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汉语译文：
基因修饰概述
原文作者：佩吉• G • 勒莫（PEGGY G. LEMAUX），加州大学伯克利分校植物和微生物学系合作推广专家
通过有性杂交的方式对动植物进行的基因修饰已经产生了数千万年，这种方式从人类决定在一处定居，而不是到处迁移寻找食物的时候就开始了。为了增加可获得的食物的数量，人类选取在特质上已经进行改良的动植物进行培育，或称“杂交”，生产出下一代。比如，将一个高产植物和另一个抗虫害强的植物杂交，筛选其后代，找到同时具备高产和抗虫害能力强的植物。事实上，如今市场上所见的所有食物已通过上述方式进行了修饰。因此，今天我们所食用的多数食物都已和其祖先相差甚远了。
培育动植物过程中发生的变化
活生物体是由大量包含遗传信息的个体细胞组成的，这些遗传信息指明了该生物体将具有的特征，如该生物体是紫色果实还是红色果实，是肥肉还是瘦肉，以及易患病还是抗病强。遗传信息包含在称为染色体的各个独立的信息包里，处于一个叫做细胞核的细胞小区室里。染色体由长串DNA组成，而DNA由形成独特信息片段的个体化学单位组成，这种独特的信息即基因，正是基因决定了生物体特有的特征。
在一个个体生物体中，基因的整个集合相当于一个带词条（涉及多种主题）的书集。书中的词条（即基因）确切描述了该生物体将具有的特点。每个植物物种（可在品种间杂交的各相关植物）有自己的一套书，而书集中的很多词条（即基因）与其他生物体的书集词条相似，还有一些词条不相似，但整个书集是由同一种语言写成的。对于一个给定的植物，如水稻，其整个书集就叫做基因组。多本书代表一个基因组，一个词条（即基因）相当于一本书半页的信息。
细胞中的遗传信息由个体的化学单位组成，统称DNA。如用一个字母符号代表基因组中的每个化学单位，则需要一个含有将近40本书的书集，每本书有1000页，以涵盖一个水稻细胞的所有信息。2005年，经测定，水稻的完整基因组包含近37500个基因，比人类基因组中所识别出的基因数量还要多。
使用传统育种创造新的作物种类
当我们将两种水稻杂交，其遗传信息会发生什么样的变化？它们的下一代最终是否会有一个包含80本书的书集？并非如此。遗传规律表明，生物体的后代和其亲体的书本数量是一致的，如水稻后代仍会有40本书的书集。所以，每个亲体的词条（或基因）中的一些信息被保留了，另一些则失去了，由此产生出带有新特征的作物。历史上，作为培育者的无论是人类还是昆虫，都几乎不能直接控制基因的保留和去除。例如，培育者可将一种作物上的雄细胞（花粉）和另一种作物上的雌细胞（胚珠）杂交，观察结果，选出带有理想特征的作物后代，投入下一轮育种。这种过程称为传统育种，产生的作物带有修饰后的基因组和新的混合型基因。
使用分子标记辅助选择改良作物种类
有多种不同的方式使用新的遗传工具，改变动植物的基因构成。其中一种就是分子标记辅助选择（MAS）。用这种方法，动植物的基因组可被“读取”，制成一个“目录”，帮助培育者决定其中一个亲体植物的某种特定特征是否遗传给其后代。这就像使用文字处理系统中的“查找”命令，找到一本书中某段具体的文字，再用这段文字帮助你找到所需章节。育种过程中，可以使用化学标签决定某个特定作物中是否具有想要的遗传信息。如果找到该化学标签（即文字），你就有可能（虽然并不是完全保证）找到该作物中的某个特定特征。在这样的过程中，培育者能够比前文所述的、倾向于“观察式”的传统育种方式更高效地培育出新作物种类。例如，墨西哥研究者使用分子标记辅助选择改良了玉米的抗旱和抗病毒能力（2001，里博等）。
使用基因工程改变作物种类
改良作物基因构成的另一种方法涉及直接使用新的重组DNA的方法，该过程也称基因工程（GE）。相比于传统育种方法，这种方法使得研究者能够以一种更直接的方式修饰作物的基因。以这种方式，“分子培育者”可查看任何活生物体某条具体的遗传信息或某个基因，用“化学剪刀”剪出想要的基因，将其“粘贴”到另一个相似或不同的生物的基因物质上。
那么，如何用传统育种和基因工程这两种不同的方法修饰农作物和动物基因呢？为解答此问题，让我们看看提高商用番茄含糖量所用的两种不同方法。提高商用番茄含糖量的目标是由野生番茄实现的，尽管野生番茄在味觉和外观上差强人意，但含糖量却很高（见班尼特等，1994）。
在传统育种方法中，培育者将两个种类杂交，希望获得含糖量更高的番茄，同时不想要野生番茄个头小、味苦和低产等不尽如人意的特征。在对商用番茄进行了多年的杂交后，培育者终于得到含糖量高的番茄。类推可知，培育者杂交了两个书集；就番茄物种来看，每个书集包含102本书，也就是102000页，其基因组数量比水稻稍高。对商用番茄进行多次培育的目的，正是为了增加该物种的信息数量。无数的杂交之后，最终，新获得的番茄种类拥有了商用番茄的多数“信息”或基因。但这个新种类的书集仍含有来自野生番茄的100到200页的信息，在这些信息中，有培育者们想要的含糖量高的特征，也有培育者不想要的低产等的信息。发生这种结果是因为，培育者无法在这余下的100到200页中“读取”并遴选出最想要的信息。
在基因工程方法中，研究者查看番茄果实中的信息页，发现一个基因，这个基因相当于半页信息，是导致糖分瓦解的原因。研究者使用“化学剪刀”将该基因从其基因组中剪出，反拷贝该基因，又将其插回番茄中。由于该基因反拷贝的存在，其所在的细胞难以再瓦解糖分，番茄的味道从而也就变甜了。在这种方法中，研究者仅改变了代表整个番茄基因组近80000页信息中的半页信息，只是插入了特定的所需信息，避免了使用传统育种方法导致的低产的后果。
传统育种和基因工程，相同还是不同？
两种方法都改变或修饰了遗传信息，使用了相同的遗传机制进行了基因交换。在传统育种情况下，基因转换很大程度上是通过异花授粉的方式发生于同一物种间（即，概念上可品种间杂交的生物体）；而基因工程涉及实验室步骤，在这个过程中，来自任何生物体上的基因都可被引入到要培育的作物上。从这个意义上看，基因工程和传统育种既相同又不同。
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还有其他区别。首先，基因工程涉及具体处理单一基因，而传统育种往往交换和重新排列数千万个基因。其次，有了基因工程，精确控制新产品产生的地点和时间就成为了可能。例如，甜度只产生于作为食用主体的番茄果实上，而不产生于其叶和根茎上。最后，对于某些人来说可能极其重要的一点是，基因工程所需的半页信息可来自任何生物体，对需要进行杂交的生物体的要求，并不需要像传统育种方式所要求的密切相关的物种。这是因为，所有的遗传信息，无论其源头是植物、动物还是微生物，都是用相同的语言写成的。
如何对作物进行基因工程？
通过基因工程创造的新作物取决于其独特的作物特性。可从该作物的任何部位截取细胞，通过适当的、“耐心的摆弄”，使其繁殖，最终长出整株作物。如果在一个作物细胞中引入一个新基因，则包含该新基因的所有细胞会进行繁殖，长出整株作物，这株作物的每个细胞中都会含有新的遗传信息。
原文来源：http ://ucbiotech.org/resources/factsheets/8178.pdf
原文标题：Introduction to Genetic Modification
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