第十六章转基因技术与作物育种分析
转基因技术在作物育种中的应用
转基因技术在作物育种中的应用随着人口的不断增长和城市化的加速推进，粮食安全问题越来越引人瞩目。
如何保证全球粮食供应的可持续性和安全性已成为全球粮食产业和政策制定者关注的焦点。
传统育种方法虽然能够改良植物品种，但进展缓慢且效果有限，往往需要数十年甚至更长时间才能取得一个新品种。
为了解决这一问题，转基因技术应运而生，成为一种快速改良植物品种的有效方式。
转基因技术的原理是通过改变细胞或整个生物的基因来获得更好的性状。
在作物育种中，转基因技术主要应用于以下三个方面。
一、抗虫害和抗病害传统育种方法通过对品种进行选择和杂交，使新品种具有一定程度的抗病性和抗虫性。
但是，这种方法需要数十年的时间才能取得一个抗病害和抗虫害的品种。
转基因技术可以在短时间内获得抗虫病基因，使新品种具有强大的抗病虫性。
例如，转基因玉米品种bt玉米通过添加一种毒素基因，能够有效地抵御玉米螟等有害昆虫的侵袭，并且能够减少农民使用杀虫剂的次数和数量，降低了农业生产的成本。
二、提高产量和品质转基因技术的另一个应用是提高产量和品质。
通过转基因技术，可以使植物在特定的环境下生长得更好，从而提高其产量和品质。
例如，转基因大豆品种能够在高盐和干旱的环境下生长，并且具有更好的适应性和耐久性，从而提高了大豆的产量和质量。
三、改变植物性状除了作物的抗病虫性和产量外，转基因技术还可以改变植物的其他性状，如形态、结构、花期和果实大小等。
例如，转基因番茄品种可以在不影响品质的情况下延长果实的保鲜期，从而减少了种植者和消费者的损失。
另一个例子是转基因米，通过添加一个微小的外源DNA片段，使米粒变得更加透明和光洁，从而提高了米的质量和价值。
总之，转基因技术在作物育种中发挥着举足轻重的作用。
虽然有很多人对转基因技术持怀疑态度，但是无可否认的是，这种技术已经取得了显著的成果，并且为解决全球粮食安全问题提供了新的思路和手段。
当然，对于转基因作物的安全性和风险，需要进行更加深入的研究和评估，以便更好地应用转基因技术来改良作物品种。
作物育种学总论习题
《作物育种学总论》习题第一章育种目标1.名词术语：育种目标、生物产量、经济产量、收获指数、株型育种、高光效育种2.现代农业对作物品种有哪些基本要求？3.制订育种目标的原则是什么？4.作物育种的主要目标性状有哪些？5.怎样才能正确制订出切实可行的育种目标？6.为什么通过矮秆育种能提高作物的单产？7.针对你所熟悉的某一地区制订某一个作物的育种目标，并说明其理由。
第二章作物的繁殖方式及品种类型1.简述小麦、玉米、棉花、大豆等作物的花器构造及开花习性。
哪些花器构造和开花习性有利于异花授粉？哪些花器构造和开花习性有利于自花授粉？2.结合具体作物简述自交和异交的遗传效应。
3.农作物品种有哪些类型、各有哪些基本特性？4.不同类型的品种群体的育种特点是什么第三章种质资源1.概念解释：种质资源、起源中心、初生中心、次生中心、原生作物、次生作物、遗传多样性中心、基因银行、初级基因库、次级基因库、三级基因库2.简述种质资源在作物育种中的作用。
3.简述本地种质资源的特点与利用价值。
4. 简述外地种质资源的特点与利用价值。
5.Vavilov起源中心学说在作物育种中有何作用？6.如何划分初生中心与次生中心？7.试述作物种质资源研究的主要工作内容与鉴定方法。
