植物转基因育种概述

植物转基因育种概述
植物转基因育种概述

植物转基因育种概述

https://www.360docs.net/doc/1d12223582.html, 来源:中学生物学 作者:李志翔 日期:2007-10-1

为了培育高产、优质、抗逆性强的作物新品种,需将一种植物的优良遗传性状转移到另一种植物体中。若采用传统的杂交育种法进行随机筛选或通过组织培养、理化诱变、细胞融合等方法定向筛选优良性状培育新品种,其盲目性较大,筛选效率低,又有明显的种属界限而产生一定的生殖障碍,成功率不高。目前发展起来的植物基因工程技术则能有效地解决上述难题。通过特定目的基因的定向转移,其遗传变异频率比自发突变高出102~104倍,选择效率高,大大地避免了盲目性;又由于基因来源广泛,打破了种属界限,可以克服杂交育种过程中的生殖障碍,成功率提高。因此,植物基因工程技术已成为作物遗传育种的有效新途径,倍受重视。通过基因工程技术定向转移基因后获得的植物,称为转基因植物。

自1983年世界上首次成功获得第一株转基因植物以来,植物基因工程技术已广泛应用于作物品质改良、抗病性、抗虫性、抗病毒性、抗除草剂、杂种优势的利用等方面。迄今,全世界至少有300多种基因(性状)用于转化植物、微生物和动物。许多转基因产品已陆续投放全球市场,经济效益显著。

1 抗病毒转基因植物

植物病毒病是我国农业生产上最主要的病害之一,对我国的粮食作物、经济作物及果树蔬菜均造成严重危害,

经济损失巨大,但迄今缺少有效的化学防治方法。目前

人们已经可以通过植物基因工程技术,获得抗病毒转基因植物,以控制植物病毒的危害。其原理是:

一是利用植物生物技术,将病毒外壳蛋白基因或卫星RNA基因转入到植物基因组中,并获得转基因植株。这些植株叶片细胞中就会有病毒外壳蛋白或卫星RNA的表达和积累,就能够抑制相应的侵染病毒的RNA复制,从而可以减弱病毒病的症状或推迟病毒病发生时间,即具有一定的抗病毒能力。二是将病毒的反义RNA的相应DNA序列重组到植物的基因组里,使其合成反义的RNA。当植物被相应的病毒感染时,病毒的mRNA就可能与植物细胞中合成、积累的病毒反义RNA结合而无法反向复制和转录,从而控制病毒对植物的危害。

1.1 抗烟草花叶病毒的转基因植物

烟草花叶病毒(TMV)是一种RNA病毒,由单链RNA及外壳蛋白组成。研究证明,TMV侵染植物后,其外壳蛋白具有抑制新侵染相应病毒释放mRNA的作用。目前已成功地将TMV外壳蛋白基因转入到烟草细胞中,表达了病毒蛋白并对该病毒产生了抗性。

1.2 抗黄瓜花叶病毒转基因植物

黄瓜花叶病毒(CMV)对农作物危害极为严重,可侵染上千种植物。目前人们已成功地将CMV的卫星RNA基因转入到烟草、辣椒、甜瓜、番茄和矮牵牛等植物中,在植物体内合成、累积的卫星RNA,可以抑制相应的病毒RNA的复制,能显著减轻病毒的危害。

此外,人们还培育出了抗苜蓿花叶病毒(AMV)、抗烟草环斑病毒(TobRV)的转基因植物,抗病毒效应都非常显著。

2 抗虫转基因植物

农业生产上传统的防治害虫方法,主要是化学药剂防治,有较好的效果,但污染环境。另外,人们利用苏云金芽孢杆菌(Bt)毒蛋白制剂对害虫进行生物防治,有一定的效果,但不稳定。现在人们采用植物基因工程技术将抗虫基因转到作物中,获得抗虫的转基因植物,抗虫效果显著。目前转移的抗虫基因主要是从苏云金芽孢杆菌中分离出来的毒蛋白基因,这些毒蛋白具有很强的杀虫专一性,对部分有益昆虫、动物及人类没有毒害作用。其次是蛋白酶抑制剂基因,其杀虫谱比较广泛。

2.1 转Bt毒蛋白基因植物

Bt毒蛋白是Bt在形成芽孢时产生的一种蛋白质,可特异性地杀死鳞翅目昆虫。这是因为它在昆虫消化道内的碱性条件下,降解成为活性多肽并造成昆虫消化道损伤,从而导致昆虫死亡。人们已经克隆了编码这些毒蛋白的基因,用基因重组技术构建后,转入到作物细胞基因组中,迄今已获得了抗虫的转基因烟草、转基因棉花、转基因水稻等作物新品种。然而Bt毒蛋白杀虫谱较窄,而Bt以色列变种毒蛋白则具有抗同翅目昆虫的作用。最近,德国科学家还分离出了抗鞘翅目昆虫Bt变株,从而扩展了毒蛋白基因的应用范围。我国的转基因抗虫棉的研究和开发进展迅速,是继美国之后具有自主知识产权的第二个国家,已审定10多个品种,累计推广种植面积达数百万公顷,大大减少了化学农药使用量和农药中毒事故及环境污染,产生了良好的社会效应、经济效应和生态效应,同时还带动了抗虫转基因水稻、玉米、杨树等生物技术产品的研究和开发。

2.2 转蛋白酶抑制剂基因植物

近些年来,人们还从植物体内分离出了一种防御害虫危害的蛋白酶抑制剂——豇

豆胰蛋白酶抑制剂(CpTⅠ)的基因,其表达产物被昆虫吞食后,CpTI就会抑制昆虫的消化酶,使其不能分解植物蛋白,从而影响昆虫对作物的消化吸收,最终导致其死亡。目前,CpTI蛋白基因已被成功地转入烟草,并使转化植株获得了抗鳞翅目、鞘翅目害虫的能力,几乎对所有的害虫都有效,而对人、畜无害。国内育种工作者将经过改造的CpTⅠ蛋白基因导入三系杂交稻恢复系,表现出对水稻害虫的明显抗性。因此,CpTⅠ比Bt毒蛋白的杀虫谱要广,更有应用价值。目前应用较多、抗虫能力较好的植物蛋白酶抑制剂基因还有水稻巯基蛋白酶抑制剂基因和马铃薯蛋白酶抑制剂基因等。

