与遗传有关的现代科技的发展、研究

如题!
与遗传有关的现代科技的发展、研究
(注意是遗传、现代科技)

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~~~~~~~~河马!

人类在新石器时代就已经驯养动物和栽培植物,而后人们逐渐学会了改良动植物品种的方法。西班牙学者科卢梅拉在公元60年左右所写的《论农作物》一书中描述了嫁接技术,还记载了几个小麦品种。533~544年间中国学者贾思勰在所著《齐民要术》一书中论述了各种农作物、蔬菜、果树、竹木的栽培和家畜的饲养,还特别记载了果树的嫁接,树苗的繁殖,家禽、家畜的阉割等技术。改良品种的活动从那时以后从未中断。

  许多人在这些活动的基础上力图阐明亲代和杂交子代的性状之间的遗传规律都未获成功。直到1866年奥地利学者孟德尔根据他的豌豆杂交实验结果发表了《植物杂交试验》的论文,揭示了现在称为孟德尔定律的遗传规律,才奠定了遗传学的基础。

  孟德尔的工作结果直到20世纪初才受到重视。19世纪末叶在生物学中,关于细胞分裂、染色体行为和受精过程等方面的研究和对于遗传物质的认识,这两个方面的成就促进了遗传学的发展。

  从1875~1884的几年中德国解剖学家和细胞学家弗莱明在动物中,德国植物学家和细胞学家施特拉斯布格在植物中分别发现了有丝分裂、减数分裂、染色体的纵向分裂以及分裂后的趋向两极的行为;比利时动物学家贝内登还观察到马副蛔虫的每一个身体细胞中含有等数的染色体;德国动物学家赫特维希在动物中,施特拉斯布格在植物中分别发现受精现象;这些发现都为遗传的染色体学说奠定了基础。美国动物学家和细胞学家威尔逊在 1896年发表的《发育和遗传中的细胞》一书总结了这一时期的发现。

  关于遗传的物质基础历来有所臆测。例如1864年英国哲学家斯宾塞称之为活粒;1868年英国生物学家达尔文称之为微芽; 1884年瑞士植物学家内格利称之为异胞质;1889年荷兰学者德弗里斯称之为泛生子;1883年德国动物学家魏斯曼称之为种质.实际上魏斯曼所说的种质已经不再是单纯的臆测了,他已经指明生殖细胞的染色体便是种质,并且明确地区分种质和体质,认为种质可以影响体质,而体质不能影响种质,在理论上为遗传学的发展开辟了道路。

  孟德尔的工作于1900年为德弗里斯、德国植物遗传学家科伦斯和奥地利植物遗传学家切尔马克三位从事植物杂交试验工作的学者所分别发现。1900~1910年除证实了植物中的豌豆、玉米等和动物中的鸡,小鼠、豚鼠等的某些性状的遗传符合孟德尔定律以外,还确立了遗传学的一些基本概念。1909年丹麦植物生理学家和遗传学家约翰森称孟德尔式遗传中的遗传因子为基因,并且明确区别基因型和表型。同年贝特森还创造了等位基因、杂合体、纯合体等术语,并发表了代表性著作《孟德尔的遗传原理》。

  从1910年到现在遗传学的发展大致可以分为三个时期:细胞遗传学时期、微生物遗传学时期和分子遗传学时期。

细胞遗传学时期
大致是1910~1940年,可从美国遗传学家和发育生物学家摩尔根在1910年发表关于果蝇的性连锁遗传开始,到1941年美国遗传学家比德尔和美国生物化学家塔特姆发表关于链孢霉的营养缺陷型方面的研究结果为止。

  这一时期通过对遗传学规律和染色体行为的研究确立了遗传的染色体学说。摩尔根在1926年发表的《基因论》和英国细胞遗传学家达林顿在1932年发表的《细胞学的最新成就》两书是这一时期的代表性著作。这一时期中虽然在1927年由美国遗传学家米勒和1928年斯塔德勒分别在动植物中发现了 X射线的诱变作用,可是对于基因突变机制的研究并没有进展。基因作用机制研究的重要成果则几乎只限于动植物色素的遗传研究方面。

微生物遗传学时期
大致是1940~1960年,从1941年比德尔和塔特姆发表关于脉孢霉属中的研究结果开始,到1960~1961年法国分子遗传学家雅各布和莫诺发表关于大肠杆菌的操纵子学说为止。

