、豆芽、瓜、果等，可检测有机磷类和氨基甲酸酯两大类，几十种剧毒、高毒农药。利用基因工程的DNA指纹技术鉴定食品原料和最终产品是否掺假，检测谷物、坚果、牛奶中所含的微量毒素如黄曲霉素等。利用核酸聚合酶连锁反应(PCR)技术可以迅速扩增DNA和RNA片断，使其达到能够检测出的数量，可用于检测食品中微量的细菌或病毒的污染等。

现代生物技术在食品包装上的应用主要是制造一种有利于食品保质的环境,如葡萄糖氧化酶能除O2,延长食品的保鲜期,保持食品色、香、味的稳定性,被应用于茶叶、冰淇淋、奶粉、罐头等产品的除氧包装;溶菌酶能消除有害微物生的繁殖,而让某些有益菌得以繁殖,被广泛应用于清酒、乳制品、水产品、香肠、奶油、生面条等食品中以延长保鲜期。利用生物技术制造有特殊功能的包装材料如包装纸、包装膜中加入生物酶,使其具有抗氧化、杀菌、延长食品反应速度等。利用生物技术改变食物贮藏方式和贮藏期,如利用基因工程技术生产耐贮番茄等,延长货架期。

（六）在食品包装中的应用

现代食品工业的发展和人们生活及生产模式的变化，用已有的包装技术很难满足人们对包装的要求。曾有很多专家呼吁用生物技术来改造我们的食品工业和包装工业。实际上，专家们所谈到的生物技术就是指现代生物技术。现代生物技术中最有望用于食品包装领域的可能是酶工程生物酶在食品包装上的应用主要是制造一种有利于食品保质的环境。它主要根据不同食品所含酶的种类来选用不同的生物酶，使食品所含不利于食品保质的酶受到抑制或降低其反应速度，最终增长食品的货架寿命。

可用于食品包装的生物酶种类很多，主要是葡萄糖氧化酶和细胞壁溶菌酶。葡萄糖氧化酶对食品有多种作用，在食品保鲜及包装中起的最大作用是除氧，可以延长食品的保鲜保质期。细胞壁溶解酶的最大特点是抑制某些微生物的繁殖，促进某些有益细菌繁殖，在食品包装上更多的是用作防腐。例如：细胞壁溶解酶中的卵清溶菌酶就被用作代替有害人体健康的化学防腐剂，对食物进行保鲜贮藏。利用生物技术还可生产生物可降解的食品包装材料,建立食品的质量检测方法,处理食品工业废水等,如用固定化酶技术制备酶电极、酶试纸,可以快速简便地检测食品中的化学成分。利用基因工程的DNA指纹技术可以鉴定食品原料和终端产品是否掺假,检测谷物、坚果、牛奶中是否含有微量毒素;利用PCR技术可迅速检测是否为转基因食品,利用生物转化、厌氧发酵等方法处理食品工业废水,使BOD、COD大大降低,达标排放。

三、生物技术在食品工业中的展望

生物技术是一门新兴的高新技术，它的迅猛发展必将影响到科技、工业、农业、医药、食品等诸多领域，它将有助于解决能源、粮食、疾病和环境污染等一系列全球性的重大问题，给全人类带来难以估量的经济效益。生物技术已深入到食品工业的各个环节，对食品工业的发展发挥越来越重要的作用。因此，生物技术必将成为新世纪的主要技术，它的发展必将给人们带来更丰富，更有利于健康，更富有营养的食品，并带动食品工业发生革命性变化。

（一）大力开发食品添加剂新品种

根据国际上对食品添加剂的要求，一是用生物法代替化学法合成的食品添加剂，迫切需要开发的有保鲜剂、香精香料、防腐剂、天然色素；二是大力开发功能性食品添加剂，如具有免疫调节，延缓衰老，抗疲劳，耐缺氧，抗辐射，调节血脂，调节肠胃功能性组分。

（二）发展微生物的保健食品

利用微生物生产食品具有独特的特点，繁殖过程快，在一定条件下可大规模生产，要求营养物质简单。如酱油、食醋、酒与双歧杆菌料、酵母片剂、发酵乳制品等微生物医疗保健品一样，有着巨大的发展潜力.食用菌不仅营养丰富，还含有许多保健品功能成分，应大力发展食用菌保健食品.（三）新生物资源的开发及利用