3 抗真菌、细菌转基因植物

真菌、细菌引起的植物病害,对农作物的产量、品质的危害是非常严重的。人们已开始从化学防治植物病害转向了抗病基因工程的研究。目前已从植物材料中克隆到越来越多的优良抗病基因,如玉米抗圆斑病基因、番茄抗叶霉病基因、水稻抗白叶枯病基因等。其中,水稻抗白叶枯病的基因Xa-21已成功地转入水稻栽培品种中,配制了数十个抗白叶枯病杂交水稻新组合,抗性良好,正在全国推广。真菌细胞壁中的几丁质可被几丁质酶所降解。美国科学家已从灵杆菌中分离出几丁质酶基因并转入了烟草、番茄、马铃薯和莴苣中,并表达了抗真菌感染的能力。国内育种工作者将近源野生簇毛麦的抗白粉病基因导入优质小麦品种中,育成了抗白粉病的小麦新品种扬麦10号、扬麦11号,已推广数十万公顷。

4 抗除草剂转基因植物

在现代化农业生产中,应用化学除草剂除草是极其重要的。然而,除草剂伤害农作物的现象时有发生。因此,在继续推广使用除草剂时,人们就希望农作物能具有抗除草剂的能力。现在利用植物基因工程技术,培育出了抗除草剂的转基因植物。

抗除草剂转基因植物的作用机制可以概括为以下几个方面:能编码分解除草剂的酶;抑制植物对除草剂的吸收;抑制除草剂对敏感的靶酶的破坏或扩增会被除草剂破坏的酶。

4.1 抗草甘膦的转基因作物

草甘膦是一种广谱除草剂,已得到广泛的应用,但易伤害农作物。目前,已采用基因工程技术将抗草甘膦基因转入到烟草中,转化植株获得了抗草甘膦的能力。

4.2 抗膦丝菌素转基因植物

膦丝菌素(PPT)是一种非选择性的除草剂,是植物谷氨酰胺合成酶(GS)的抑制剂。PPT通过抑制GS的酶活性,引起植物体内氨的迅速积累,发生氨中毒,导致植物死亡。现在已从一种链霉菌中分离得到抗二丙膦(含有PPT的三肽)的bar基因,该基因编码的产物PAT,在转基因烟草、棉花、马铃薯和番茄的细胞内得到了表达,PAT通过对PPT和抗二丙膦的乙酰化,而使其失去了抑制GS活性的能力,使得转基因植物都获得了对除草剂PPT的抗性,而且抗性都能遗传给下一代。

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转基因植物的安全性评价.

1转基因植物安全评价的意义 转基因植物育种,是利用遗传工程的手段,有目的地将外源基因或DNA构建导 入植物基因组,通过外源基因的直接表达,或通过对内源基因表达的调控,甚至通过直接调控植物相关生物如病毒的表达使植物获得新的性状的一种品种改良技术,可最大限度地满足人类的需要[1]。 与此同时,转基因技术使物种的进化速度远远超过生物自然变异与选择的速度,对于这种急剧的生物物种变化,自然界能否容纳和承受?自然界的其他组成部分是否会因此受到伤害或破坏?转基因植物及其产品被人们食用时,是否会向人体肠道微生物发生基因转移?是否会出现由于某种新物质的形成对人体健康产生危害或潜在影响?要消除这些疑虑就要进行转基因植物的安全性评价。要经过合理的实验设计和严密科学的实验程序,积累足够的数据,根据这些数据判断转基因植物的大田释放和大规模商业化生产是否安全,对实验证明安全的转基因植物正式用于农业生产,对存在安全隐患的加以限制,避免危及人类生存及破坏生态环境[2]。因此,制定科学完善的安全性评价的原则与方法,对确保人类健康和环境安全及转基因技术的健康发展具有十分重要的意义。 2转基因农产品安全评价的内容 2.1转基因植物的环境安全性 转基因植物的环境安全性评价要解决的核心问题是转基因植物释放到田间后是否会将基因转移到野生植物中;是否会破坏自然生态环境,打破原有生物种群的动态平衡[2]。 转基因植物演变为农田杂草的可能性:转基因植物可通过传粉进行基因转移,可能将一些抗虫、抗病、抗除草剂或对环境胁迫具有耐性的基因转移给近缘种或杂草,如果杂草获得了这些抗性,就会变成超级杂草,使农田杂草难以控制。 基因漂移到近缘野生种的可能性:在自然生态条件下,有些栽培植物会和周围生长的近缘野生种发生天然杂交,从而将栽培植物中的基因转入野生种中。在进行转

植物转基因育种概述

植物转基因育种概述 https://www.360docs.net/doc/1d12223582.html, 来源:中学生物学 作者:李志翔 日期:2007-10-1 为了培育高产、优质、抗逆性强的作物新品种,需将一种植物的优良遗传性状转移到另一种植物体中。若采用传统的杂交育种法进行随机筛选或通过组织培养、理化诱变、细胞融合等方法定向筛选优良性状培育新品种,其盲目性较大,筛选效率低,又有明显的种属界限而产生一定的生殖障碍,成功率不高。目前发展起来的植物基因工程技术则能有效地解决上述难题。通过特定目的基因的定向转移,其遗传变异频率比自发突变高出102~104倍,选择效率高,大大地避免了盲目性;又由于基因来源广泛,打破了种属界限,可以克服杂交育种过程中的生殖障碍,成功率提高。因此,植物基因工程技术已成为作物遗传育种的有效新途径,倍受重视。通过基因工程技术定向转移基因后获得的植物,称为转基因植物。 自1983年世界上首次成功获得第一株转基因植物以来,植物基因工程技术已广泛应用于作物品质改良、抗病性、抗虫性、抗病毒性、抗除草剂、杂种优势的利用等方面。迄今,全世界至少有300多种基因(性状)用于转化植物、微生物和动物。许多转基因产品已陆续投放全球市场,经济效益显著。 1 抗病毒转基因植物 植物病毒病是我国农业生产上最主要的病害之一,对我国的粮食作物、经济作物及果树蔬菜均造成严重危害, 经济损失巨大,但迄今缺少有效的化学防治方法。目前

人们已经可以通过植物基因工程技术,获得抗病毒转基因植物,以控制植物病毒的危害。其原理是: 一是利用植物生物技术,将病毒外壳蛋白基因或卫星RNA基因转入到植物基因组中,并获得转基因植株。这些植株叶片细胞中就会有病毒外壳蛋白或卫星RNA的表达和积累,就能够抑制相应的侵染病毒的RNA复制,从而可以减弱病毒病的症状或推迟病毒病发生时间,即具有一定的抗病毒能力。二是将病毒的反义RNA的相应DNA序列重组到植物的基因组里,使其合成反义的RNA。当植物被相应的病毒感染时,病毒的mRNA就可能与植物细胞中合成、积累的病毒反义RNA结合而无法反向复制和转录,从而控制病毒对植物的危害。 1.1 抗烟草花叶病毒的转基因植物 烟草花叶病毒(TMV)是一种RNA病毒,由单链RNA及外壳蛋白组成。研究证明,TMV侵染植物后,其外壳蛋白具有抑制新侵染相应病毒释放mRNA的作用。目前已成功地将TMV外壳蛋白基因转入到烟草细胞中,表达了病毒蛋白并对该病毒产生了抗性。 1.2 抗黄瓜花叶病毒转基因植物 黄瓜花叶病毒(CMV)对农作物危害极为严重,可侵染上千种植物。目前人们已成功地将CMV的卫星RNA基因转入到烟草、辣椒、甜瓜、番茄和矮牵牛等植物中,在植物体内合成、累积的卫星RNA,可以抑制相应的病毒RNA的复制,能显著减轻病毒的危害。 此外,人们还培育出了抗苜蓿花叶病毒(AMV)、抗烟草环斑病毒(TobRV)的转基因植物,抗病毒效应都非常显著。