8.建拓作物基因库有何意义？如何建拓作物基因库？9.建立作物种质资源数据库有何意义？如何建立作物种质资源数据库？10.发掘、收集、保存种质资源的必要性与意义何在？第四章引种与驯化1.引种驯化的概念及基本原理是什么？2.影响引种的因素和引种规律是什么？第五章选择育种1.试述选择育种的基本原理及程序。
第六章杂交育种1.杂交育种按其指导思想可分为哪两种类型？各自的遗传机理是什么？2.为什么说正确选配亲本是杂交育种的关键？有何重要意义？3.如何理解杂交育种亲本选配的四条原则？4.选用遗传差异大的材料作亲本有何利弊？如何理解双亲来源地远近与双亲亲缘关系远近的关系？5.为什么要求双亲应具有较高的配合力？6.为什么说杂交方式是影响杂交育种成败的重要因素之一？杂交方式有哪些？试说明在单交、三交、四交、双交等杂交方式中，每一亲本遗传比重如何？为什么在三交和四交中要把农艺性状好的亲本放在最后一次杂交？7.解释系谱法、混合法、衍生系统法、单粒传法，简述它们各自的工作要点。
分子育种的方法范文
分子育种的方法范文
分子育种是一种利用分子生物学和遗传学的方法来改良农作物的育种
方法。
它通过研究和利用基因组的结构和功能，以及基因之间的相互作用，以实现对农作物的精确改良。
下面将详细介绍几种常见的分子育种方法。
1.基因定位和标记辅助选择
2.基因组选择
基因组选择是一种通过高通量测序技术和数学模型，对整个基因组进
行全面分析的方法。
育种者可以通过对大量标记位点的分析来了解不同基
因型之间的差异。
这种方法可以准确地评估每个基因位点对目标性状的贡献，并综合考虑多个位点的效应。
这种全面的基因组分析能够显著提高选
择效果，并有效地加速育种进程。
4.转基因技术
转基因技术是一种将外源基因导入农作物基因组中的方法。
通过转基
因技术，育种者可以将来自其他物种的有益基因导入到农作物中，以获得
改良的性状。
转基因技术常用于提高农作物的抗病性、耐逆性、品质和产
量等方面。
然而，由于转基因技术的争议和风险，它在一些国家和地区的
应用受到限制。
5.RNA干扰技术
RNA干扰技术通过导入外源RNA分子来抑制特定基因的表达。
这种技
术可以通过选择性地抑制特定基因的表达来改变目标性状。
RNA干扰技术
的应用广泛，可以应用于提高农作物的抗病性、延长保鲜期等方面。
转基因育种的优缺点及其与常规育种的关系
转基因育种的优缺点及其与常规育种的关系1. 转基因育种的定义转基因育种是指通过改变生物体的遗传物质，将外源基因导入目标物种，以改善其性状和适应环境的育种方法。
转基因育种可以通过引入抗病、抗虫、耐旱、耐盐等基因，提高作物的产量和品质，增加抗逆能力，从而满足人们对食物的需求。
2. 转基因育种的优点2.1 提高作物产量和品质转基因育种可以引入抗虫、抗病基因，提高作物的抗性，减少病虫害对作物的危害，从而增加作物的产量和品质。
例如，转基因玉米可以抵抗玉米螟的侵袭，转基因水稻可以抵抗稻瘟病的感染。
2.2 减少农药和化肥的使用转基因作物可以通过引入抗虫、抗草药害基因，减少对农药的依赖，从而降低农药的使用量。
此外，转基因作物还可以通过增加营养素的含量，提高作物的抗逆能力，减少对化肥的需求。
2.3 增加作物的抗逆能力转基因作物可以通过引入耐旱、耐盐等基因，增强作物的抗逆能力，提高作物在恶劣环境下的生存能力。
这对于解决全球变暖和气候变化带来的农作物生产压力具有重要意义。
2.4 提高作物的营养价值转基因育种可以通过增加作物中特定营养物质的含量，提高作物的营养价值。
例如，转基因黄金大米可以增加维生素A的含量，有助于解决发展中国家缺乏维生素A的问题。