  在这一时期中,采用微生物作为材料研究基因的原初作用、精细结构、化学本质、突变机制以及细菌的基因重组、基因调控等,取得了已往在高等动植物研究中难以取得的成果,从而丰富了遗传学的基础理论。1900~1910年人们只认识到孟德尔定律广泛适用于高等动植物,微生物遗传学时期的工作成就则使人们认识到遗传学的基本规律适用于包括人和噬菌体在内的一切生物。

分子遗传学时期
从1953年美国分子生物学家沃森和英国分子生物学家克里克提出DNA的双螺旋模型开始,但是50年代只在DNA分子结构和复制方面取得了一些成就,而遗传密码、mRNA、tRNA、核糖体的功能等则几乎都是60年代才得以初步阐明。

  分子遗传学是在微生物遗传学和生物化学的基础上发展起来的。分子遗传学的基础研究工作都以微生物、特别是以大肠杆菌和它的噬菌体作为研究材料完成的;它的一些重要概念如基因和蛋白质的线性对应关系、基因调控等也都来自微生物遗传学的研究。分子遗传学在原核生物领域取得上述许多成就后,才逐渐在真核生物方面开展起来。

  正像细胞遗传学研究推动了群体遗传学和进化遗传学的发展一样,分子遗传学也推动了其他遗传学分支学科的发展。遗传工程是在细菌质粒和噬苗体以及限制性内切酶研究的基础上发展起来的,它不但可以应用于工、农、医各个方面,而且还进一步推进分子遗传学和其他遗传学分支学科的研究。

  免疫学在医学上极为重要,已有相当长的历史。按照一个基因一种酶假设,一个生物为什么能产生无数种类的免疫球蛋白,这本身就是一个分子遗传学问题。自从澳大利亚免疫学家伯内特在 1959年提出了克隆选择学说以后,免疫机制便吸引了许多遗传学家的注意。目前免疫遗传学既是遗传学中比较活跃的领域之一,也是分子遗传学的活跃领域之一。

  在分子遗传学时代另外两个迅速发展的遗传学分支是人类遗传学和体细胞遗传学。自从采用了微生物遗传学研究的手段后,遗传学研究可以不通过生殖细胞而通过离体培养的体细胞进行,人类遗传学的研究才得以迅速发展。不论研究的对象是什么,凡是采用组织培养之类方法进行的遗传学研究都属于体细胞遗传学。人类遗传学的研究一方面广泛采用体细胞遗传学方法,另一方面也愈来愈多地应用分子遗传学方法,例如采用遗传工程的方法来建立人的基因文库并从中分离特定基因进行研究等。

  许多遗传学分支的研究都采用了分子遗传学手段,特别是重组DHA技术。即使是有关群体的遗传学研究也受分子遗传学的影响,进化遗传学研究中的分子进化领域便是一个例子。
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第1个回答  2008-01-28
保护生物遗传资源强化生物经济发展基础
21世纪是生命科学的世纪,对于农业等生物技术产业的革命性发展及多功能实现,呈现了广阔的空间和深远的前景,同时也大大凸现了生物多样性,特别是生物遗传资源的战略性地位。中国幅员辽阔,生态环境多样,物种资源丰富,发展生物技术具有相当优越的遗传资源禀赋,而这种生物遗传资源禀赋是我国农林业科技自主创新、提高国际竞争地位的可靠资源基础和显著优势。然而,这种基础和优势不仅受到多种因素的威胁,而且受到生物技术水平和知识产权保护等方面的限制,需要策略地处理好生物资源保护与可持续开发利用的关系,同时处理好遗传资源的惠益分享与知识产权保护之间的关系。

一、生物遗传资源是生物经济发展的基础

1.我国生物多样性特别丰富

我国是世界上生物多样性最丰富的国家之一。我国国土辽阔,自然条件复杂多样,孕育着极其丰富的植物、动物和微生物物种。我国有维管植物约30000种,仅次于巴西和哥伦比亚。我国动物的丰富程度位于世界前列,有脊椎动物6300余种,其中兽类607种,鸟类1294种,鱼类3970种。我国的微生物资源十分丰富,已查明约11600种,其中菌物约9000种,可培养微生物约3600种,多数微生物种类尚未查明和记载。