植物基因转化及转基因植物的分析与鉴定

植物基因转化及转基因植物的分析与鉴定 〖实验目的〗 1.了解创建烟草突变体库的方法; 2.理解每种方法的基本原理; 3.掌握农杆菌介导的转基因方法以及转基因产物筛选和鉴定的基本过程。 〖实验原理〗 随着越来越多植物的全基因组测序工作的完成,在此基础上开展功能基因组的研究是目前的核心研究内容之一。植物插入突变体库的建立是功能基因组研究的一个重要内容,在此基础上也能进行正向遗传学及反向遗传学的研究。在创制突变体的策略上,传统方法是使用物理或化学诱变方法获得,其优点是可在尽可能短的时间内获得饱和突变体。与传统的物理和化学诱变方法相比,生物诱变(T-DNA和转座子插人诱变)通常可标记突变基因,从而较为容易地分离鉴定靶基因。最近数年,通过农杆菌介导的T-DNA插入突变已成为国际公认的植物功能基因组学的主要研究方法之一。 烟草是植物基因组研究的一种模式植物,其突变体库的创建是烟草功能基因组学研究中的重要内容,其目的是通过大规模的突变体库平台快速全方位的了解基因组中各个基因的功能。突变体的创制是遗传学研究的基础,也是分离基因和基因功能鉴定的最要途径。通过诱导培养,使烟草产生愈伤组织,利用土壤农杆菌感染愈伤组织,实现T-DNA标签在烟草愈伤组织基因组中大量随机插人,利用植物细胞的全能性,经过抗性筛选,诱导分化,从抗性愈伤组织获得烟草突变体再生植株,获得各突变体的纯合材料,从而建立烟草突变体的数据库,然后分析突变性状与T-DNA的共分离关系,存在共分离的材料用适当的Tail-PCR克隆技术获得T-DNA的侧翼基因组序列,用其作探针筛选基因文库,获取目标基因或克隆,再进行下一步的分析(图实验4-1)。 T-DNA 载体构建 转化植物(T1,T-DNA杂合子)收获T2种子

转基因植物的安全性评价

1转基因植物安全评价的意义 转基因植物育种,是利用遗传工程的手段,有目的地将外源基因或DNA构建导入植物基因组,通过外源基因的直接表达,或通过对内源基因表达的调控,甚至通过直接调控植物相关生物如病毒的表达使植物获得新的性状的一种品种改良技术,可最大限度地满足人类的需要[1]。 与此同时,转基因技术使物种的进化速度远远超过生物自然变异与选择的速度,对于这种急剧的生物物种变化,自然界能否容纳和承受?自然界的其他组成部分是否会因此受到伤害或破坏?转基因植物及其产品被人们食用时,是否会向人体肠道微生物发生基因转移?是否会出现由于某种新物质的形成对人体健康产生危害或潜在影响?要消除这些疑虑就要进行转基因植物的安全性评价。要经过合理的实验设计和严密科学的实验程序,积累足够的数据,根据这些数据判断转基因植物的大田释放和大规模商业化生产是否安全,对实验证明安全的转基因植物正式用于农业生产,对存在安全隐患的加以限制,避免危及人类生存及破坏生态环境[2]。因此,制定科学完善的安全性评价的原则与方法,对确保人类健康和环境安全及转基因技术的健康发展具有十分重要的意义。 2转基因农产品安全评价的内容 2.1转基因植物的环境安全性 转基因植物的环境安全性评价要解决的核心问题是转基因植物释放到田间后是否会将基因转移到野生植物中;是否会破坏自然生态环境,打破原有生物种群的动态平衡[2]。 转基因植物演变为农田杂草的可能性:转基因植物可通过传粉进行基因转移,可能将一些抗虫、抗病、抗除草剂或对环境胁迫具有耐性的基因转移给近缘种或杂草,如果杂草获得了这些抗性,就会变成超级杂草,使农田杂草难以控制。 基因漂移到近缘野生种的可能性:在自然生态条件下,有些栽培植物会和周围生长的近缘野生种发生天然杂交,从而将栽培植物中的基因转入野生种中。在进行转基因植物安全评价时应从两个方面考虑,一是转基因植物释放区是否存在近缘野生种,若没有,则基因漂移就不会发生。另一个可能是存在近缘野生种,基因可以从栽培植物转移到野生种中,这就要分析考虑基因转移后会有什么效果。 对自然生物类群的影响:在植物基因工程中所用的许多基因是与抗虫或抗病有关的,其直接作用的对象是生物。如转入BT杀虫基因的抗虫棉,其目标昆虫是棉铃虫和红铃虫等植物害虫,如大面积和长期种植抗虫棉,昆虫有可能对抗虫棉产生适应性或抗性,这会影响抗虫棉的应用和BT农药制剂的防虫效果。因此,在抗虫棉推广时一般要求种植一定比例的非抗虫棉,以延缓昆虫产生抗性。 2.2转基因植物的食品安全性 转基因食品又称基因修饰食品(Geneticallymodifiedfood,GMF),即用转基因生物制造或产生的食品。进行转基因食品安全评价时,应从宿主、载体、插入基因、重组DNA、基因表达产物及其对食品营养成分的影响等方面来考虑[3]。主要内容有:转基因食品基因修饰导致的新基因产物的营养学评价、毒理学评价以及过敏效应。 3转基因植物的安全评价方法 3.1转基因植物安全性评价等级与原则 中国农业部在2002年1月5日发布的《农业转基因生物安全评价管理办法》中,按照对人类、动植物、微生物和生态环境的潜在危险程度,由高到低的顺序将农业转基因生物分为4个安全等级(表1)[4]。 表1农业转基因生物安全等级的划分标准 在对农业转基因生物进行安全性评价时一般遵从以下几条原则:(1)促进而不是限制农业转基因生物的发 转基因植物的安全性评价 李茜 (南京农业大学,国家生命科学与技术人才培养基地,南京210095) 摘要:简要论述了转基因植物安全性评价的意义、内容和方法。 关键词:转基因植物;安全性;评价。 安全等级潜在危险程度 Ⅰ尚不存在危险 Ⅱ具有低度危险 Ⅲ具有中度危险 Ⅳ具有高度危险 农业生物技术 62 -- 中国农村小康科技2008年第1期E-mail:chinaxiaokang@126.com地址:100026北京市朝阳区麦子店街20号农业部北办公区中国农学会

