转基因植物
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
转基因植物
拥有来自其他物种基因的植物
01 由来
03 转化受体 05 潜在危害
目录
02 优点 04 转化方法 06 国外现状
转基因植物(Genetically modified plants)是拥有来自其他物种基因的植物。该基因变化过程可以来自不 同物种之间的杂交，但今天该名词更多的特指那些在实验室里通过重组DNA技术人工插入其他物种基因以创造出 拥有新特性的植物。
美国转基因植物的商业化速度进展很快，其推广应用走在其它国家的前列。1994年美国Calgene公司研制的 转基因延熟番茄首次进入商业化生产，到1998年底就有30多例转基因植物被批准进行商业化生产。1999年全球转 基因植物种植面积中，美国就占72%，达2870万公顷；其次是阿根廷670万公顷；占17%；加拿大400万公顷，占 10%；中国名列第4位，1999年种植面积达30万公顷，占1%，其他国家的种植面积都小于1%。
在国家“863”高新技术研究与发展计划及国家科技攻关计划的资助下，中国转基因植物的研究和开发取得 了显著的进展，有些研究已经达到国际先进水平。据1996年国生物技术学会统计，中国投入研究和开发的转基因 植物达47种，涉及各类基因103种有近20种转基因植物进入了田间试验或环境释放阶段。至1999年，农业部批准 可进行商业化生产的国内研制的转基因植物有5种，它们分别是：抗虫棉花、改变花色的矮牵牛、延熟番茄、抗病 毒的甜椒和番茄。
谢谢观看
农作物生物技术育种的研究已经不再处于实验室阶段，而是进入了实际应用，走到了商业化阶段。转基因植 物在全球的种植面积增长迅速，种植转基因植物的国家从1992年的1个增长到1996年的6个，1998年9个，1999年 进一步扩大到12个国家。全球转基因植物的种植面积1996年仅为170万公顷，1997年为1100万公顷，1998年增长 到2780万公顷，1999年又比1998年增长44%，达到3990万公顷。
为了有效控制水稻害虫的危害，中国农业科学院生物技术研究所和华中农业大学合作成功地获得了转Bt基因 杂交水稻，对二化螟、三化螟和稻纵卷叶螟的毒杀效果达到95%。浙江农业大学（现已并入浙江大学）也成功地 将Bt基因导入水稻早稻品种。转Bt基因抗螟虫水稻已进入环境释放阶段。中国科学院遗传所研制成功的转CpTI基 因抗虫水稻也分别获准在北京、福建和山西进入中间试验和环境释放。此外，中国农业大学研制的转基因抗玉米 螟玉米、复旦大学遗传所研制的转基因抗褐习虱水稻、中国科学院微生物研究所和中国林业科学院林研所研制的 抗虫转基因杨树也都进入环境释放阶段。
转化方法
①农杆菌介导法
转基因植物(4张)农杆菌的Ti质粒可以作为载体。Ti质粒上有两个区域，一个是T-DNA区，这是能够转移并整 合进植物受体的区段；另一个是Vir区，它编码实现质粒转移所需的蛋白质。将待转化的外源基因先克隆在大肠 杆菌质粒上，然后将此质粒转入不会引起冠瘿瘤的农杆菌（这种菌的Ti质粒已除去了T-DNA），使外源基因通过 同源重组整合在Ti质粒上；然后用带有外源基因的这种农杆菌去转化植物细胞，将外源基因转入植物细胞的基因 组。
植物转基因技术是指把从动物、植物或微生物中分离到的目的基因，通过各种方法转移到植物的基因组中， 使之稳定遗传并赋予植物新的农艺性状，如抗虫、抗病、抗逆、高产、优质等。随着现代生物技术的迅速发展， 植物转基因技术方兴未艾。自从1983年首次获得转基因植物后，至今已有35科120多种植物转基因获得成功。 1986年首批转基因植物被批准进入田间试验，至今国际上已有30个国家批准数千例转基因植物进入田间试验，涉 及的植物种类有40多种。
抗病基因工程
中国农业科学院生物技术研究所已成功地人工合成和改造了来自天蚕蛾的抗菌肽基因，并导入中国马铃薯主 栽品种米拉，获得抗病性提高I∽Ⅲ级的抗青枯病的转基因株系，现已经农业部批准在四川省进行环境释放。
2001年世界转基因植物商品化种植面积达到5260万公顷，其中中界转基因作物种植面积增长最快的国家。其主要原因一方面是因为已开发的产品效果良好，受到农户的重 视而加大了种植面积；另一方面是由于国家加大了研究力度，转基因植物的新技术和新产品不断产生。
转基因作物的种类主要有大豆、玉米、棉花和油菜，其性状主要是抗除草剂、抗虫、抗病等几类。
由来
转基因植物(5张)转基因植物的研究主要在于改进植物的品质，改变生长周期或花期等提高其经济价值或观 赏价值；作为某些蛋白质和次生代谢产物的生物反应器，进行大规模生产；研究基因在植物个体发育中，以及正 常生理代谢过程中的功能!