新生物资源包括一些未开发的植物、动物及微生物等，对中国而言，传统中药材是一个宝库，很多中药本身就是食品，这方面日本已十分先进，尤其是确定重要的品种规范，种植规范，成份的稳定性以及动物临床试验的验证，以制造出能够被世界广泛接受的功能食品.另外，海洋生物尤其是海洋藻类也是一个十分重要的生物资源。研究表明，大部分微藻含有生物活性物质，并且可安全食用。中国可使用的生物资源十分丰富，其中很多品种尚未开发，而其中一部分还具有十分优良的遗传特性..如果采用现代生物技术，相信中国食品工业尤其是功能食品工业会有长足的发展，并在世界食品工业占据重要地位。

21世纪的食品工业将是一个继续快速发展的行业，随着现代生物技术的进一步发展和应用，食品行业发生变革是必然的趋势。21世纪将是生物技术的光辉世纪，食品工业将成为现代生物技术应用最广阔、最活跃、最富有挑战性的领域，随着现代生物技术在食品领域的广泛应用，食品工业将不再是传统农业食品的概念，工业食品将在人们日常生活中占据重要的地位。我们要充分利用世界生物技术迅猛的锲机，重视食品生物技术的研究，利用现代生物技术，促进我国食品工业的改革，实现我国食品工业的健康有序地发展。

参考文献：

[1]张洪.现代生物技术在食品工业的应用[J].福建轻纺,1997,(8):1-3.[2]王嘉祥.生物技术在食品工业中的应用现状与前景展望[J].食品科学,2006, 27(11):605-608.[3]许新德,徐尔尼,高荫榆.生物技术在食品领域中的应用[J].食品工业科技, 1999,20(4):68-70.[4] Henderson R C, et al.Distribution of mosaicism in human placentae [J].Current Genetics,1985,(9):113.[5] 王树庆.利用基因工程构建优良啤酒酵母菌种[J].四川食品与发酵,1999,(1):11-13.[6] 冉艳红,彭志英,于淑娟.生物技术在食品资源开发中应用进展[J].广州食品工业科技,2002,18(2):56-59.食品生物技术 综述论文

题目：浅谈生物技术在食品工业中的应用及展望 院系：食品科学与工程学院 专业：油脂加工工艺学 班级：食品093 姓名：梅霄 学号：090107609 指导老师：汪老师

2012年6月3号

第四篇：研究生课程-食品生物技术教学大纲

教学大纲

课程名称：食品生物技术

英文名称：Food Biotechnology

学分数：2学时数：36

教学要求及目的：

本课程的教学由课堂讲授（包括教师的综合报告、学生的专题研讨等）以及课外作业和课内辅导等多种形式构成，通过教学互动以促进教学相长。要求学生关注本学科的发展现状、前沿动态及相关领域的发展趋势，通过教材、参考资料、文献等的课前预习和阅读，熟悉和掌握本学科的基本理论、基础知识，并且通过对基本原理、常用技术手段的理解和融会贯通，在认识问题、分析问题、解决问题的综合技能的培养和锻炼上得到全面提升。课程主要内容：

对现代生物技术四大支柱—发酵工程、遗传工程、细胞工程、酶工程在食品生产过程中的主要应用情况进行概略说明，针对食品学科各类专业领域不同发展需要，分别通过几类有代表性的生物技术方法在单细胞蛋白、活性多肽、不饱和脂类、植物多糖、维生素、酶制剂以及发酵食品、发酵饮料、功能性食品等各类食品及添加剂的制造与加工过程中的具体应用事例，阐明合理的生产设备配套和生产手段的实施与食品生产工艺最优化、食品生产技术进步的相互关系，力求从工程学的角度研究生物技术在食品工业应用过程中的固有规律性和进行经济性评价，从而进一步认识和理解生物技术及生物工程在食品产业发展中的重要作用。本课程适合于食品工程、生物化工、生物技术、环境工程等相关专业的研究生教学。