转基因植物

第五章转基因植物 是指利用基因工程技术,在离体条件下,对不同生物的DNA进行加工,并按照人们的意愿和适当的载体重新组合,再将重载体转入受体中,并使其在体内表达的植物。 转基因植物通常具有高产优质、抗病虫、环境抗性、抗除草剂、耐储存、提高某些成分的含量等优良性状。 第一节植物转基因技术 一、植物细胞培养技术 植物组织培养的重要理论基础是植物细胞的全能性。植物细胞全能性(totipotency),就是植物体细胞或性细胞,在人为控制的培养条件下都具有再生成新个体的潜能,因而在适宜的条件下可以被诱导生长分化形成完整植株。 二、植物转基因技术的基本路线 1.目的基因的分离 2.载体构建 3.导入细菌并利用细菌繁殖扩增重组DNA 4.对植物组织或细胞进行转化 5.植株再生 6.转基因植株的鉴定 7.转基因植株的种植 三、转基因的受体系统 1.植物组织受体系统: 受伤的细胞容易受到病毒或质粒的感染。这些病毒或质粒上的某些DNA通过各种不同的方式转移到受伤的植物细胞,并形成愈伤组织。愈伤组织可以培养成完整的转化植株。该受体系统转化率高,可获得较多的转化植株,取材广泛、适用性广。但再生植株无性系变异较大,转化的外源基因稳定性差,嵌合体多。 2.原生质体受体系统: 是植物细胞除去细胞壁后的部分,是一个质膜包围的“裸露细胞”。原生质体在合适的条件下具有分化、繁殖并再生成完整植株的能力,具有全能性。原生质体在体外比较容易完成一系列细胞操作或遗传操作,互相之间可以发生细胞融合,而且还可以直接高效的捕获外源基因,嵌合体少。但缺点是遗传稳定性差,培养周期长,难度大,再生频率低。 3.生殖细胞受体系统: 它是以植物生殖细胞如花粉细胞、卵细胞为受体细胞进行基因转化的系统。目前主要以两条途径利用生殖细胞进行基因转化:一是利用组织培养技术进行花粉细胞和卵细胞的单倍体培养,诱导愈伤组织细胞,进一步分化发育成单倍体植株,从而建立单倍体的基因转化系统;二是直接利用花粉和卵细胞受精过程进行基因转化,如花粉管导入法、花粉粒浸泡法、子房微针注射法等。由于该受体系统与其它受体系统相比有许多优点,如:具有全能性的生殖细胞直接为受体细胞,具有更强的接受外源DNA的潜能,一旦将外源基因导入这些细胞,犹如正常的受精过程会收到“一劳永逸”的效果;利用植物自身的受粉过程,具有操作方法方便、简单。不足之处是利用该受体系统进行转化受到季节的限制;只能在短暂的开花期进行,且无性繁殖的植物不能采用。 4.叶绿体转化系统 外源基因可以在叶绿体中得到稳定表达,而且还具有许多优点: (1)便于外源基因定位整合 (2)基因为多拷贝,表达量高 (3)导入的外源基因性状稳定性高 (4)能直接表达原核基因 四、外源基因导入植物的方法 (一)DNA直接转移法 1.化学刺激法 植物原生质体借助一些化学试剂(如PEG、氯化钙等)的诱导能吸收外源DNA、质粒等遗传物质,并有可能整合到植物染色体上去。 此法对细胞伤害少,可避免嵌合体产生,易于选择转化体,受体细胞不受种类限制。 2.电击法 首先是将原生质体在溶液中与DNA混合,利用高压电脉冲作用在原生质体膜上“电激穿孔”,形成可逆的瞬间通道,从而促进外源DNA的摄取。此法在动物细胞中应用较早并取得很好效果,现在这一方法已被广泛用于各种单、双子叶植物中,特别是在禾谷类作物中更有发展潜力。不但原生质体而且完整的单细胞也可利用此法,这对于那些难以从原生质体再生植株的植物或许有更大意义。 3.显微注射法

转基因食品及其安全性(论文啊)

转基因食品及其安全 摘要:转基因食品自从出现以来就一直备受争议,近日转基因水稻、玉米等作物获得农业部农业转基因生物安全管理办公室颁发的安全证书,这一事件更是加剧了群众对于转基因食品的质疑,转基因食品的安全性的疑问又被重新摆上台面。本文对转基因食品的来源、分类以及其安全性做了初步探讨,对于帮助了解转基因食品及转基因食品的安全性都具有一定的理论意义和现实意义。 关键词:转基因食品安全性 一、转基因食品的定义 所谓转基因食品,就是通过基因工程技术将一种或几种外源性基因转移到某种特定的生物体中,并使其有效地表达出相应的产物(多肽或蛋白质),此过程叫转基因。以转基因生物为原料加工生产的食品就是转基因食品。根据转基因食品来源的不同可分为植物性转基因食品,动物性转基因食品和微生物性转基因食品。 转基因食品是具有一定的优点的,例如转基因食品可增加作物产量、降低生产成本;可增强作物抗虫害、抗病毒等的能力;提高农产品耐贮性;缩短作物开发的时间、摆脱四季供应、打破物种界限,不断培植新物种,生产出有利于人类健康的食品。 但是,即便转基因食品的优点非常多,其具有的一些缺点也是不容忽视的:所谓的增产是不受环境影响的情况下得出的,如果遇到雨雪的自然灾害,也有可能减产更厉害。许多转基因食品本身就能产生一定量的有毒物质和某些营养因子以抵抗细菌和害虫的入侵。现有转基因食品中的毒素含量并不一定会引起毒反应,当然如若处理不当,某些食品(如木薯)能引起严重的问题甚至可能引发死亡。 根据《农业转基因生物标识管理办法》规定,我国目前已有5类17种在售转基因生物被列入转基因标识目录并在市场上销售,这17类转基因生物包括:大豆种子、大豆、大豆粉、大豆油、豆粕、玉米种子、玉米、玉米油、玉米粉、油菜种子、油菜籽、油菜籽油、油菜籽粕、棉花种子、番茄种子、鲜番茄、番茄酱。卫生部的《转