2.5 缩短育种周期传统育种方法需要长时间的选择和繁殖过程，而转基因育种可以通过直接导入目标基因，缩短育种周期，加快新品种的培育速度。
3. 转基因育种的缺点3.1 生态风险转基因作物引入的外源基因可能对生态系统产生不可预测的影响。
例如，转基因作物的抗虫基因可能对非目标昆虫产生毒害作用，破坏生态平衡。
此外，转基因作物的杂交可能导致转基因基因流入野生种群，对生物多样性产生潜在威胁。
3.2 潜在健康风险转基因作物中引入的外源基因可能对人体健康产生潜在风险。
尽管转基因作物经过严格的安全评价，但仍存在一些未知的潜在风险。
因此，对转基因作物的安全性进行长期监测和评估非常重要。
3.3 社会经济问题转基因作物的引入可能引发社会经济问题。
第十六章 转基因技术与作物育种(二)
(2)重组DNA分子导入哺乳动物细胞 1)病毒颗粒转导 病毒DNA或RNA构建载体的转导过程主要有三种类型
1、蛋白质凝胶电泳鉴定
重组子由于含外源基因， 其表达产物中增加了外源 基因表达的多肽(蛋白质)
2、免疫检测鉴定 以细胞内表达的蛋 白为抗原，用对应的特 异性抗体进行鉴定。
酶联免疫吸附(ELISA) enzyme-linked immunosorbent assay 固－液、抗原－抗体体系，通过酶反应检 测抗体与抗原的结合
(5)核苷酸合成代谢相关酶基因的缺失互补筛选
2、利用报告基因筛选转化子
报告基因(reporter gene) 定义：其编码产物能够被快速地检测，用来判断外源 DNA是否已导入到受体细胞并检测其表达活性的一类特 殊的基因。
通常在含目的基因的DNA片段与克隆载体连接之前， 先在目的基因上游或下游连接一个报告基因。
3)脂质体介导(liposome)
由人工构建的磷脂双分子层组成的膜状结构，把用来 转染的DNA分子包在其中，通过脂质体与细胞接触，将 外源DNA导入受体细胞。
4)显微注射 显微注射法把外源DNA分子直接注入细胞 “穿刺” 处于细胞周围的DNA 随微针穿刺形成的小孔进 入细胞，或随穿刺的针头 带入细胞。
(2) 转导(transduction) 通过噬菌体(病毒)颗粒感染，把DNA导入被感染的受 体细胞的过程。 含目的基因的DNA 与噬菌体(病毒)载体的重 组DNA分子导入受体细 胞前，必须进行体外包 装。
(3) 三亲本杂交(triparental mating)
作物育种学：作物转基因育种
16个重大专项
民口9项，军民两用4项 • 核心电子器件、高端通用芯
片及基础软件
• 极大规模集成电路制造技术 及成套工艺
• 新一代宽带无线移动通信
• 高档数控机床与基础制造技 术
• 大型油气田及煤层气开发
• 大型先进压水堆及高温气冷 堆核电站
• 水体污染控制与治理
• 转基因生物新品种培育
• 重大新药创制
PCR analysis of CryIAc in putative transgenic plantlets
Northern杂交
Event
1 234
1
2 3 4 1x 5x
Western杂交或蛋白质分析
表型选择
WT
根尖1cm
根冠
WT
WT
超表达TaWRKY5转基因拟南芥10个株系的根系在总根长、 根总表面积、主根长比野生型有显著或极显著的优势， 根尖表皮细胞明显增多，同时侧根明显增加并且增长。
细胞后整合进植物基因组中并得以表达，从而导致了冠瘿瘤的 发生。进一步研究发现，整合到植物基因组中的T-DNA可以通 过减数分裂稳定地传给植物的后代，Ti质粒的上述特性成为农 杆菌介导法植物遗传转化的重要基础。