主要参考文献：

1.罗云波主编，《食品生物技术导论》，北京：中国农业大学出版社, 2002；

2.郑建仙主编，《功能性食品生物技术》，北京：中国轻工业出版社, 2004；

3.童裳亮编著，《海洋生物技术》，北京：海洋出版社, 2003；

4.彭志英等，《食品生物技术》，北京：中国轻工业出版社，1999；

5.梁世中，《生物工程设备》，北京：中国轻工业出版社，2002；

教学单元（含学生讲演讨论内容）：

单元1：绪论及讲座

单元2：讲座及讨论：生物技术在食品生产中的主要应用 谢王俊

单元3：讲座及讨论：单细胞蛋白生产技术及其设备、工艺以及经济性评价 李文芳 单元4：讲座及讨论：酶制剂生产技术及其设备、工艺以及经济性评价 陈喆 单元5：讲座及讨论：活性多肽生产技术及其设备、工艺以及经济性评价 姚林峰 单元6：讲座及讨论：不饱和脂类生产技术及其设备、工艺以及经济性评价 张晓宁 单元7：讲座及讨论：植物多糖生产技术及其设备、工艺以及经济性评价 张岩 单元8：讲座及讨论：维生素生产技术及其设备、工艺以及经济性评价 陈文林 单元9：讲座及讨论：发酵食品生产技术及其设备、工艺以及经济性评价 吴发萍 单元10：讲座及讨论：发酵饮料生产技术及其设备、工艺以及经济性评价 马伟玲 单元11：讲座及讨论：功能性食品生产技术及其设备、工艺以及经济性评价 罗颂 单元12：讲座及讨论：新资源性食品生产技术及其设备、工艺以及经济性评价 胡洋 单元13：讲座及讨论：生物技术在食品检验分析中的主要应用以及经济性评价 罗芳

第五篇：农业生物技术课程论文

农业生物技术课程论文

题 目：_植物耐盐相关基因克隆与基因工程的研究进展

院（系）： 专业： 班级： 姓名： 学号： 成绩： 完成日期：

2011-6-10

农学院

植物耐盐相关基因克隆与基因工程的研究进展

摘要：随着分子生物学技术的不断发展，植物耐盐基因工程已经成为当前研究的热点．植物基因工程为耐盐新品种选育提供新的途径．很多耐盐相关基因相继被克隆和研究，包括离子调节关键基因、渗透调节物质合的关键基因、氧化胁迫调节关键基因、盐胁迫信号传导途径相关基因以及相关调控元件和因子，部分成功应用于植物育种研究．

关键词：耐盐性、基因克隆、基因工程、土壤盐渍化、耐盐基因

随着全球水资源危机以及土壤盐化问题的加剧，盐胁迫已经成为影响植物生长、导致粮食和经济作物减产的主要限制因素。目前，世界盐渍土面积约１０亿ｈｍ２；中国盐渍土面积约３４６０万ｈｍ２，盐碱化耕地７６０万ｈｍ２，其中原生、次生盐化型和各种碱化型分布分别占总面积的５２％、４０％和８％。对于盐渍化土壤的利用主要采取两种措施，一是用化学或物理方法改造土壤；二是通过生物技术培育耐盐作物品种。前者不仅耗资巨大，且随着大量化学物质的加入加重了土壤的次生盐渍化，因此培育耐盐的作物品种就日益重要。国内外学者研究了盐分对植物的伤害、植物耐盐的机理，克隆了一些耐盐相关基因，并通过耐盐相关基因转化，获得了一些耐盐性提高的转基因植物，展示了诱人的前景。本文从植物耐盐的机理、耐盐相关基因的克隆及转耐进行了展望。