基因工程在植物育种中的应用

基因工程在植物育种中的应用 官玲(GUAN Ling) (莆田学院环境与生命科学系福建莆田351100) 摘要:在现代生物技术中,基因工程作为一个重要的部分,已经在生产和生活等多方面起着重要的作用。不断成熟的基因工程技术它解决了传统育种不能突破的问题,与传统育种方法相比, 基因工程技术具有独特优势可以定向修饰植物的某些目标性状并保留其它原有性状通过引入外来基因扩大基因库。本文主要综述了基因工程在药用植物和花卉植物育种中的研究状况及对以后的发展现状进行的展望。 关键词:基因工程;植物育种;基因芯片技术;前景展望 基因工程是指运用分子生物学技术, 将目的基因或DNA片段通过载体或直接导入受体细胞, 使受体细胞遗传物质重新组合, 经细胞复制增殖, 新的基因在受体细胞中表达, 最后从转化细胞中筛选有价值的新类型, 继而它再生为工程植株, 从而创造新品种的一种定向育种技术。与传统育种相比, 植物基因工程具有以下特点植物基因工程是在基因水平上来改造植物的遗传物质, 更具有科学性和精确性,同时育种速度也大大加快能定向改造植物的遗传性状, 提高了育种的目的性与可操作性植物基因工程大大地扩展了育种的范围, 打破了物种之间的生殖隔离障碍, 实现了基因在生物界的共用性, 丰富了基因资源及植物品种。 1.基因工程技术在药用植物育种中的应用 由于医药事业的快速发展, 野生药材资源已远远不能满足需要, 尤其是许多原料性药用植物资源已面临资源枯竭的威胁, 加之人工驯化和栽培的药用植物物种退化和濒危的问题极为突出。根据这些中药资源的活性成分、生长规律、生产特性, 运用生物工程技术对其进行保存性研究, 从而保护濒危紧缺的药用植物资源.。 通过遗传转化, 将目的基因(如抗逆、抗病毒、抗虫、抗除草剂等相关基因)导入药用植物以改变传统遗传性状, 培育优良品种, 增强药用植物抗病毒、抗虫害、抗除草剂的能力, 利用植物生产异源蛋白及改变植物质量性状、保护和繁殖濒临灭绝的植物材料[1]. 1.1优良品种的培育 刘建勋等[2]利用PCR 技术克隆出青蒿素生物合成途径中的关键酶基因和东北红豆杉中紫三醇生物合成途径中起限速作用的紫三烯合成酶基因, 该基因cDNA 片段由2586 个核苷酸组成, 将该cDNA 片段导入红豆杉细胞后, 影响紫杉醇含量。NSFC 资助的“银杏内酯合成二萜环化酶基因克隆与生物转化研究”、“水母雪莲P 基因克隆及其对3-脱氧类黄酮化合物生物合成调控的研究”、“丹酚酸类化合物生物合成关键酶基因克隆与调控研究”、“重组蝎毒素

转基因育种研究进展

作物转基因育种研究进展 摘要:近年来,植物基因工程取得了辉煌的成就,而转基因技术由于其巨大的产业价值,特别是在作物品质改良、产量和抗逆性提高等方面的明显优势,一直是国际农业高新技术竞争的焦点和热点。本文主以棉花、玉米、水稻为例就转基因育种技术在作物上的研究进展进行相关的介绍。 关键词:作物,棉花,玉米,水稻,转基因育种,研究进展 植物转基因技术是指利用重组技术、细胞DNA培养技术或种质系统转化技术将目的基因导入植物基因组,并能在后代中稳定遗传,同时赋予植物新的农艺性状,如抗虫、抗病、抗逆、高产、优质等。常规育种常常受有性杂交亲和性的制约,而利用转基因技术可以打破物种界限、克服有性杂交障碍,快速有效地创造遗传变异,培育新品种、创造新类型,大大缩短新品种育成的时间。因此,随着现代生物技术的迅速发展,植物转基因技术也蓬勃发展[1]。 1 转基因棉花育种的研究与进展 近年来,随着基因工程技术的不断发展,利用生物技术来创新棉花种质资源和培育新品种是一条非常有效的途径,极大地推动了棉花遗传育种的发展[2]。中棉所是世界上唯一可以同时采用农杆菌介导法、花粉管通道法、基因枪轰击法快速获得转基因抗虫棉新材料的技术平台,能将植物嫁接技术成功应用于转基因棉花的快速移栽,成活率超过90%。未来3~5年,中棉所将挖掘、整合与优化抗病、抗除草剂等基因10个,筛选高产因子、高品质纤维等基因或分子标记150个,创造转基因棉花育种新材料100份以上,培育重大新品种(组合)3~5个。 1.1转抗虫基因 1991年成功将外源Bt基因导人棉株中,1992年人工合成了全长1824bp的CrylAb和CrylAc融合的GFMCry1A基因,并于1993年采用农杆菌介导法和外源基因胚珠直接注射法成功导入晋棉7号、中棉12、泗棉3号等主栽品种,获得了高抗棉铃虫的转基因棉花株系;包含CryIAc和AP基因双价抗虫基因载体,通过农杆菌介导转化冀合321胚性愈伤组织,经6代筛选后培育出抗棉铃虫90%的纯合品系,且农艺性状均优于对照。 1.2转抗黄萎病相关基因 利用花粉管通道法和农杆菌介导转化法将菜豆中的几丁质酶和烟草中的葡聚糖酶基因转入棉花,并从转基因高世代材料中筛选出了高抗黄萎病的品系;将天麻抗真菌蛋白基因用花粉管通道法转化天然彩色棉主栽品种,从高世代系中选育出既抗枯萎病又抗黄萎病的兼抗材料;将葡萄糖氧化酶基因(GO)转入棉花,转基因后代对枯萎病和黄萎病抗性均有显著提高,部分材料抗性达到抗病水平。1.3转抗除草剂基因 1997年由美国孟山都公司推出抗除草剂棉花抗性品种,他们从土壤农杆菌变种CP4中分离到编码抗草甘膦酶的基因,并通过农杆菌介导法转化珂字棉312,把该基因导入棉花植株,从而使其对草甘膦产生抗性。采用中棉35下胚轴为材料,将草甘膦突变基因aroAM12导入到棉花中,获得65棵再生植株,通过Southern及Western试验验证了该基因的导入和表达状况,结果表明,转化株对草甘膦具有很高的抗性;将抗草甘膦基因aroAM12和抗虫基因Btslm一起整合到一个载体中,并以抗草甘膦基因作为选择标记,通过转化棉花品种石远321后获得了抗草甘膦和抗棉铃虫的再生株。

