基因工程技术的发展及应用
如果说20世纪80—90年代是基因工程技术体系渐趋成熟、应用初见成效的阶段，那么21世纪便是基因工程的应用及成果在世界各国的工业、农业、医药、能源、环境等领域全面展开，并取得巨大社会效益、经济效益的时代。
从1983年第一株转基因烟草培育成功，至今已有百余种转基因植物问世，水稻、玉米、棉花、油菜、大豆、甜菜、亚麻、南瓜、马铃薯、番茄、西葫芦、番木瓜、菊苣等10余种作物的上百个转基因品系、品种被批准进行环境释放或商业化生产。截至2012年的统计结果表明，全球有28个国家种植转基因大豆、玉米、棉花、油菜，种植面积已达1.703亿公顷。
基于转基因技术的植物遗传改良的成果主要包括抗虫性、抗病性、抗除草剂、耐非生物逆境性胁迫（盐碱、旱涝、高低温、隐蔽弱光照等）、品质改良、耐储藏性、实现植物杂种优势利用的雄性不育性、改善性状发育、改善观赏性等。
截至2000年，我国自主研究的转基因植物种类有47种，涉及各类基因103种，批准农业转基因生物中间试验135项，环境释放81项。我国自行研制的转基因抗虫棉已在全国棉产区大面积推广种植多年。第一例具有我国自主知识产权的耐储藏番茄获得商品化生产许可，2009年我国首次颁发转Bt基因抗虫水稻、转植酸酶基因玉米的安全证书。2015年，我国已成为继美国、巴西、阿根廷、加拿大、印度之后转基因植物种植面积的第六大国（表1-1）。2018年全球共有70个国家和地区种植或进口了转基因作物，这已是全球连续应用转基因作物的第23个年头，全球转基因作物种植面积达1.917亿公顷，比2017年的种植面积增加了190万公顷。
表1-1 国际农业生物技术应用服务组织（ISAAA）公布的2014年全球转基因作物在各国的种植面积
续表
基因工程技术在动物品种改良上的应用，主要集中在利用大型家畜的乳腺建立生产特定蛋白的生物反应体系，改良家畜动物的营养、生产性能。如导入人生长激素基因的转基因猪，生长期显著缩短，料肉比大幅降低；美国2009年批准首个由转基因奶山羊生产的药物“ATryn”上市，用于治疗遗传性抗凝血酶缺乏症，疗效极佳；转入血浆酶原基因的山羊可成为生产人血浆酶原的最环保、最安全、低成本的生物反应器，获得了“吃进草，流出药”的巨大经济效益。在家畜品种改良研究上，使用最多的外源基因是生长素类基因。
利用基因工程技术建立饰变微生物体系，产业化生产哺乳动物的蛋白质及药物具有广阔的发展空间。至今我国已有人干扰素、人白介素2、人集落刺激因子、重组人乙型肝炎疫苗、基因工程幼畜腹泻疫苗、猪伪狂犬病毒缺失疫苗等多种基因工程药物和疫苗进入生产或临床试用。一些仅靠接种传统灭活疫苗而无法预防的疾病，采用新型基因工程疫苗可产生预期疗效。世界范围内有几百种基因工程药物及其他基因工程产品正在研制中，基因工程药业已成为当今医药业发展的重要方向，将对医学和药学的发展作出新贡献。
重组DNA技术有力地促进着医学科学研究的发展。基因诊断和基因治疗是基因工程技术在医学领域的重要应用。1991年，美国科学家成功地在一位患先天性免疫缺陷病［遗传性腺苷脱氨酶（ADA）基因缺陷］的女孩体内导入重组的ADA基因，并获得了预期疗效。1994年，我国首例向乙型血友病患者导入人凝血因子Ⅸ基因，实施基因治疗获得成功。目前，我国用作基因诊断的试剂盒已有近百种，基因诊断和基因治疗的研究处于发展之中，方兴未艾，涉及有关遗传疾病的胎儿早期基因诊断、遗传疾病的基因修饰治疗等均已取得了突出成就，并有望在不久的将来广泛应用于临床。随着致癌基因的发现和肿瘤起因的初步揭晓，携带药物并靶向癌细胞的各类“生物导弹”载体的研发将为人类最终预防、诊断、治疗、攻克肿瘤顽症提供行之有效的治疗措施。