1、植物耐盐的机理

盐分对植物胁迫分为渗透胁迫、离子伤害、离子不平衡或营养缺乏三类，渗透胁迫和离子伤害目前被认为是对植物危害的两个主要过程。植物的耐盐性环境下的少数耐盐植物进化出特殊器官泌盐和稀盐，如海滩的红树和碱蓬属植物。对多数植物来说，则是生理耐盐。盐胁迫下渗透机制的调节在盐胁迫下，由于外界渗透压较低，植物吸收水分困难，细胞会发生水分亏缺现象。植物为了避免这种伤害，会主动积累一些可溶性物质，降低细胞的渗透势，从而使水分顺利地进入植物体内，保证植物正常生理活动的进行。渗透调节分为无机渗透调节和有机渗透调节。参与无机渗透调节的离子主要是Ｎａ＋、Ｋ＋、ｃａ２＋和ｃｌ。赵可夫等研究发现盐生植物的无机渗透剂以Ｎａ＋、Ｋ＋和ｃｌ为主，而非盐生植物高梁、芦苇等主要以Ｋ＋和有机渗透物质为主。说明盐生植物和非盐生植物在渗透调节物质方面的不同。植物在逆境中会主动积累一些有机渗透物质，其中小分子化合物有如下几类：第一类是多元醇，如甘如蔗糖、海藻糖等；第三类是氨基酸及其衍生物，如脯氨酸、甘氨酸、甜菜碱等。这些物质对细胞无毒，对代谢过程无抑制作用，它们的积累在一定范围内可以维持盐胁迫下细胞的正常膨压和代谢功能。这些保护渗透物质在植物抗盐研究中已越来越受重视。

盐胁迫改变代谢途径在盐胁迫下，一些盐生植物能够通过改变其自身的代谢途径而适应高盐度的生存环境。一些肉质植物，如豆瓣绿属植物、马齿苋科植物以及禾本科植物冰草等，在盐渍或水分胁迫下可以改变光合碳同化途径，途径变为ＣＡＭ途径。ＣＡＭ植物在夜间开放气孔进行C0２吸收和固定，白天气孔关闭减少蒸腾量。这种转变的机理，赵可夫等认为主要是Ｃｌ活化了细胞中的ＲｕＢＰ羧化酶所导致的。并通过测量Ｃ０２固定和ＰＥＰ羧化酶活性证实光合作用转变是受盐诱导目前获得的一些转基因植物耐盐性虽有提高，但这只是相对于对照植株而言的，转入均是单个基因或相关的两个基因，并没有得到生产大田能利用的抗盐植株。目前比较一致的观点是：植物的耐盐性是多种生理性状的综合表现，是由位于不同染色体上的多个基因控制的，因此培育有实践意义的转基因植物可能需要同时转入多个基因。植物耐盐基因工程的工具基因植物作为固着生物，为了适应变化的环境就必须对胁迫产生快速应答，盐胁迫也不例外。植物耐盐应答机制主要包括生理和分子细胞两个水平，以下根据不同耐盐机制对相关基因进行分类介绍。１．１离子调节相关基因

Ｎａ＋是盐渍土壤中主要的有害离子，在植物体中过量积累会破坏细胞膜结构、使膜选择性丧失、降低胞质酶活性、阻碍光合作用和代谢过程，引发离子胁迫。植物要在高盐环境下维持正常生长发育．降低胞质Ｎａ＋浓度是关键，为此植物细胞采取了限制Ｎａ＋内流、增加Ｎａ＋外排、Ｎａ＋区隔化等策略。高等植物中Ｎａ＋外排主要依赖于质膜Ｎａ＋／Ｈ＋反向转运蛋白，而植物囊泡中Ｎａ＋区隔化则通过液泡膜Ｎａ＋／Ｈ＋反向转运蛋白来实现。ＧａｘｉｏｌａＲＡ等人首先在拟南芥中克隆了编码液泡膜Ｎａ＋／Ｈ＋反向转运蛋白的ＡｔＮＨＸｌ基因。Ａｐｓｅ等人在拟南芥中超量表达ＡｔＮＨＸｌ基因提高了植株的耐盐性，并对番茄和油菜进行转化，得到了可在２００ｍＭＮａＣｌ条件下正常生长结实的转基因植株，获得了世界第一批真正意义上的耐盐作物。此后又分离了多种高等植物ＮＨＸｌ基因．ＣｈｅｎＬ Ｈ等人将ＡtＮＨＸｌ基因导人养麦，获得了可在２００ｍＭＮａＣＩ条件下生长开花且主要营养成分未受影响的转基因植株，此时野生型植株已无法正常生长。Ｎａ＋大量涌人还会破坏细胞内离子平衡，引发营养胁迫。但是质膜上没有Ｎａ＋特异转运蛋白，认为Ｎａ＋吸收是通过高亲和性及低亲和性Ｋ＋转运系统完成的，而Ｋ＋又在酶活性调节、蛋白质合成、渗透调节等生理过程中具有重要作用，可见保持胞质Ｋ＋浓度、维持Ｎａ＋／Ｚ＋比率不仅是植物生长也是抗盐的关键。ＨＫＴ类蛋白既可作为高亲和Ｋ＋转运体，又可作为Ｎａ＋转运体，也可能具有双重功能但选择性不同，认为ＨＫＴ蛋白在植物抗盐过程中发挥作用。ＳｃｈａｃｈｔｍａｎＤＰ等人率先克隆了小麦ＨＫＴＩ基因。此后克隆了多个植物ＨＫＴ蛋白同源基因。Ｒｅｎ等人从水稻中分离的编码ＨＫＴ型转运蛋白的ＳＫＣｌ基因，具有选择性转运Ｎａ＋的功能，有助于维持高盐条件下枝条中高Ｋ＋含量，促进植物生长。