转基因植物及其安全性综述

转基因植物及其安全性综述 一,摘要 介绍目前转基因植物概念、常用的植物转基因方法,就转基因植物的生态安全性进行讨论。 二,正文 转基因植物概念:将人工分离和修饰过的基因导人到生物体基因组中,由于导人基因的表达,引起生物体性状的可遗传的修饰,这一技术称之为转基因技术。转基因植物:通过基因转移技术获得的整合有外源基因的植物个体。在过去十多年来,植物学家们已成功地把具有各种新性状的基因转移到了50多种不同的植物上,为农作物育种创造了一个又一个的新品种。 ?每一个植物都有很多基因。基因的本质,就是我们常说的DNA(去氧核糖核酸)。一个基因,在DNA双螺旋结构中占据着一个限定长度的片段。所以要想从供体植物上获得某个决定遗传性状的基囡,只要我们能从供体植物的DNA结构中取出这个基因片段可以了。这个决定遗传性状的基因也称目的基因,将它转化或转移到受体植物上,使它整合到受体植物的染色体上重新组合并使其(目的基因)在再生植株中表达出来,这样就完成了目的基因的传导操作,达到了转基因植物的合成及改造植物性状的目的。 1983年,植物学家首次完成了将一个容易鉴别的抗卡那霉

素基因转移到烟草上的试验,其后代也具有抗卡那霉素的特征。这一开创性的研究成果,为开拓转基因植物的研究与应用展示了广阔的前景。 自此以后,在水稻,玉米,大豆、番茄,马铃薯,烟草,油菜等很多重要的农作物上又得到了转基因植物。如美国孟山都等公司把杀蠋菌的苏云金杆菌的毒素蛋白基因引入到棉花、烟草、番茄和马铃薯等植物上,产生了杀死吃这些作物的蠋幼虫的毒蛋白,培育出了抗虫的棉花,烟草新品种。将毒壳蛋白基因转入苜蓿、黄瓜,烟草等作物,它们可对致命的病毒产生抗性,从而获得了抗花叶病毒感染的抗病植株。 植物转基因方法大致分成两大类,第一类需要通过组织培养再生植株,常用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,目前技术比较成熟的主要有花粉管通道法。 1.农杆茵介导转化法 农杆菌是普遍存在于土壤中的一种革兰氏阴性细菌,分根瘤农杆菌和发根农杆菌两种,其细胞中分别含有Ti质粒和Ri 质粒,其上有一段T-DNA,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。农杆菌介导法起初只被用于双子叶植物中,但近年来,农杆菌介导转化在一些单子叶植物(尤其是日益作为模式植物的水稻中也已经得到了广泛应用和认可,这是该领域

转基因植物的类型及安全性问题

转基因植物 班级:10级生物技术及应用 学号:103207031045 姓名:贾丽丽

转基因植物的类型及安全性问题 摘要:植物转基因技术是指把从动物、植物或微生物中分离得到的基因,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。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。 关键词:转基因植物;类型;潜在危害;安全性评价 植物转基因技术就是将优良性状的目的基因导入植物细胞或组织,并在其中进行表达,从而使植物获得新的性状。 转基因植物有以下几种类型: 1.抗病转基因植物:如抗病毒转基因烟草 2.抗虫转基因植物:如抗虫棉 3.抗逆转基因植物:如抗旱、抗盐碱 4.抗除草剂转基因植物:如抗除草剂转基因玉米、大豆、棉花、油菜 5.改良品质转基因植物:如转V A水稻 6转基因药品植物:如生产霍乱疫苗的胡萝卜 (一)抗病转基因植物 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,并导入我国马铃薯主栽品米粒,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。目前抗菌肽基因已经供给国内10多家研究单位,进行抗水稻白叶枯病、马铃薯软腐病、花生和番茄的青枯病、大白菜软腐病、柑桔细菌性溃疡病、桑树和桉树青枯病、樱桃根肿病等抗细菌病基因工程研究。 白叶枯病也是危害水稻生产的最为严重的病害之一。中国农业科学院生物技术研究所与国外合作研制成功的转Xa21基因抗白叶枯病水稻明恢63株系已分别在安徽省和海南省进行环境释放;华中农业大学和中国科学院遗传所研制的转Xa21基因抗白叶枯病水稻也分别进入中试阶段。 真菌病也是严重影响农作物生产的一类病害。中国农业科学院生物技术研究所与中国科学院上海植物生理研究所等单位合作,成功地克隆和修饰了植物来源的几丁质酶基因和葡萄糖氧化酶基因,通过花粉管通道法分别将这两个基因导入棉花,获得了抗黄萎病和枯萎病和枯萎的转基因棉花,这些株系在病圃中表现良好,现已进入中试阶段。 在抗病毒的基因工程方面,国内也取得了很好进展。北京大学克隆了

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。 2.花粉管通道法 在授粉后向子房注射含目的基因的DNA溶液,利用植物在开花、受精过程中形成的花粉管通道,将外源DNA导入受精卵细胞,并进一步地被整合到受体细胞的基因组中,随着受精卵的发育而成为带转基因的新个体。该方法于80年代初期由中国学者周光宇提出,中国目前推广面积最大的转基因抗虫棉就是用花粉管通道法培育出来的。该法的最大优点是不依赖组织培养人工再生植株,技术简单,不需要装备精良的实验室,常规育种工作者易于掌握。 3. 基因枪法 利用火药爆炸或高压气体加速(这一加速设备被称为基因枪),将包裹了带目的基因的DNA溶液的高速微弹直接送入完整的植物组织和细胞中,然后通过细胞和组织培养技术,再生出植株,选出其中转基因阳性植株即为转基因植株。与农杆菌转化相比,基因枪法转化的一个主要优点是不受受体植物范围的限制。而且其载体质粒的构建也相对简单,因此也是目前转基因研究中应用较为广泛的一种方法。 四、转基因植株的检测 标记基因(包括选择标记基因及报告基因)用于帮助在植物遗传转化中筛选和鉴定转化