植物材料的准备 表达载体的构建 农杆菌转化 沾花法浸染拟南芥植株 Post-dip care
寄生范围广，几乎所有的双子叶植物。
Circular
chromosome
LB
RB
vir
T-DNA
genes
Ti plasmid
~ 120 kbp
Ti
ori
A. tumefaciens
1977年Chilton等在研究农杆菌侵染后形成的植物肿瘤细胞时， 用分子杂交发现在肿瘤细胞中存在着农杆菌Ti质粒的一个片段， 称为T-DNA（Transfer-DNA）。实验表明，T-DNA转移到植物
第十六章转基因技术与作物育种
第十六章转基因技术与作物育种转基因育种：就是根据育种目标，从供体生物中分离目的基因，经DNA 重组与遗传转化或直接运载进入受体作物，经过筛选获得稳定表达的遗传工程体，并经过田间试验与大田选择育成转基因新品种或种质资源。
与常规育种技术相比，转基因育种在技术上较为复杂，要求也很高，但是具有常规育种所不具备的优势：(1)转基因育种技术体系的建立使可利用的基因资源大大拓宽。
（没有物种局限性）(2)转基因育种技术为培育高产、优质、高抗，适应各种不良环境条件的优良品种提供了崭新的育种途径。
(3)利用转基因育种技术可以对植物的目标性状进行定向变异和定向选择：很强的目的性(4)利用转基因技术可以大大提高选择效率，加快育种进程。
（5）通过转基因的方法，还可将植物作为生物反应器生产药物等生物制品。
第一节作物的转基因技术一、转基因技术的发展现状(一)国际转基因植物研究与现状1.自从20世纪70年代重组DNA技术创建到1983年第一株转基因烟草获得以来，至今已有35个科120种植物转基因获得成功。
（植物）2.先后有30多个国家批准了3000多例田间试验，涉及的植物种类有40多种，2000年已有13个国家种植了商品化的转基因植物。
（国家数量）3.1996年全世界转基因作物种植面积约为280万hm2，1997年增加到1100万hm2，1998年为2780万hm2，1999年增加到3 990万hm2，2000年达到4420万hm2。
（面积增长）4.1996-2000年，转基因作物大部分(85％)种植在发达国家，其中美国种植的面积最大，2000年为3 030万hm2，占全球的68％。
其次为加拿大，2001年为320万hm2。
随着转基因技术的不断完善和普及，发展中国家转基因作物的种植面积也在逐年扩大，所占份额不断增加，从1997年占全球转基因面积的14％，到2000年占到了24％。
其中以阿根廷和中国较多。
5.目前所种植的转基因作物主要为大豆、玉米、棉花和油菜等，其中以转基因大豆的种植面积最大。
转基因技术与作物育种
1.根据基因表达的产物—蛋白进行基因克隆 主要步骤如下：
分离蛋白质 明确氨基酸序列 推导核苷酸序列
人工合成
利用这种方法人类首次人工合成了胰岛素基因。 虽然在早期采用这种方式已经成功地克隆了许多基因。 局限性：兼并密码子
效率低 未知基因及产物
6
2.从基因组DNA或mRNA序列克隆基因
(1)同源序列法 (Homology Based Candidate Gene Method) 根据基因家族成员所编码的蛋白质结构中具有保守氨基酸序列的特 点克隆基因家族未知成员。
• 包含Ti质粒
• T-DNA (TransferredDNA), 可以转移进入植 物基因组.