我国是世界农作物起源的八大中心之一和世界四大栽培植物起源中心之一,并具有世界“花园之母”的美称。中国具有7000多年的文明历史,中国的先民曾引种、栽培、驯养、繁育了大量的动植物并使之成为家禽家畜和农作物。中国栽培农作物有600多种,其中237种起源于中国或中国作为起源地之一。56个民族对生物资源的开发利用与保护都具有各自鲜明独特的传统和经验,包括传统的宗教文化和医药,形成了具有不同民族特色的农、林、牧、副、渔的生产方式,与遗传资源相关的传统知识极为丰富。世界著名的中国传统医药及其相关传统知识是许多相关产业的珍贵创新资源。

2.生物遗传资源是国民经济发展的基础

生物物种资源是国民经济持续发展的基础,是人类生存和社会可持续发展的战略性资源,也是农业发展的基石。每个生物物种都包含丰富的优良基因,基因资源的挖掘可以给国家带来财富,给人类带来文明。一个基因甚至可以影响一个国家的经济,乃至一个民族的兴衰。矮秆基因的发现导致了全世界粮食生产的“绿色革命”;水稻雄性不育基因的利用,创造了中国杂交稻的奇迹;优质羊毛基因的育种应用直接繁荣了澳大利亚的畜牧业生产。过去数十年来,全世界植物新品种不断推新,粮食亩产快速提高,正是得益于生物物种及其遗传多样性的贡献。生物物种资源的拥有和开发利用程度已成为衡量一个国家综合国力和可持续发展能力的重要指标之一。

3.生物技术和知识产权保护促进了生物经济的发展

人类步入生物经济时代的显著标志之一是生物技术得到快速的发展,生物技术的进步特别是现代生物技术的发展直接导致了生物资源的深度开发和生物经济的建立。而促进生物技术发展和激活生物经济发展的动力是知识产权保护以及知识产权垄断带来的巨大经济利益。

依照WTO专利规则和我国现有《专利法》的相关规定,动物和植物品种、疾病诊断和治疗方法以外与生物资源相关的发明,可以获得专利保护。能够直接保护的生物资源可以分成两类:微生物资源和遗传资源。其中,能够获得专利权的生物分子主要有基因、载体或重组载体等。此外,依照《国际植物新品种保护公约》(UPOV)和我国的《植物新品种保护条例》,符合条件的植物新品种可以获得保护。

自上世纪80年代我国《专利法》实施以来,特别是近几年来,与生物资源和生物技术相关的专利申请也得到持续发展,促进了农业、林业和医药的产业发展。例如:微生物专利申请数量从上世纪90年代初期以来稳步持续增长,今后几年申请量很可能进一步持续增长;基因专利申请总量较多,2003年之后专利年申请量基本上稳定在1100件左右,估计今后几年会出现显著的增长;至2005年12月31日为止,农业部已经受理来自国内外的农业植物新品种申请共2996件,其中,2005年受理植物新品种保护申请950件,授予品种权195件,分别比2004年增长29.3%和38.8%,使我国品种权年申请量跃居UPOV成员国第四位;包含生物成分的药物专利申请总量达3万多件,2003年达到4123件。

二、生物遗传资源保护面临的挑战

1.生物物种及遗传资源丧失严重

由于人口增长、对生物物种资源的过度开发利用、外来物种的引进、环境污染、气候变化等原因,目前我国生物物种资源丧失严重。《中国物种红色名录》(第一卷,2004年)的评估结果表明,我国的生物物种濒危情况远比过去评估的比例高,各类生物物种受威胁的比例普遍在20%~40%。由于土地开发,许多物种的原生境丧失,例如,上世纪60年代考察时在云南景洪发现24处普通野生稻的分布点,而现在仅存一处,并且面积大量萎缩。农业部1999年对我国畜禽种质资源调查的结果表明,由于生态环境恶化和品种单一化,部分畜禽种质资源已经灭绝,严重濒危的畜禽品种达37个。外来入侵物种的大量生长和蔓延也对生物物种的生境造成严重威胁。此外,气候变化将对许多物种的生存环境造成威胁,其影响程度目前还难以估计。