转基因植物论文

课程名称:转基因植物及其生物安全性主讲教师:曹前进 学号 2010212569 姓名凌泽广成绩: 谈谈学习本课程后的心得及有关转基因 争论的看法 摘要:从2012年2月15日开始本学期“转基因植物及其生物安全性”的第一堂课,到即将结束于6月13日的最后一堂课,在这段时间里,我没有翘过一节课,在曹老师的指引下,我深刻的学习并了解了许多关于转基因的知识,不仅如此,也锻炼了我上课时积极思考的能力以及增添了敢于发言的勇气。对有关于转基因的利弊争论,我也有了自己的看法。我坚信,在未来的世界里,随着人们的需要,很多有限资源都满足不了,而唯有靠着科技的力量解决一系列随之产生的需要。 关键词:转基因植物心得争论 本文我将会从俩个方面进行解读,第一,关于学习本课程后的心得;第二,对于有关转基因争论,我提出了些自己的看法。 (一)学习本课程后的心得 在选修这门课之前,我完全是因为它是上午的第一节课,在有些人眼中,也许不会选择在上午的第一节课,因为好多人在早上是不愿意起床的,他们更愿意选择在床上度过自己美好的早晨,而我却认为,学习应该就从早上开始,因此在周一至周五的第一节课里,我都是有课程安排的。早上也是一天中最清醒的时候,我庆幸自己选修了这门课程,更加庆幸的是有一个好老------曹老师。 尽管从第一节课里面的位置坐得满满,到以后上课的稀稀疏疏,但这丝毫没有削落我对这门课程的喜爱,我只能说,他们不来上课是他们的损失,因为他们没有了解到曹老师的课堂是多么的有意思。她不仅给大家时间在课堂里讲解自己感兴趣的话题,还组织我们辩论,那次的题目是化学合成剂(如农药)弊大于利,还是利大于弊。大家查阅资料后,在课堂里纷纷得提出自己的见解,从各个角度进行阐述,大家讨论激烈,但这也没有影响我们课后的朋友关系。 每次上课的时候,我都坐在第二排的位置,好像那已经成为了我的专座,也许是因为大家都不喜欢坐在前面吧,这样也好,上课我就可以听老师讲得更清楚了。几乎每节课,老师都会提前十几分钟到达教室,当我发现还没有多少人来时,老师就已经把多媒体打开了。我觉得老师用实际行动在告诫我们这些年轻人,一天之计在于晨。老师在上每堂课之前,我都可以感受到老师准备了很长时间。她的认真负责的教学态度,值得我去学习! 我清晰的记得,老师在讲各种各类的花时,列举了很多花的图片,然后让我们一一识别,老师的讲解弥补了我有些关于生活中常见的花的知识。老师还顺便提到了华师目前开放的石楠花,还跟我们解释了石楠花为什么有一种臭味。我也清晰的记得,老师在讲解各种转基因食品时,给我们阐述了我国现阶段是用于商业用途的转基因植物,她还让我们自己去商店里寻找一些关于添加了转基因植物的食品。我还清晰的记得,老师给我们讲解各种疾病时,提到了狂犬病(又叫恐水症),然后她也解答了我的一些疑问。因为在小时候我也被狗咬过,但并没有出血,只是有点痕迹,然后老师告诉我那并不会影响你今后的生活。我还清晰的

转基因食品的安全性正方辩论稿

转基因正方辩论稿 一转基因技术的推广是必要的就世界范围来说: 全球人口的迅猛增长,耕地面积的不断减少,粮食问题成为世界许多国家面临的一个十分辣手的问题。要满足人们的食品供应,提高食品供应质量,必须依靠科学技术。目前转基因技术在食品生产中的应用,已取得明显的成效,转基因食品也已悄然走上人们的餐桌。再从我国来看,在21世纪,我国的转基因食品会得到很快的发展,一方面因为我国的生物技术研究越来越接近世界水平,甚至有些方面已达到世界水平,为其发展提供了可靠的技术支持;另一方面,我国对转基因食品的市场需求很大,我国人均耕地面积少,不可能完全依靠 扩大耕地面积来满足人们的食品需求,只能走高科技发展之路,生物技术无疑是其中1个重要手段,亦是提高食品质量的1种重要方式。如果我们自己不发展,这个潜在的市场就会被国外的转基因食品所抢占。 二转基因技术的优点 (1)育种时间短 过去改变植物的品种主要是通过育种,这种传统的育种方式需要的时 间长,杂交出的品种不易控制,目的性差,其后代可能高产但不抗病,也可能抗病但不高产,也许是高产但品质差,所以必需一次一次地进行选育。而转基因技术就不同了, 可以选择任何1个目的基因转进去,就可得到1个相应的新品种,不用再花那么长的时间筛选了。 (2)基因组合的范围广。 传统的育种只能是水稻对水稻,玉米对玉米,进行杂交,不能 水稻对玉米,水稻更不能和细菌进行杂交。而转基因技术不但可以把不同植物的基因进行组合,而且还可以把动物的基因,甚至人的基因组合到植物里去。比如:科学家看中了一种北极熊的基因,认为它有抵抗冷冻的作用,于是将其分离取出,再植入番茄之中,培育出耐寒番茄。 (3)提高作物质量和产量,降低成本,缓解粮食短缺现状。 通过转基因技术可培育高产、优质、抗病毒、抗虫、抗寒、抗旱、抗涝、抗盐碱、抗除草剂等特性的作物新品种,以减少对农药化肥和水的依赖,降低农业成本,大幅度地提高单位面积的产量,改善食品的质量,缓解世界粮食短缺的矛盾。例如:马铃薯植人天蚕素的基因后,抗清枯病、软腐病的能力大大提高, 过去这两种病每年会带来近3成的减产,一种抗科罗拉多马铃薯甲虫的马铃薯,可使美国每年少用37万kg 的杀虫剂;阿根廷播种转基因豆种后,大豆抗病和抗杂草能力大为增加,使用农 药和除草剂的量减少,生产成本比原来下降了15%。