ｌ.2 高盐环境下，外界渗透势较低会导致植物细胞水分亏缺，即产生渗透胁迫。为了抵御渗透胁迫，植物将积累小分子（糖醇、氨基酸、胺类化合物等）和大分子（水通道蛋白、保护性蛋白、渗调蛋白等）渗透保护物质，认为利用合成渗透保护物质的基因转化植物可以提高耐盐性。甘露糖醇一１一磷酸脱氢酶是甘露糖醇代谢途径中的关键酶，催化果糖合成甘露糖醇的反应。用大肠杆菌中编码甘露糖醇一卜磷酸脱氢酶的ｍｔｌＤ基因转化毛白杨得到的转化株可在７５ｍＭＮａＣＩ条件下生长，而野生株生长受到抑制。甘氨酸甜菜碱在植物细胞中积累可以增强植物耐盐性。其合成过程涉及胆碱单加氧酶和甜菜碱醛脱氢酶两个关键酶。目前大麦、水稻、菠菜、山菠菜和甜菜中的甜菜碱醛脱氢酶基因都已经被克隆。ＳｈｉｒａｓａｗａＫ等人使水稻超量表达菠菜ＣＭＯ基因，转化株甘氨酸甜菜碱含量较野生型提高９倍，可在１５０ｍＭＮａＣＩ条件下生长。ＫｕｍａｒＳ等人通过质体转化法使甜菜碱醛脱氢酶基因在胡萝卜中表达获得了可在４００ｍＭＮａＣｌ条件下生长的转基因植株，此时野生型植株已经无法存活，这是目前已知转基因植物所能耐受的最高盐浓度。ＬＥＡ蛋白能够在种子成熟干燥过程或渗透胁迫条件下保护细胞免受低水势损伤，ＬＥＡ基因是第一个鉴定到的在种子成熟和发育阶段表达的基因。ＨａｎＬＭ等人利用小麦ＬＥＡ蛋白编码基因Ｔ４——ＬＥＡｌ转化得到的丹参能够在１％ＮａＣｌ胁迫条件下生长。１．３氧化调节相关基因

离子胁迫和渗透胁迫是高盐毒害的两个主要方面，它们还会诱发次级氧化胁迫，即产生活性氧自由基、破坏膜和酶系统。过氧化物酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、维生素Ｅ、还原型谷胱甘肽、抗坏血酸还原酶等可作为植物体内保护酶系统协调作用清除膜脂过氧化产生的活性氧类物质，保护膜及细胞内酶系统不受破坏，利用相应编码基因对植物进行转化使抗氧化剂高水平积累可以有效提高耐盐性。ＧａｏＸ等人用２００ｍＭＮａＣｌ处理超量表达ｓＤＤ２基因的转基因和野生型拟南芥，二者发芽率均下降，但转化株发芽率下降水平仅为野生株的１／１０～１／３。表达水稻脱氢抗坏血酸还原酶基因的拟南芥能够在１００ｍＭＮａＣＩ条件下发芽，而此时野生株萌发受到抑制，证实增强植物脱氢抗坏血酸还原酶活性、提高总抗坏血酸盐含量可显著增强植物耐盐性。