2.生物遗传资源大量输出国外

近一两百年来,许多西方国家一直重视对中国生物物种及遗传资源的搜集和保存,中国物种资源不仅丰富了世界各国的生物多样性,也为繁荣世界各国的经济做出了贡献。改革开放以来,中国的农业和生物学科研机构与国外机构在生物资源研究开发方面的合作与交流日趋活跃,许多科技人员在国外合作研究过程中,对合作方提供了大量珍贵的生物遗传资源。这些资源通过生物技术,创造出许多生物品种及其产品,再通过知识产权保护,产生巨大经济效益。然而,生物技术的开发者与遗传资源提供者之间并未能形成公平惠益分享的机制,发达国家的生物技术公司从遗传资源研究开发中获得了巨大的利益,而遗传资源的提供者在使用生物技术产品时不得不支付高昂的专利费。

由于非法收集、采挖、走私、私自携带出境等,也使生物物种资源大量流失境外。有些境外商业公司在中国各地搜集珍贵花卉植物资源,导致我国西南地区大量珍贵花卉资源,特别是珍贵的兰科植物资源遭到破坏和流失。

但是,由于生物遗传资源及相关传统知识的知识产权保护及惠益分享制度还没有形成,也缺少针对生物资源、生物材料和具有品种权植物进出境管理的法律法规,无法遏制生物遗传资源大量流失的现象。此外,国内企业长期以来一直普遍忽视知识产权海关保护的申请,这种局面即使在我国加入WTO后也没有得到明显改观。

3.生物资源知识产权遭到抢注

经济全球化以来,知识产权问题成为WTO(世界贸易组织)规则中的核心内容。随着国际贸易的快速增长,知识产权问题已成为多边和双边关系的重要议题和争端热点,而与生物资源相关的知识产权保护问题越来越突出。

国际知识产权体系的建立,直接导致与生物资源及其相关生物技术的专利申请量的快速增长,而世界上大多数生物技术专利的申请者和拥有者是发达国家的大型生物技术公司,这些大生物技术公司不仅专利数量多,而且对发展中国家形成垄断。例如,哥伦比亚是世界上生物多样性最为丰富的几个国家之一,但是在该国申请的与生物资源相关的专利,有90%以上是外国公司的,使本国对其国土生物资源的开发利用受到专利的限制,其国家利益受到损害。

更为严重的是发展中国家的许多生物资源及相关传统知识,受到发达国家的专利抢注。过去几年中已发生一系列抢注知识产权的案例。例如印度香米、墨西哥的传统高油玉米、印度姜黄和中国野生大豆标记基因等事件。

由于历史的原因,我国长期忽视对药用生物资源的知识产权保护,很多科技成果没有及时寻求知识产权保护,导致大量宝贵的资源流失。据统计,国际中药市场年销售额达到160亿美元,其中,日本产品占80%,韩国占10%,印度、新加坡等国占7%,而作为中药大国的中国仅占5%左右。我国吉林生产的“人参蜂王浆”在美国被他人抢先申请了专利,而外国公司在中国申请了“牛黄清心丸”的专利。

三、保护和可持续利用生物遗传资源的战略举措

1.推动遗传资源获取与惠益分享的国际潮流

目前,生物遗传资源保护、获取和惠益分享问题已成为《生物多样性公约》后续谈判的焦点,受到世界各国政府的高度重视。生物遗传资源丰富的发展中国家越来越认识到:发达国家借助先进的生物技术正在通过对遗传资源的开发利用和知识产权的保护获得巨大的商业利益,因此要求与发达国家公平分享因利用其遗传资源而产生的惠益。2001年通过的《波恩准则》就是旨在公平分享遗传资源产生的惠益。由于《波恩准则》只是一个自愿性文件,发展中国家进一步要求制订具有法律约束力的用于管制遗传资源获取与惠益分享的国际制度。2002年南非全球高峰会议通过的《可持续发展问题世界首脑会议执行计划》在其第44段提出,采取行动以“在《生物多样性公约》的框架内,考虑到《波恩准则》,经谈判建立一个国际制度,以促进和保障使用遗传资源所产生的惠益得到公平及公正地分享”。2002年12月20日联合国大会第57届会议通过的第57/260号决议,也请《生物多样性公约》缔约方大会采取必要步骤以履行在“可持续发展问题世界首脑会议”做出的承诺。目前,有关遗传资源获取与惠益分享国际制度的谈判正在《生物多样性公约》下紧锣密鼓地进行。