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 姓名:王以正 学号:09042114

摘要:介绍了几种较为常用的外源DNA 导入方法: 农杆菌介导法、基因枪法、电击/聚乙二醇( PEG) 法和花粉管通道法。就其在抗性育种、控制发育和品质改良及生产药物等方面的应用作了简单概述, 同时, 对转基因沉默及转基因食品的安全性问题进行了相关讨论。 关键词:转基因技术; 植物; 育种; 应用 20 世纪70 年代以来, 随着分子生物技术的发展和根癌农杆菌及相应遗传转化方法的建立和应用, 人们对外源基因导入细胞的方法进行了大量探索, 根据育种需要进行DNA 水平上的微观操作, 即分子育种, 其核心就是转基因育种。它的出现解决了常规育种中存在的定向改良困难、育种范围窄、有益性状的识别和筛选困难且耗时长等问题, 给植物育种领域注入了新活力。本文主要就转基因技术方法及其在植物育种中的应用作一概述。 1 转基因技术方法 转基因技术是指用人工方法有目的地将外源基因或DNA导入受体生物细胞中, 稳定地整合、表达并遗传的综合技术。它从总体上可划分为两部分, 即外源DNA 的导入与转基因植株的鉴定。 1.1 外源DNA 导入 外源DNA 克隆并经载体质粒构建后, 就可导入受体细胞了。迄今用于外源DNA 导入的方法主要分为两类: ( 1) 载体介导法。如农杆菌介导法、病毒介导法、噬菌体介导法和脂质体法等。( 2) DNA 直接摄取法。如聚乙二醇( PEG) 转化法、电击法、基因枪法、花粉管通道法、激光束法、纤维注射法、超声波冲击法、子房注射法及浸胚法等。其中农杆菌介导法、基因枪法、电击/聚乙二醇( PEG) 法及花粉管通道法较为常用。 1.1.1 农杆菌介导法 农杆菌介导法是目前应用最多且结果较为理想的一种基因转化方法。它利用根癌农杆菌和发根农杆菌为中间介体, 让农杆菌感染受伤的植物细胞, 然后将它所携带的质粒DNA 片段整合到植物细胞基因组中, 从而实现外源DNA 到寄主植物细胞的转化。1977 年, Chilton 等人发现植物细胞肿瘤组织中存在Ti 质粒( 存在于根癌农杆菌中) 的DNA 片段, 称之为转移DNA( T- DNA) , 它能插入植物的细胞中, 后来人们发现发根农杆菌中Ri质粒也具有此功能。人们就利用T- DNA 的这一的特点, 将其进行改造, 切去导致植物形成肿瘤的基因换上人类所需要的目的基因, 然后将其导入受体细胞中, 实现转化。但此方法应用的前提条件是受体植物的材料必须对农杆菌浸染敏感, 故它主要应用于双子叶植物和少数单子叶植物的研究中。 1.1.2 基因枪法 又称生物弹射击法。它是将外源基因或DNA 在Ca2+ 或亚精胺等作用下吸附在重金属金或钨粒子表面, 制成DNA- 微弹, 利用基因枪将微弹高速射入植物受体细胞或组织中, 从而实现转化。这个方法最大的特点是不受植物种类限制, 单、双子叶植物均适用, 且可以直接轰击那些已完成形态分化的组织或器官, 如胚和分生组织。但它的不足之处在于这一过程属机械和随机过程, 受诸多物理因素( 如金属弹大小、速度、均一性) 的影响, 整合效率不高, 重复性差, 对处理的植物材料也有一定程度的伤害。

转基因植物的生态安全性风险概述(doc 10页)

转基因植物的生态安全性风险概述(doc 10页)

转基因植物的生态安全性风险 摘要:转基因植物的应用在对人们生活带来重大变化的同时,其安全性风险备受关注。转基因产业的迅猛发展使转基因食品从实验室走向餐桌,转基因食品的安全性已为全世界所关注,它涉及到贸易效益和人体健康。在植物遗传转化体系中,绝大多数选择标记基因来源于细菌,对人类健康和环境安全存在潜在风险,因此转基因植物的安全性受到全世界的高度重视。本文综述了转基因植物的安全性以及对生态的影响,以期推动安全型转基因植物培育和转基因植物产业化进程。 关键词:转基因植物,生态风险,害虫抗性,非目标生物,基因漂移 Ecological risks of genetically modified plants Abstract: Application of genetically modified

plants(GMP)results in great agricultural renovation,though their potential envi—ronmental impacts also cause world—wide concern. Rapid development of genetically modification(GM)industry made GM food appear on the table from the laboratory,thus the safety of GM food received worldwide concerns,which involves bade barriers and human health.So researchers and breeders have made great efforts to produce biosafiy or marker—free transgenic crops.In this paper,methods for the cultivation of biosafiy transgenic plants were reviewed, including CO—transformation. The advantages and disadvantages of these approaches were also evaluated with a view to promote the industrialization process on transgenie research in plants. Key words: Genetically modified plant,Ecological risk,Insect resistance,Non-tarot organism,Gene flow

植物基因转化及转基因植物的分析与鉴定

植物基因转化及转基因植物的分析与鉴定 Company number:【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】

植物基因转化及转基因植物的分析与鉴定 〖实验目的〗 1.了解创建烟草突变体库的方法; 2.理解每种方法的基本原理; 3.掌握农杆菌介导的转基因方法以及转基因产物筛选和鉴定的基本过程。〖实验原理〗 随着越来越多植物的全基因组测序工作的完成,在此基础上开展功能基因组的研究是目前的核心研究内容之一。植物插入突变体库的建立是功能基因组研究的一个重要内容,在此基础上也能进行正向遗传学及反向遗传学的研究。在创制突变体的策略上,传统方法是使用物理或化学诱变方法获得,其优点是可在尽可能短的时间内获得饱和突变体。与传统的物理和化学诱变方法相比,生物诱变(T-DNA和转座子插人诱变)通常可标记突变基因,从而较为容易地分离鉴定靶基因。最近数年,通过农杆菌介导的T-DNA插入突变已成为国际公认的植物功能基因组学的主要研究方法之一。 烟草是植物基因组研究的一种模式植物,其突变体库的创建是烟草功能基因组学研究中的重要内容,其目的是通过大规模的突变体库平台快速全方位的了解基因组中各个基因的功能。突变体的创制是遗传学研究的基础,也是分离基因和基因功能鉴定的最要途径。通过诱导培养,使烟草产生愈伤组织,利用土壤农杆菌感染愈伤组织,实现T-DNA标签在烟草愈伤组织基因组中大量随机插人,利用植物细胞的全能性,经过抗性筛选,诱导分化,从抗性愈伤组织获得烟草突变体再生植株,获得各突变体的纯合材料,从而建立烟草突变体的数

据库,然后分析突变性状与T-DNA的共分离关系,存在共分离的材料用适当的Tail-PCR克隆技术获得T-DNA的侧翼基因组序列,用其作探针筛选基因文库,获取目标基因或克隆,再进行下一步的分析(图实验4-1)。 T-DNA 载体构建 转化植物(T1,T-DNA杂合子)收获T2种子 筛选T2,获突变子,应为3:1分离 确定T-DNA与突变型共分离的个体 产生纯合后代 克隆T-DNA两侧的植物DNA(Tail PCR) 利用侧翼DNA序列作探针从该植物的cDNA文库中钓取基因 基因功能的验证(遗传互补测验,分离的野生基因转化突变体,回复功能)图实验4-1 T-DNA标签克隆基因的基本流程 TAIL-PCR分离法是利用多个嵌套的T-DNA插入序列特异性引物(根据T-DNA中靠近右边界处的核苷酸序列设计的引物,Tm值57-62℃和一个短的随机简并引物(AD,Tm值44-46℃)组合,以突变体基因组DNA为模板,进行多次PCR反应,采取高温特异性扩增与低温随机扩增相间进行的方法,最后获得T-DNA插入侧翼区特异性扩增片段(实验图4-2),可作为探针,筛选分离基因。 TAIL-PCR分离法可以降低非侧翼区特异产物的背景,同时它可以产生2个以上嵌套的目的片段,与其它方法相比TAIL-PCR方法具有简便、特异、高效、快速和灵敏等特点,已经在拟南芥和水稻等植物中获得了成功及广泛的应用。

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