１．4调控耐盐基因表达的转录因子

乙烯应答元件是植物中重要的特异转录因子，可以与乙烯应答ＧＣＣ盒和干旱应答元件发生互作。用编码乙烯应答因子型转录因子的大麦根富集因子基因转化拟南芥，对转化植株进行高盐处理后种子和根仍可正常萌发生长，表明大麦根富集因子基因对植物盐胁迫应答具有调控作用Ｃ２Ｈｚ型锌指蛋白是真核生物基因组中最丰富的锌指蛋白，其ＥＡＲ阻遏物结构域在植物非生物胁迫应答调节中具有重要作用。Ｃｉｆｔｃｉ ＹｉｌｍａｚＳ等人用Ｚａｔ７转化拟南芥，得到了可在１５０ｍＭＮａＣＩ条件下生长的转化植株，ＮａＣｌ浓度为１００ｍＭ时，野生型植株和ＥＡＲ结构域缺失或发生改变的突变植株就已经无法存活。近几年来，科学家们研究发现了一系列逆境胁迫相关基因，目前多个植物耐盐相关基因已被克隆而且这些基因与植物耐盐性状的关系也得到初步确认。小分子渗透调节物质合成相关基因克隆及基因工程

在盐胁迫下，由于外界渗透势较低，植物细胞会发生水分亏缺现象，即渗透胁迫。植物为了避免这种伤害，在逆境情况下必须产生一种适应机制，多数植物能够通过积累大量的代谢物质如糖类（果糖、蔗糖、海藻糖等）、氨基酸（脯氨酸）等来调节植物细胞内渗透压与外界平衡，降低体细胞水势，保持膨压。维持高的细胞质渗透压，保证细胞的正常生理功能。Ｂｒａｙ认为脯氨酸、甜菜碱等小分子有机物的大量积累不会破坏其它生物大分子的结构和功能，同时表现出良好的亲和性，也具有较强的渗透调节作用，是理想的渗透物质。

2．1 甜菜碱

甜菜碱是一类铵化合物，化学名称为Ｎ一甲基代氨基酸。植物中的甜菜碱有１２种，最简单的、研究最多的甘氨酸甜菜碱。许多高等植物，尤其是藜科和禾本科穰物，在受到盐胁迫时积累大量甜菜碱，其积累水平与植物抗胁迫能力成正比。其生物合成是从胆碱开始经２步氧化生成的。首先在胆碱加单氧酶的催化下，胆碱合成甜菜碱醛，然后，甜菜碱醛在甜菜碱醛脱氲酶催化下形成甜菜碱。胆碱单加氧酶、甜菜碱醛脱氲酶两种酶都存在于叶绿体基质中，其活性受盐胁迫诱导。盐碱胁迫能使甜菜碱醛脱氲酶活性显著增加，并且与甜菜碱的积累具有相关性，但这方面的研究多限于幼苗或成熟植株以及胁迫诱导下植物体内甜菜碱含量及甜菜碱醛脱氲酶活性的动态变化。Ｍｅｎｇ等从苋中，克隆了胆碱单加氧酶基因全长ｃＤＮＡ，为一个编码４４２个氨基酸的多肽，通过ＤＮＡ印迹分柝该基因在基因组中为单拷贝，受予旱和盐胁迫诱导。甜菜碱醛脱氲酶是一个６０ｋＤ的多肽二聚体，主要集中在菠菜和甜菜叶绿体基质中。ＭｃＣｕｅ等在对甜菜进行的研究中克隆了３个负责编码甜菜碱醛脱氲酶的ｅＤＮＡ，发现三者的核酸序列差异较小。肖岗等从耐胁追很强的藜科植物山菠菜中克隆了甜菜碱醛脱氲酶的ｅＤＮＡ。Ｉｓｈｉｔａｎｉ等从大麦中克隆到了甜菜碱醛脱氲酶基因的ｅＤＮＡ，通过分析发现其与大肠杆菌中的胆碱单加氧酶基因有高度的同源性，同时发现该基因受干旱和盐胁迫诱导。目前甜菜碱醛脱氲酶的编码基因已经被应用到抗逆性基因工程当中：梁峥等将菠菜中的甜菜碱醛脱氢酶基因转入到烟草中，结果发现获得转基因植株中甜菜碱积累量显著增加，植株的抗旱以及耐盐牲均获得提高。郭北海等采爆基因枪法将由菠菜甜菜碱醛残氢酶基因导入小麦品种，并且得以表达。在盐胁迫条件下，多数转基因植株叶片的甜菜碱醛脱氲酶活性比受体亲本提高ｌ～３倍，部分植株相对电导率比亲本明显低，表明转基因植株的细胞膜在胁迫时有受损较轻倾向。孙仲序等将其成功地转入葡萄。