Tumor induced by A. tumefaciens
17
Ti Plasmid
T-DNA region
auxin
Left border
vir genes
Right border
已知农杆菌附着到 植物细胞后，只留 在细胞间隙中。TDNA首先在细菌中被 加工、剪切、复制， 然后转入植物细胞。
转基因技术与作物育 种
1
什么是转基因育种? 作物转基因育种 就是根据育种目标，从供体生物中分离目的基因，经 DNA重 组与遗传转化或直接运载进入受体作物，经过筛选获得稳定 表达的遗传工程体，并经过田间试验与大田选择育成转基因 新品种或种质资源。
转基因作物（GMC，genetically modified crops）
14
（二）目的基因重组质粒的构建
目的基因体外重组到适当的已改造的质粒中 包括保存用中间载体（大肠杆菌寄主）：pBR322、pUC、
pBluescript K、pKS,pGEM-T 繁殖载体（大肠杆菌寄主）： JM109, TOP10 植物转化载体（农杆菌寄主）： pBI121, pCAM1001
转基因技术及其在植物育种中的应用
转基因技术及其在植物育种中的应用一、概述从70年代重组DNA技术创建，到1983年第一株转基因烟草获得以来，国际上对转基因作物就存在着截然不同的观点：接受？抵制？随着技术日趋成熟，转基因作物由实验室进人大田中试，不少作物已向商品化发展。
与此同时，转基因作物的生态风险，可能带来的环境问题、转基因产品作为食品对人体健康问题、产品贴标签问题、运输问题、国际贸易问题、知识产权问题等已引起世界性的所谓“生物安全”的论战。
转基因技术实际上已由学术观点分歧，发展到知识产权问题、环境问题、经济问题甚至政治问题二、什么是转基因技术转基因技术是将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中，由于导入基因的表达，引起生物体的性状的可遗传的修饰，这一技术称之为转基因技术（Transgene technology）。
又名"遗传工程"、"基因工程"、"遗传转化"。
三、几种常用的植物转基因方法遗传转化的方法按其是否需要通过组织培养、再生植株可分成两大类，第一类需要通过组织培养再生植株，常用的方法有农杆菌介导转化法、基因枪法；另一类方法不需要通过组织培养，目前比较成熟的主要有花粉管通道法，花粉管通道法是中国科学家提出的。
1．农杆菌介导转化法农杆菌是普遍存在于土壤中的一种革兰氏阴性细菌，它能在自然条件下趋化性地感染大多数双子叶植物的受伤部位，并诱导产生冠瘿瘤或发状根。
根癌农杆菌和发根农杆菌中细胞中分别含有Ti质粒和Ri质粒，其上有一段T-DNA，农杆菌通过侵染植物伤口进入细胞后，可将T-DNA插入到植物基因组中。
因此，农杆菌是一种天然的植物遗传转化体系。
人们将目的基因插入到经过改造的T-DNA区，借助农杆菌的感染实现外源基因向植物细胞的转移与整合，然后通过细胞和组织培养技术，再生出转基因植株。
农杆菌介导法起初只被用于双子叶植物中，自从技术瓶颈被打破之后，农杆菌介导转化在单子叶植物中也得到了广泛应用，其中水稻已经被当作模式植物进行研究。
植物育种学习题及答案
《植物育种学》思考题第一章作物的繁殖方式及品种类型1. 无性繁殖作物进行杂交育种时，大体上要作哪些工作，才能育出品种？2. 试述通过有性杂交培育无性繁殖作物的特点。
3. 根据品种群体内个体同源染色体等位基因以及个体间基因型的情况，可将不同的品种归纳为哪几种群体类型？4. 农作物品种有哪些基本特性？5. 不同类型的品种群体的育种特点是什么？第二章种质资源1.种质资源在作物育种中有哪些作用？2.简述本地资源、外地资源、野生资源和人工创造的种质资源的特点与利用价值。
3.试述作物种质资源研究的主要工作内容与鉴定方法。
