转基因育种
转基因生物技术育种的利与弊
转基因生物技术育种的利与弊转基因技术是通过将人工分离和修饰过的基因导入生物体基因组中，借助导入基因的表达，引起生物体性状可遗传变化的一项技术。
转基因生物技术是一项全新的育种技术，也是当前国际上进展最快、竞争最激烈的研究领域之一。
1996年，全球转基因作物种植面积达到160万公顷。
在随后的十几年中，转基因技术的应用得到了迅速发展，已成为近代育种史上发展最快、效率最高的作物改良技术。
2011年，全球转基因作物种植面积已超过1.6亿公顷，比1996年增加94倍，16年累积种植面积为12.5亿公顷。
而积为12.5亿公顷。
按种植面积计算，全球75%的大豆., 82%的棉花, 32%的玉米以及26%的油菜是转基因品种。
耐除草剂性状是转基因作物的主要性状，2011年，耐除草剂大豆、玉米、油菜、棉花、甜菜以及苜蓿的种植面积达9 390万公顷，占全球转基因作物种植面积的59%，具抗虫性状的转基因作物种植面积为2 390万公顷，占总种植面积的15%。
自20世纪90年代生物技术育种诞生以来，转基因作物的商品化应用及山此引发的一系列问题就引起公众的广泛关注。
1999年康奈尔大学指称，用拌有转基因抗虫玉米花粉的马利筋叶片饲喂帝王蝶幼虫，发现幼虫生长缓慢，死亡率高达44%，从而认为抗虫转基因作物对非靶标昆虫产生威胁。
由于该实验是在室内进行的，不能反映田间情况，且没有提供花粉量的数据而遭到同行科学家的质疑；2012年9月，法国卡昂大学等发表了一项毒理学研究，表明转基因玉米和农达除草剂会引起实验室大鼠的乳腺肿瘤，并可能导致其过早死亡。
这篇文章一经发表就在全球范围内引起广泛关注。
为此，欧洲食品安全局成立了专门工作小组，由监管产品部门负责人担任主席，小组成员包括生物统计学、实验设计、哺乳动物毒理学、生物技术、生物化学、杀虫剂安全评价和基因修饰生物安全评价相关的专家，对该论文的相关研究工作展开深入调查。
调查结果表明，该研究中实验设计和数据分析等诸多重要细节被省略，仅凭文章给出的信息并不能得出相关结论，不能作为评估转基因玉米健康风险的有效依据。
转基因育种名词解释
转基因育种名词解释
转基因育种是指通过将外源基因（即来自其他物种的基因）导入到目标物种中，将具有某种理想特性的基因加入到目标物种的基因组中，以达到改良或改变目标物种的特性目的的育种方法。
这种方法可以通过改变目标物种的性状、增加抗性或耐性等方式来改良作物、家畜或其他生物体的特性。
转基因育种通常使用生物技术手段，如基因克隆、转化等技术来实现外源基因的导入。
转基因育种在农业、医药、工业等领域都得到了广泛应用。
知识总结：生物育种问题归类
生物育种问题归类高中生物中涉及的育种技术和方法有：转基因育种、细胞工程、（有性）杂交育种、单倍体育种、多倍体育种和诱变育种等。
这些育种知识分布在课本的各个章节，而且内容较为简洁。
进行高考总复习时，必须进行归纳总结，在广度和深度上进行适当的拓展，使其成为育种知识体系，以便系统地掌握生物育种的原理、方法及其优缺点等等，达到灵活运用的目的。
一、转基因育种原理：基因重组（或异源DNA重组）。
方法：提取目的基因→装入载体→导入受体细胞→基因表达→筛选出符合要求的新品种。
优点：不受种属限制，可根据人类的需要，有目的地进行。
缺点：可能会引起生态危机，技术难度大。
例1：阅读下列材料，回答问题：材料：目前，我国已培育成功两种转基因鱼：一种是带有草鱼生长激素基因的转基因鲤鱼子一代，和普通鲤鱼不同的是，它的背部高高隆起，肌肉十分发达，并具有大规模繁殖能力。
另一种是具有草鱼生长激素基因的转基因三倍体鲤鱼“吉鲤”。
它长得酷似鲫鱼，在它的基因中，除了两套鲤鱼染色体外，还多了一套鲫鱼的染色体，但吉鲤是不能生育的，在推广过程中不用担心与其它动物杂交引起生态危机。
这两种鱼的生长速度很快，比普通鲤鱼快140％以上。