2．2 胃溶性糖

盐胁迫除了诱导一些小分子溶质外，还可诱导可溶性糖的变化，这蝗糖类有果聚糖、海藻糖等。这些可溶性糖类在植物体内也起到了重要的渗透压调节作用。果聚糖广泛存在于植物和微生物的细胞液泡中，而某些植物还能以果聚糖的形式储存光合作用固定的能量。果聚糖在细胞内是可溶的，在植物遭遇到盐胁迫能够降低细胞的水势，参与细胞的渗透调节。Ｐｉｌｏｎ Ｓｍｉｔｓ克隆到了枯草杆菌枯草杆菌果聚糖蔗糖转移酶基因，并将枯草杆苏打中枯草杆菌果聚糖蔗糖转移酶基因与液泡定位信号连接，启动子为组成型后，然后转入烟草。外源基因得到表达，转基因植株的非机构性糖类明显高于对照，在转基因甜菜植物中表达枯草杆菌果聚糖蔗糖转移酶基因，在胁迫条件下，能够积累暴聚糖，增强抗旱性。枯草杆菌果聚糖蔗糖转移酶基因基因对植物抗盐性的提高也有帮助，张慧等将枯草杆菌果聚糖蔗糖转移酶基因，与克隆自酵母的羧肽酶Ａ的液泡引导信号序列连接得到嵌合基因构建双元表达载体，经农杆菌介导转化烟草。获得的抗性芽能在含１％ＮａＣｌ的ＭＳ培养基上正常生根，转基因小苗浇灌含１％ＮａＣｌ的ｈｏａｌａｎｄ，Ｓ营养液转基因烟草植株生长良好，而未转化苗出现明显萎蔫，结果显示枯草杆菌果聚糖蔗糖转移酶基因基因的植物基因工程可提高烟草植株的耐盐性。海藻糖是一种还原性双糖，一般存在于低等生物（如酵母、细菌等）中，其化学结构和在维管植物中普遍存在的蔗糖的化学结构很相似，在胁迫环境下，海藻糖能够阻止细胞磷脂双分子膜由液晶态向固态转变，能够稳定蛋白质等高分子物质，从而增加细胞对盐胁迫的抵抗力。另外，在一些极端耐旱的复苏植物含有大量海藻糖，对其抵御干旱胁迫起到了至关重要的作用，可以使其桔死后得以复活。在酵母中，海藻糖的合成由海藻糖一６一磷酸合酶和海藻糖一６一磷酸磷酸酶共同完成。通过转基因，使植物产生和积累海藻糖，提高植物抗旱性的工作已经有报道，Ｈｏｌｍｓｔｒｍ等将海藻糖一６一磷酸合酶基因转入烟草，转基因植株胁迫后复水可恢复生长，而对照则枯萎了。表现出海藻糖一６一磷酸合酶基因能够提高植物的耐脱水能力。赵恢武的结果证实海藻糖一６一磷酸合酶基因能够提高烟草抗旱性，但发现烟草的正常生长受到影响。王自章等利用农杆菌介导法将海藻糖合酶基因转入甘蔗，获得抗渗透胁迫能力增强植株。酵母的羧肽酶Ａ的液泡引导信号序列连接得到嵌合基因构建双元表达载体，经农杆菌介导转化烟草。获得的抗性芽能在含１％ＮａＣｌ的ＭＳ培养基上正常生根，转基因小苗浇灌含１％ＮａＣｌ的ｈｏａｌａｎｄ，Ｓ营养液转基因烟草植株生长良好，而未转化苗出现明显萎蔫，结果显示枯草杆菌果聚糖蔗糖转移酶基因基因的植物基因工程可提高烟草植株的耐盐性。海藻糖是一种还原性双糖，一般存在于低等生物（如酵母、细菌等）中，其化学结构和在维管植物中普遍存在的蔗糖的化学结构很相似，在胁迫环境下，海藻糖能够阻止细胞磷脂双分子膜由液晶态向固态转变，能够稳定蛋白质等高分子物质，从而增加细胞对盐胁迫的抵抗力。另外，在一些极端耐旱的复苏植物含有大量海藻糖，对其抵御干旱胁迫起到了至关重要的作用，可以使其桔死后得以复活。在酵母中，海藻糖的合成由海藻糖一６一磷酸合酶和海藻糖一６一磷酸磷酸酶共同完成。通过转基因，使植物产生和积累海藻糖，提高植物抗旱性的工作已经有报道，Ｈｏｌｍｓｔｒ６ｍ等将海藻糖一６一磷酸合酶基因转入烟草，转基因植株胁迫后复水可恢复生长，而对照则枯萎了。表现出海藻糖一６一磷酸合酶基因能够提高植物的耐脱水能力。赵恢武的结果证实海藻糖一６一磷酸合酶基因能够提高烟草抗旱性，但发现烟草的正常生长受到影响。王自章等利用农杆菌介导法将海藻糖合酶基因转入甘蔗，获得抗渗透胁迫能力增强植株。３与耐盐性相关的调控元件和因子

