由于天然微生物降解农药的效率较低且降解谱较窄，科学家们通过基因工程技术，研究出了的有自杀控制功能可降解农药的环境安全型基因工程菌，中科院动物研究所的伍一军研究组研制出的一种有自杀控制功能可降解农药的环境安全型基因工程菌。这种基因工程菌在完成降解任务后能够“自杀”，从而消除人们对基因工程菌本身可能影响环境的担忧。

作用机制(荧光标记 DNA重组)

意义(解决我国农药问题 解决白色污染)

作用机制

通过转入在细菌中要能正确表达生成相应的产物具有特定的生物学功能的外源基因，达到降解农药的功能。例如，常见的大肠杆菌并不具有降解化学农药的功能，如果我们将有机磷水解酶基因通过基因重组方法转入此大肠杆菌，表达后产生有机磷水解酶即可降解有机磷，这个转入了有机磷水解酶的大肠杆菌即为基因工程菌。

荧光标记

基因工程菌研究已经比较成熟，但出于对环境影响的担忧，具有生物活性的基因工程菌目前还主要是试验性和小范围应用。

虽然还没有研究显示基因工程菌究竟会对人类产生什么有害影响，但已有证据表明转基因微生物释放到土壤中，可能会改变原有微生物系统的平衡。所以基因工程菌的使用范围被严格控制，稍微较大规模的应用也只是将被污染物集中到某个区域处理，而不是在原位降解。

基因工程菌带有外源性基因，而这种基因在使用中是严格限制的，即使国家允许的转基因生物在种植的时候也是限制区域的，就是为了防止外源性基因外流。

大规模使用基因工程菌是很多科学家的努力方向，而在这过程中，环境监测即跟踪细菌的扩散范围就成为重要环节。我们研制出来的带荧光标记的基因工程菌就解决了这一难题，如果检测到常见的微生物里有特定的荧光标记，那么就肯定是基因工程菌，这样就能通过监测对基因工程菌的流向有所掌握，在使用中限制其扩散范围，而不是任其无限繁殖。

DNA重组

让细菌完成任务就“自杀”狭义的自杀控制功能是专门针对基因工程菌而言的，就是可以通过人为的方式控制它的死亡。这个似乎听起来好像不是自杀而是他杀。所以我们通过基因工程技术，转入可以诱导表达的致死基因，在一定条件下让基因工程菌自杀死亡。

具体的说就是通过基因工程技术，将诱导自杀元件转入基因工程菌的细胞内，这一元件就是一个可控制的自杀系统，在一定条件下让细菌失去活性而死亡。 而“一定条件”可以是温度、化学条件等外部条件。在我们的研究中，这一条件指的是细菌生存环境里的化学物质。通俗来讲，改变某块水域或者土壤里某种化学物质的含量，完成降解任务后的基因工程菌的诱导自杀元件感应到这种变化就会“自杀”。而这种被选用的物质肯定是毒性很低、没有污染的。

基因工程菌“自杀”的最理想情况是，当它需降解的那种物质比如有机磷的浓度被降解到一定程度后，“自杀元件”能感应到这个浓度然后自杀，即其降解物有机磷本身就成为诱导其自杀的物质。 但这非常困难。首先，很难找到刚好能感应到有机磷的“自杀元件”，另外，被降解到什么程度就“自杀”，这个度也很难把握。但这是很多科学家努力的目标。

意义

解决我国农药问题

农药利用率仅为10% ，资料显示，人类从20世纪40年代起开始使用农药除虫除草，每年挽回农业总产量15%左右的损失。但是，长期大量农药的使用，使环境中的有害物质大大增加，危害到生态和人类，形成农药污染。据报道，农药利用率一般为10%，约90%残留在环境中，造成对环境的污染。

我国是农业大国，化学农药的使用量全球第一，据统计，我国每年农药使用面积达1.8亿公顷次，上世纪50年代以来使用的666达到400万吨、DDT50多万吨，受污染的农田1330万公顷。

解决白色污染

这一技术并不仅仅应用于农药降解的基因工程菌，理论上看可以用于任何需要控制其死亡的微生物。若研制出某种可降解塑料的基因工程菌，也可以安装一个诱导自杀元件，这样就能解决控制白色污染基因工程菌的环境安全问题。

这一研究目前还主要停留在实验室水平，将来可能会针对某些被污染的土地或水体进行小规模试验，要达到实际应用水平尚需时日。

目前，基因工程菌还未被大规模使用。正如转基因食品一样，即使基因工程菌的安全问题得到解决，人们也可能出于观念原因而在实际使用时非常谨慎。