在国家"863"计划的支持下，中国农业科学院生物技术研究所成功地人工合成和改造了植物抗虫害的Bt基因， 获得了高抗棉铃虫的转基因棉花品种和品系。此外，中国农业科学院棉花所、南京农业大学和山西省农科院棉花 所等单位还以转基因抗虫棉为亲本，育成了一批抗虫能力在80%以上，单产比主栽品种高15%以上的转基因抗虫杂 交棉组合。拥有中国自主知识产权的抗虫棉花的育成和大面积推广应用，标志着中国转基因植物研究开始进入产 业化发展阶段。
抗虫转基因植物
2001年，转基因抗虫棉在已经取得重大成绩的基础上又有新的突破。中国农业科学院生物技术研究所的抗虫 棉基因专利“编码杀虫蛋白质融合基因和表达载体及其应用”获得国家知识产权局和世界知识产权组织授予的中 国专利金奖。同时，双价转基因抗虫棉SGK321也顺利通过河北省品种审定委员会审定，标志着中国在双基因抗虫 棉研究领域处于国际领先地位。SGK321已经通过了农业转基因生物安全性评价，并获准在晋、冀、鲁、豫、皖进 行商品化生产，在湖北进行环境释放。综合2000年和2001年两年区试结果，SGK321早熟性明显优于其他品种，霜 前皮棉亩产75.4公斤，相当于对照抗虫杂交种的93.4%。该品种纤维品质好，长度为29.2毫米，比强度29.4厘米 /特克斯，马克隆值4.8，抗虫性突出。
③原生质体融合
将不同物种的原生质体进行融合，可实现两种基因组的结合。
潜在危害
随着人类认识的发展，转基因植物的种种潜在危害也逐渐被认识。
面对转基因植物的可能危害，国际上提出生物安全问题。我国也制定了有关法规，按照潜在危险程度，将基 因工程分为四个等级，采取不同的管理措施。
国外现状
意义 发展
研究工程 植物方面
②直接转入法
这是将裸露的DNA直接导入植物细胞，然后将这些细胞在体外培养再生出植株。裸露的DNA的转化效率较低， 因而要辅之以高效率的组织培养系统。
植物细胞有一层很厚的细胞壁，因此需先去除植物细胞壁，使之成为原生质体，然后用来直接转入外源DNA。 当然，也可用机械的方法将DNA直接注入植物细胞而毋须去除细胞壁，这类方法有用显微操纵仪把DNA直接注入植 物细胞，也可在金属微粒上蘸涂了外源DNA，把它当作子弹，用“基因枪”轰击植物组织而进入植物细胞。
优点
以植物作为生物技术的实验材料有其特定的优点，那就是植物细胞大部分都有全能性(totipotency），可以 用单个细胞分化发育出整个植株。这样，经过基因工程改造的单个植物细胞有可能再生成一棵完整的转基因植株。
转化受体
植物基因工程用作外源基因的转化受体有许多种，包括胚性愈伤组织(cai—lus）、分生细胞、幼胚、成熟 胚、受精胚珠、种子和原生质体等。从这些受体细胞都可获得再生的转基植株。
拥有来自其他物种基因的植物
01 由来
03 转化受体 05 潜在危害
目录
02 优点 04 转化方法 06 国外现状
转基因植物(Genetically modified plants)是拥有来自其他物种基因的植物。该基因变化过程可以来自不 同物种之间的杂交，但今天该名词更多的特指那些在实验室里通过重组DNA技术人工插入其他物种基因以创造出 拥有新特性的植物。
美国转基因植物的商业化速度进展很快，其推广应用走在其它国家的前列。1994年美国Calgene公司研制的 转基因延熟番茄首次进入商业化生产，到1998年底就有30多例转基因植物被批准进行商业化生产。1999年全球转 基因植物种植面积中，美国就占72%，达2870万公顷；其次是阿根廷670万公顷；占17%；加拿大400万公顷，占 10%；中国名列第4位，1999年种植面积达30万公顷，占1%，其他国家的种植面积都小于1%。