4.建拓作物基因库有何意义？如何建拓作物基因库？5.建立作物种质资源数据库有何意义，如何建立作物种质资源数据库？第三章育种目标1.现代农业对作物品种有哪些基本要求？2.制订育种目标的原则是什么？3.作物育种的主要目标性状有哪些？4.怎样才能正确地制订出切实可行的育种目标？5.对你所熟悉的地区，拟订一个作物的育种目标，交说明理由。
第四章引种与选择育种1.如何提高引种成功的可能性？2.根据你熟悉地区的生态特点及生产需要怎样尽快的将外地小麦或水稻品种引入到生产中，请说明步骤及理由。
3.来自同一生态区的某种农作物品种有何共同特点？4.简述引种成功的影响因素及引种规律。
5.比较单株选择法和混合选择法的差别，优缺点及其应用范围。
第五章杂交育种1.杂交育种中，亲本选配的原则是什么？为什么说正确选配亲本是杂交育种的关键？2.三个各具不同特点的亲本品种，试设计一个三品种三交及三品种双交的育种方案。
①假设亲本并注明其主要特点；②杂种后代处理方法及各世代工作重点，并说明理由；③方案要求写出杂交到品种比较试验，并注明世代年限。
3.杂交育种工作中，常用的杂交方式为单交和复交，两种杂交方式有什么区别？4.为什么说杂交方式是影响杂交育种成败的重要因素之一？杂交方式有哪些？试说明在单交、三交、四交、双交等杂交方式中，每一亲本遗传组成的比重如何？为什么在三交和四交中要把农艺性状好的亲本放在最后一次杂交？5.简述系谱法、混合法、衍生系统法和单籽传法及它们各自的工作特点，并比较它们各自的优缺点及应用。
农作物品种改良的方法与技术
农作物品种改良的方法与技术随着人口的增加和食品需求的上升，农业生产任务变得日益繁重。
为了满足这个需求，改良农作物品种的研究变得越来越重要。
农作物品种改良是在遗传学、生物技术等多个方面进行的，这些工作目的是为了获得其他品种的有益特性和生产性能的改善。
这篇文章将讨论农作物品种改良的方法和技术。
1. 传统育种传统育种是改良农作物品种的最常用方法之一。
它基本上是从野生作物中选取适应性更强、自然繁殖能力更强的优良品种，经过杂交和后代选择等方式，改进栽培的农作物。
这种方法具有风险低、成本低的优势；同时，它可以使育种师适应与目标本地环境和当地需求，并确保传统种植习俗的延续。
2. 突变体育种突变体育种通常是指在普通杂交后，产生明显的变化如色彩、花形、叶型和果实等形态的农作物。
这种突变往往与基因的突变有关。
在植物品种中，生长指数的变化常与遗传的不同涉及到单基因上的突变；如果突变涉及到某些基因，那么它可能会产生全新的和不同形态的农作物品种，包括抗病性的增强、速度增长、农田化和和有益性状的改进等等。
3. 荧光原位杂交技术（FISH）荧光原位杂交技术是利用荧光分子标记DNA片段，以确认目标DNA序列的位置，特别适用于无细胞或具细胞结构分化的细胞。
利用FISH技术，可以以染色体组的形式显示，定位和鉴定部位突变、插入和删除，从而精确地进行空间定位和基因定位，加速育种工作的进展。
4. 转基因技术转基因技术是通过将目标外源DNA序列插入原生态DNA序列，用于实现目标酶等物质的蓄积和表达。
这种技术常用来插入一些诸如杀虫剂、防霉剂、半耐盐、半耐旱、耐盐、耐旱、抗病等性状，以提高植物品种在特定环境下的适应性和生产力。
使用转基因技术还可以改变农作物品种的形态结构和设施性质。
5. 核酸酶技术核酸酶技术是利用酶防止抵制、破坏特定的RNA序列。
通过修改RNA序列，核酸酶将目标RNA蓄积和表达。
这种技术常用来插入一些再生物质制服方面具有重要作用的蛋白质基因，并改善育种效应的质量和效率，这对农村生态和农业结构的调整非常有利。
作物育种学：作物转基因育种
Insect resistant cotton – Bt toxin kills the cotton boll worm • transgene = Bt protein
