摘要：

        自1996年转基因作物产业化以来，已累计推广15亿公顷，2013年种植面积达到1.752亿公顷，是1996年的100倍以上^[1]。目前，全世界27个国家种植转基因作物，其中，19个发展中国家种植面积占54%，巴西达4 030万公顷；美国是最大的转基因作物种植国（7 010万公顷），约作物种植面积的90%为转基因品种。除大豆、玉米、棉花和油菜等重要农作物转基因品种大规模种植外，其他产业化的植物还包括水稻、马铃薯、苜蓿、甜菜、番木瓜、西葫芦、杨树、番茄、甜椒、蓝玫瑰、康乃馨等。据统计，全球转基因植物研究涉及至少35科200多个种，有近50个国家对60余种转基因植物进行了田间试验。同时，美国、俄罗斯等20多个国家正在开展猪、牛、羊、鸡、鱼、兔等转基因动物的研发。加拿大的环境友好型转基因猪，美国、日本和德国的异种器官移植用转基因猪，美国和澳大利亚高瘦肉率转基因猪，英国的抗瘟病转基因猪，新西兰的高酪蛋白转基因奶牛，荷兰的高乳铁蛋白转基因奶牛，美国的抗乳房炎转基因奶牛和山羊等均进入审批程序，即将实现产业化。
        转基因操作是基因克隆到转基因新品种培育过程中承上启下的重要环节。建立规模化转基因技术体系是转基因育种成功的关键。规模化转基因技术体系必须在提高转化效率的前提下，整合高效和安全转基因技术，加以集成创新，并为转基因生物新品种培育提供技术和平台支撑。
        在高效转基因技术研发方面，近年来多基因叠加载体、人工染色体、新功能元件如3′或5′非翻译区（untranslated regions，UTRs）的开发和应用不断取得进展。microRNA介导的基因调控技术^[2]和RNA干扰（RNA interference，RNAi）技术^[3]也显示出在未来的重大应用潜力。同时，锌指核酸酶（Zinc-finger nuclease，ZFN）、转录激活因子样效应物核酸酶（transcription activator-like effector nucleases，TALENs）及CRISPR/Cas9系统等新型基因组编辑技术取得突破，可精确和高效修饰目标基因，大幅度提高转基因的定点整合效率^[4]。目前，这些新型的基因组编辑技术已经在水稻、小麦、大小鼠、猪、斑马鱼、线虫、果蝇等生物上取得成功，但在实际应用上刚刚起步。此外，其他一些高效转基因技术也不断出现，表现出很高的利用价值^[5]。
        在安全转基因技术研发方面，重点是发展非抗生素选择标记技术、特异时空表达启动子技术，以及双载体共转化、Ac/Ds转座子系统和特异位点重组系统（Cre/lox、R/RS、FLP/FRT等系统）等筛选标记去除等关键技术^[6]。近年来出现的叶绿体转化技术^[7]、基于动物piggyBac转座子的标记剔除技术^[8]，以及一些不依赖于转基因的新型基因组编辑技术^[9]也可使转基因安全性提高。
        在规模化遗传转化方面，提高转化效率、完善条件设施是关注重点。目前，农杆菌介导的植物转化是最常见的转基因技术，在多种重要农作物上均获得成功，但部分作物的转化效率还有待提高^[10]。因此，拓展受体基因型和优化转化环节，并与高效和安全转基因技术加以集成创新，构建规模化转基因技术体系仍然是今后的主要任务。同时，基因枪转化和不依赖组织培养的遗传转化方法也值得进一步探索和完善。在动物上，目前主要是利用原核注射或生殖系转染的方法实现外源DNA在基因组的随机整合，需构建规模化转基因技术体系，进一步提高制备转基因动物效率。基于基因组编辑等的技术体系构建将成为未来热点^[11]。
        2008年启动“转基因生物新品种培育重大科技专项”重点支持水稻、小麦、玉米、大豆、棉花、猪、牛、羊八大生物的转基因技术研发。项目实施以来取得了多项技术突破，在规模化转基因技术体系构建方面也取得了重要进展，为“专项”的实施提供了强有力的技术支撑和平台服务，但总体来看与发达国家相比还存在一定差距。本专辑将针对不同生物的规模化转基因技术体系构建进行系统评述，目的是总结过去，正视现在，找到存在的问题和解决途径，为中国转基因生物新品种培育作出更大贡献。