在国家“863”高新技术研究与发展计划及国家科技攻关计划的资助下，中国转基因植物的研究和开发取得 了显著的进展，有些研究已经达到国际先进水平。据1996年国生物技术学会统计，中国投入研究和开发的转基因 植物达47种，涉及各类基因103种有近20种转基因植物进入了田间试验或环境释放阶段。至1999年，农业部批准 可进行商业化生产的国内研制的转基因植物有5种，它们分别是：抗虫棉花、改变花色的矮牵牛、延熟番茄、抗病 毒的甜椒和番茄。
谢谢观看
农作物生物技术育种的研究已经不再处于实验室阶段，而是进入了实际应用，走到了商业化阶段。转基因植 物在全球的种植面积增长迅速，种植转基因植物的国家从1992年的1个增长到1996年的6个，1998年9个，1999年 进一步扩大到12个国家。全球转基因植物的种植面积1996年仅为170万公顷，1997年为1100万公顷，1998年增长 到2780万公顷，1999年又比1998年增长44%，达到3990万公顷。
为了有效控制水稻害虫的危害，中国农业科学院生物技术研究所和华中农业大学合作成功地获得了转Bt基因 杂交水稻，对二化螟、三化螟和稻纵卷叶螟的毒杀效果达到95%。浙江农业大学（现已并入浙江大学）也成功地 将Bt基因导入水稻早稻品种。转Bt基因抗螟虫水稻已进入环境释放阶段。中国科学院遗传所研制成功的转CpTI基 因抗虫水稻也分别获准在北京、福建和山西进入中间试验和环境释放。此外，中国农业大学研制的转基因抗玉米 螟玉米、复旦大学遗传所研制的转基因抗褐习虱水稻、中国科学院微生物研究所和中国林业科学院林研所研制的 抗虫转基因杨树也都进入环境释放阶段。
转化方法
①农杆菌介导法
转基因植物(4张)农杆菌的Ti质粒可以作为载体。Ti质粒上有两个区域，一个是T-DNA区，这是能够转移并整 合进植物受体的区段；另一个是Vir区，它编码实现质粒转移所需的蛋白质。将待转化的外源基因先克隆在大肠 杆菌质粒上，然后将此质粒转入不会引起冠瘿瘤的农杆菌（这种菌的Ti质粒已除去了T-DNA），使外源基因通过 同源重组整合在Ti质粒上；然后用带有外源基因的这种农杆菌去转化植物细胞，将外源基因转入植物细胞的基因 组。
植物转基因技术是指把从动物、植物或微生物中分离到的目的基因，通过各种方法转移到植物的基因组中， 使之稳定遗传并赋予植物新的农艺性状，如抗虫、抗病、抗逆、高产、优质等。随着现代生物技术的迅速发展， 植物转基因技术方兴未艾。自从1983年首次获得转基因植物后，至今已有35科120多种植物转基因获得成功。 1986年首批转基因植物被批准进入田间试验，至今国际上已有30个国家批准数千例转基因植物进入田间试验，涉 及的植物种类有40多种。
抗病基因工程
中国农业科学院生物技术研究所已成功地人工合成和改造了来自天蚕蛾的抗菌肽基因，并导入中国马铃薯主 栽品种米拉，获得抗病性提高I∽Ⅲ级的抗青枯病的转基因株系，现已经农业部批准在四川省进行环境释放。
2001年世界转基因植物商品化种植面积达到5260万公顷，其中中界转基因作物种植面积增长最快的国家。其主要原因一方面是因为已开发的产品效果良好，受到农户的重 视而加大了种植面积；另一方面是由于国家加大了研究力度，转基因植物的新技术和新产品不断产生。
转基因作物的种类主要有大豆、玉米、棉花和油菜，其性状主要是抗除草剂、抗虫、抗病等几类。
由来
转基因植物(5张)转基因植物的研究主要在于改进植物的品质，改变生长周期或花期等提高其经济价值或观 赏价值；作为某些蛋白质和次生代谢产物的生物反应器，进行大规模生产；研究基因在植物个体发育中，以及正 常生理代谢过程中的功能!