植物在生长过程中，对各种环境胁迫会做出一系列反应，特异表达一些基因，以适应不利的环境条件。这就要求对各种功能的基因进行精确的调控。透过研究这些基因的表达，发现很多基因的表达受到其启动子附近的顺式作用元件以及与之相结合的反式作用因子的调控。在拟南芥中，Ｐｉｌｏｎ Ｓｍｉｔｓ等报道了一批受脱水诱导的基因Ｒｄ，其中一个受脱水和低温诱导基因ｒｄ２９Ａ的启动子中的一个９ ｂｐ的脱水响应元件，碱基序列为ＴＡＣＣＧＡＣＡＴ，是一种典型的顺式作用元件。刘强等通过对比其它受干旱、高盐以及低温诱导的基因，发现这些基因的启动子都有ＤＲＥ核心序列。可以认为ＤＲＥ核心对这些基因在逆境下表达起着调控作用。反式作用因子的编码基因能够促进相应基因的表达。Ｌｉｕ等发现属于一个基因家族的两个转录因子基因ＤＲＥＢＩＡ和ＤＲＥＢ２Ａ，表达产物为ＤＲＥ结合因子，结合在ｒｄ２９Ａ基因的启动子区域，分析认为ＤＲＥＢｌＡ和ＤＲＥＢ２Ａ是相互独立的、在分属不同的干旱和盐胁迫信号传导途径中起着反式作用因子的作用。并发现转整合了组成型启动子３５Ｓ后的ＤＲＥＢＩＡ和ＤＲＥＢ２Ａ基因的拟南芥能够显著提高抗胁迫能力，但ＤＲＥＢＩＡ过量表达，对其的正常生长产生不良影响。当在干旱诱导型启动子ｒｄ２９Ａ的启动子驱动下，这种负面影响降到最低限度，仍然能观测到增强的抗胁迫能力。

４展望

土壤盐渍化是影响农业生产和生态环境的一个重要的非生物胁迫因素。通过基因工程来培育耐盐的农作物新品种为有效解决这个问题提供了一个薪的思路。对予植物耐盐基因工程来讲，获得关键耐盐基因尤为重要，随着功能基因组学的开展，以及表达序列标签及ｃＤＮＡ微阵列、基于转座子标签和Ｔ—ＤＮＡ标签的反求遗传学技术等新技术的应用，使得关键的耐盐基因的分离及其功能鉴定变得更容易了。相信随着分子生物学技术和方法的不断发展和完善，植物耐盐性的分子机理将逐步被了解，进而使通过基因工程方法提高植农作物耐盐性成为可能。

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