Insect resistant corn – Bt toxin kills the European corn borer • transgene = Bt protein
育种方法和途径
• 选择育种 • 杂交育种 • 回交育种 • 诱变育种 • 远缘杂交 • 倍性育种 • 杂种优势利用 • 群体改良
• 细胞工程育种
• 作物转基因育种
• 分子标记辅助选择育 种
作物转基因育种
转基因育种的定义
• 利用现代植物基因工程技术将某些与作物高 产、优质和抗逆性状相关的基因导入受体作 物中以培育出具有特定优良性状的新品种。
农杆菌介导的遗传转化
基因轉殖 (Transgenic)
農桿菌 植物細胞 再生
Your World, Biotechnology and you
Agrobacterium tumefaciens: a natural tool for plant transformation
人们很早就发现双子叶植物常发生一种冠瘿瘤病， 该病在法国、东欧和意大利的葡萄和果树上曾大面积发 生。 1907年 Smith和Townsent等 首先发现这种冠瘿瘤 病是由根癌农杆菌 引发的。
本
受体材料的选择和再生系统的建立
流 转基因方法的确定和外源基因的转化
程
转化体的筛选和鉴定
转基因植物的育种利用
目的基因的克隆
Extract DNA
Isolate gene
外源基因的转化
1.载体介导转移系统
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(3)利用转基因育种技术可以对植物的目标性 状进行定向变异和定向选择，同时随着对 基因认识的不断深入和转基因技术手段的 完善，对多个基因进行定向操作也将成为 可能，这在常规育种中是难以想象的。
(4)利用转基因技术可以大大提高选择效率， 加快育种进程。此外，通过转基因的方法， 还可将植物作为生物反应器生产药物等生 物制品。正是由于转基因技术育种具有上 述强大的优势，使得转基因技术从发现到 如今仅仅30年的历史就得到了快速的发展。
第十六章 转基因技术与作物育种
转基因育种就是根据育种目标，从供体生物 中分离目的基因，经DNA重组与遗传转化 或直接运载进入受体作物，经过筛选获得 稳定表达的遗传工程体，并经过田间试验 与大田选择育成转基因新品种或种质资源。
第十六章转基因技术与作物育种分析
它涉及目的基因的分离与改造、载体的构 建及其与目的基因的连接等DNA重组技术； 通过农杆菌介导、基因枪轰击等方法使重 组体进入受体细胞或组织以及转化体的筛 选、鉴定等遗传转化技术和相配套的组织 培养技术；获得携带目的基因的转基因植 株(遗传工程体)；遗传工程体在有控条件下 的安全性评价以及大田育种研究直至育成 品种。
第十六章转基因技术与作物育种分析
第十六章转基因技术与作物育种分析
目前所种植的转基因作物主要为大豆、 玉米、棉花和油菜等，其中以转基因 大豆的种植面积最大。
转基因作物的主要目标集中在培育具有 抗除草剂特性的农作物优良品种,其次 为培育抗虫和毒病新品种上。
第十六章转基因技术与作物育种分析
(二)我国转基因作物研究与利用概况 我国是世界上第一个商品化种植转基因作 物的国家。自行培育的双价转基因烟草的 抗病虫性达到60％，产量比对照增加15％， 产值增加20％，1992年每亩增产200元， 遗憾的是由于市场的原因现已不推广。
第十六章转基因技术与作物育种分析
第十六章转基因技术与作物育种分析
第十六章转基因技术与作物育种分析
(三)受体材料的选择 受体是指用于接受外源DNA的转化材料。能否建 立稳定、高效、易于再生的受体系统是植物转基 因操作的关键技术之一。良好的植物基因转化受 体系统应满足如下条件：①高效稳定的再生能力； ②受体材料要有较高的遗传稳定性；③具有稳定 的外植体来源，即用于转化的受体要易于得到而 且可以大量供应，如胚和其他器官等；④对筛选 剂敏感，即当转化体筛选培养基中筛选剂浓度达 到一定值时，能够抑制非转化植株细胞的生长、 发育和分化，而转化细胞、植株能正常生长、发 育和分化形成完整的植株。