在国家"863"计划的支持下，中国农业科学院生物技术研究所成功地人工合成和改造了植物抗虫害的Bt基因， 获得了高抗棉铃虫的转基因棉花品种和品系。此外，中国农业科学院棉花所、南京农业大学和山西省农科院棉花 所等单位还以转基因抗虫棉为亲本，育成了一批抗虫能力在80%以上，单产比主栽品种高15%以上的转基因抗虫杂 交棉组合。拥有中国自主知识产权的抗虫棉花的育成和大面积推广应用，标志着中国转基因植物研究开始进入产 业化发展阶段。
抗虫转基因植物
2001年，转基因抗虫棉在已经取得重大成绩的基础上又有新的突破。中国农业科学院生物技术研究所的抗虫 棉基因专利“编码杀虫蛋白质融合基因和表达载体及其应用”获得国家知识产权局和世界知识产权组织授予的中 国专利金奖。同时，双价转基因抗虫棉SGK321也顺利通过河北省品种审定委员会审定，标志着中国在双基因抗虫 棉研究领域处于国际领先地位。SGK321已经通过了农业转基因生物安全性评价，并获准在晋、冀、鲁、豫、皖进 行商品化生产，在湖北进行环境释放。综合2000年和2001年两年区试结果，SGK321早熟性明显优于其他品种，霜 前皮棉亩产75.4公斤，相当于对照抗虫杂交种的93.4%。该品种纤维品质好，长度为29.2毫米，比强度29.4厘米 /特克斯，马克隆值4.8，抗虫性突出。
③原生质体融合
将不同物种的原生质体进行融合，可实现两种基因组的结合。
潜在危害
随着人类认识的发展，转基因植物的种种潜在危害也逐渐被认识。
面对转基因植物的可能危害，国际上提出生物安全问题。我国也制定了有关法规，按照潜在危险程度，将基 因工程分为四个等级，采取不同的管理措施。
国外现状
意义 发展
研究工程 植物方面
②直接转入法
这是将裸露的DNA直接导入植物细胞，然后将这些细胞在体外培养再生出植株。裸露的DNA的转化效率较低， 因而要辅之以高效率的组织培养系统。
植物细胞有一层很厚的细胞壁，因此需先去除植物细胞壁，使之成为原生质体，然后用来直接转入外源DNA。 当然，也可用机械的方法将DNA直接注入植物细胞而毋须去除细胞壁，这类方法有用显微操纵仪把DNA直接注入植 物细胞，也可在金属微粒上蘸涂了外源DNA，把它当作子弹，用“基因枪”轰击植物组织而进入植物细胞。
优点
以植物作为生物技术的实验材料有其特定的优点，那就是植物细胞大部分都有全能性(totipotency），可以 用单个细胞分化发育出整个植株。这样，经过基因工程改造的单个植物细胞有可能再生成一棵完整的转基因植株。
转化受体
植物基因工程用作外源基因的转化受体有许多种，包括胚性愈伤组织(cai—lus）、分生细胞、幼胚、成熟 胚、受精胚珠、种子和原生质体等。从这些受体细胞都可获得再生的转基植株。