2.加强生物物种及遗传资源保护的国家行动

针对我国生物物种资源丧失和流失严重的情况,国家主管部门已表示了关注。为履行《生物多样性公约》和加强生物物种及其遗传资源的管理,2003年国务院批准成立了以国家环保总局牵头、国务院17个部委组成的生物物种资源保护部际联席会议,以加强对生物物种资源的保护和管理。

2004年3月,国务院办公厅发布了“关于加强生物物种资源保护和管理的通知”(国办发〔2004〕25号),提出加强生物物种资源管理立法、建立物种资源进出境查验制度、开展全国重点物种资源调查、在对外研究合作中加强知识产权保护等15项重大措施。

在2005年国务院发布的《国务院关于落实科学发展观加强环境保护的决定》中,也要求进一步完善生物资源管理制度,做好物种资源保护工作。提出:要抓紧拟订生态保护、遗传资源等方面的法律法规草案,建立遗传资源惠益共享机制,严格防范遗传资源流失。

目前,国家环保总局会同其他10多个相关部门,正在认真落实国务院相关决定,已完成《全国生物物种资源保护与利用规划》(2006-2020年)的编制工作,对今后10多年的物种资源保护与可持续利用提出规划蓝图和优先领域,该《规划》将生物物种资源的保护与持续利用相结合,提出在保护的基础上,加强对生物资源的可持续利用。此外,国家环保总局联合11个相关部门,完成了生物资源知识产权国家战略研究,提出了生物资源知识产权战略目标、重点、发展思路和主要任务。

3.加强国家立法以规范遗传资源的获取、开发利用与惠益分享

《生物多样性公约》第15条规定,国家对遗传资源拥有主权,同意获取与否取决于国家政府,并服从于国家立法。因此,需要加强国家法规体系建设,规范生物物种及遗传资源的获取与惠益分享,实施“事先知情同意程序”,以共同商定的条件处理惠益分享的安排,以便与谈判中的国际制度相接轨,最大程度地实现《生物多样性公约》的目标。生物多样性大国如巴西、哥伦比亚、墨西哥、哥斯达黎加、印度、菲律宾等已在国家立法措施方面取得较快进展。相对于这些发展中国家,我国在遗传资源获取与惠益分享立法方面还存在许多空白、不足和需求,迫切需要完善。

《公约》第15条第2款同时要求“每一缔约国应致力创造条件,便利其他缔约国取得遗传资源用于无害环境的用途”,不对这种取得施加违背本公约目标的限制。因此,在规范生物遗传资源获取程序和处理好惠益分享的同时,要以积极的政策促进遗传资源的开发利用,使遗传资源能够为人类创造更多的经济价值。

4.以生物技术创新和知识产权保护来发展生物经济产业

世界经济一体化缘于世界技术体系标准的统一性。以基因工程为代表的现代生物技术,已逐渐使传统的生物资源概念发生变化,竞争性优势越来越突出地表现在对生物遗传信息的认识、掌握和利用,实质是一种知识优势、技术优势。“遗传资源”、“基因资源”正替代生物资源、种质资源,成为现代经济运行体系的新概念。

需要将遗传资源的管理纳入国家战略性资源管理的范畴,加强遗传资源保护与利用的基础研究,全面开展生物遗传多样性和种质特性的本底调查工作,摸清我国生物遗传资源状况及变化趋势,为制订生物资源可持续利用政策提供科学依据。要鼓励技术创新,以带动产业发展,实现生物产业快速、健康地可持续性发展,提升生物技术国际竞争力。

现代生物技术的持续创新和重大突破,是新世纪科学技术发展的重要标志。现代生物技术是生物资源和技术的综合体,而知识产权成为运用创新技术抢占生物资源的最为有利的武器。鉴于我国目前生物技术发展的实际情况,对于我国相对研究水平较强的领域,我们应当主要通过促进生物技术研发创新,增加具有原创性的专利、品种权等知识产权拥有量,来掌控生物资源和发展生物经济产业;对研发水平较弱,完全处在资源提供者地位的领域,应当采取防御守护的保护方式,防止资源流失。(中国环境报 国家环境保护总局副局长 吴晓青)

参考资料:http://www.wzqbs.com/article/show.asp?id=154246

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