第十ห้องสมุดไป่ตู้章转基因技术与作物育种分析
第一节 作物的转基因技术
一、转基因技术的发展现状 (一)国际转基因植物研究与现状 自从20世纪70年代重组DNA技术创建到1983年 第一株转基因烟草获得以来，至今已有35个科 120种植物转基因获得成功。先后有30多个国家 批准了3000多例田间试验，涉及的植物种类有 40多种，2000年已有13个国家种植了商品化的 转基因植物。1996—2001年全球转基因作物种 植面积增加很快(图16—1)。到2001年全世界已 种植转基因作物5260万hm2。
第十六章转基因技术与作物育种分析
第十六章转基因技术与作物育种分析
第十六章转基因技术与作物育种分析
二、转基因育种的程序 利用转基因技术进行作物育种的基本过程 可分为：目的基因或DNA的获得；含有目 的基因或者DNA的重组质粒的构建；受体 材料的选择和再生系统的建立；转基因方 法的确定和外源基因的转化；转化体的筛 选和鉴定；转基因植株的育种利用。
第十六章转基因技术与作物育种分析
目前经农业部审查并经全国基因工程安全委 员会批准商品化生产的作物已有我国自行 研制开发的抗虫转基因棉花、美国 Monsanto公司开发的Bt抗虫棉、延迟成 熟期的转基因番茄、抗黄瓜花叶病毒(CMV) 转基因番茄、抗CMV转基因甜椒及转查尔 酮合酶(CHS)反义RNA基因矮牵牛。但是 除了转基因抗虫棉已经大面积生产外，后 几种作物的种植面积仅在1 hm2左右。
第十六章转基因技术与作物育种分析
据农业部资料，到1999年我国已批准进行中 试的转基因作物有48项，包括水稻、小麦、 玉米、番茄、白菜、番木瓜、甜瓜、花生、 棉花、烟草、广藿香等11种作物；主要目 标性状是抗虫、抗病、耐盐、抗冻、耐储 藏和抗衰老等。已批准环境释放的有49项， 包括水稻、玉米、大豆、马铃薯、番茄、 甜椒、线辣椒、棉花、杨树、烟草等10种。
第十六章转基因技术与作物育种分析
与常规育种技术相比，转基因育种在技术上较为复 杂，要求也很高，但是具有常规育种所不具备的 优势。主要体现在： (1)转基因育种技术体系的建立使可利用的基因资 源大大拓宽。实践表明，从动物、植物、微生物 中分离克隆的基因，通过转基因的方法可使其在 三者之间相互转移利用。 (2)转基因育种技术为培育高产、优质、高抗，适 应各种不良环境条件的优良品种提供了崭新的育 种途径。这既可大大减少杀虫剂、杀菌剂的使用， 有利于环境保护，也可以提高作物的生产能力、 扩大作物品种的适应性和种植区域。
第十六章转基因技术与作物育种分析
已经分离的目的基因一般都保存在大肠杆 菌内的一类辅助质粒中，常用的有pBR322 系列、pUC以及pBluescriptK+(—)系列 等。在进行外源基因转移前还必须将外源 基因重组到合适的载体上，具体采用哪种 载体要根据转基因的方法和目的而定。Ti质 粒转化载体的结构见图16—6、16—7。
第十六章转基因技术与作物育种分析
(一)目的基因的获得 目的基因的获得是利用作物转基因育种的 第一步。根据获得基因的途径主要可以分 为两大类：根据基因表达的产物——蛋白 进行基因克隆；从基因组DNA或mRNA序 列克隆基因。
第十六章转基因技术与作物育种分析
(二)目的基因重组质粒的构建 通过上述方法克隆得到目的基因只是为利 用外源基因提供了基础，要将外源基因转 移到受体植株还必须对目的基因进行体外 重组。质粒重组的基本步骤包括：从原核 生物中获取目的基因的载体并进行改造； 利用限制性内切酶将载体切开，并用连接 酶把目的基因连接到载体上，获得DNA重 组体。