而且蛋白质高，脂肪含量较低，味道不错。
（1）文中的“转基因鲤鱼”是指遗传物质中导入了_________的鲤鱼。
（2）“吉鲤”不能生育是因为减数分裂过程中__________，不能生成正常的生殖细胞。
（3）请指出转基因育种的两种优点__________。
答案：（1）草鱼生长激素基因（2）染色体联会发生紊乱（3）能够打破种属的限制；可以最大限度地满足人类的愿望。
二细胞工程育种原理：细胞的全能性方法：（1）植物：去细胞壁→细胞融合→组织培养（2）动物克隆：核移植→胚胎移植优点：能克服远缘杂交的不亲和性，有目的地培育优良品种。
动物体细胞克隆，可用于保存濒危物种、保持优良品种、挽救濒危动物、利用克隆动物相同的基因背景进行生物医学研究等。
转基因生物技术育种机遇还是挑战
转基因生物技术育种机遇还是挑战一、本文概述随着科技的不断进步，转基因生物技术育种已成为现代农业领域的研究热点。
本文旨在探讨转基因生物技术育种的机遇与挑战，分析其在农业可持续发展中的作用，以及可能带来的社会、经济和环境影响。
我们将首先介绍转基因生物技术的基本原理和发展历程，然后探讨其在提高作物产量、改善作物品质、增强作物抗逆性等方面的机遇，以及可能带来的生态安全、伦理道德和公众接受度等方面的挑战。
通过对转基因生物技术育种的全面分析，我们希望为决策者、科研工作者和公众提供一个全面、客观的认识，以推动转基因生物技术的健康发展，为农业可持续发展做出贡献。
二、转基因生物技术育种的机遇随着科技的快速发展，转基因生物技术育种已经成为农业领域中的一项重要技术。
它不仅具有巨大的发展潜力，而且为现代农业带来了前所未有的机遇。
转基因生物技术育种为农业产量的提升提供了强大的支持。
通过转基因技术，科学家可以将某些具有优良特性的基因转移到作物中，从而使其具有更强的抗逆性、抗病性、抗虫性或高产性。
例如，一些转基因作物能够在干旱、盐碱等恶劣环境下生长，大大提高了农作物的适应性和产量。
转基因生物技术育种有助于农业可持续发展。
传统的农业耕作方式往往需要大量的化肥和农药，这不仅会对环境造成污染，还会破坏生态平衡。
而转基因技术则可以通过培育具有优良特性的作物，减少化肥和农药的使用量，从而降低对环境的压力。
一些转基因作物还具有更好的营养价值，能够为人们提供更加健康、营养的食品。
再者，转基因生物技术育种为农业产业链的延伸提供了可能。
通过转基因技术，可以培育出具有特殊功能的作物，如富含特定营养物质的作物、具有特殊药用价值的作物等。
这些作物的出现，不仅丰富了农产品的种类，也为农业产业链的延伸提供了更多的可能性。
转基因生物技术育种对于农业科技创新和国际竞争力具有重要意义。
转基因技术是农业科技创新的重要方向之一，它的发展将推动农业科技的进步。
拥有自主转基因技术的国家在国际竞争中将更具优势，能够更好地保护自己的农业产业和市场。
转基因育种技术优秀课件
常用的受体材料有以下几大类型: 1.愈伤组织再生系统
外植体材料经过脱分化培养诱导形成愈伤组织，转化（带有目 的基因质粒的农杆菌侵染），分化培养获得再生植株。
优点：外植体来源广，繁殖快，易接受外源基因， 转化效率高。 缺点：遗传稳定性差、嵌合体，因此需要连续的再生系统
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2.直接分化再生系统
外植体材料细胞不经过脱分化形成愈伤组织阶段，而是直 接分化出不定芽形成再生植株。
转基因育种技术优秀课件
第一节 转基因育种的概念
一、植物遗传转化（植物基因工程）
以植物为对象，采用重组DNA 技术将外源目的基因导入受体植物基因 组，最后获得外源目的基因正确表达和稳 定遗传的新植物类型。
核心技术是重组DNA技术
重组DNA（recombinant DNA）：是指人工创造的自然界
中不存在的DNA分子。主要指利用不同生物来源的DNA分子拼
以病毒载体和质粒载体介导的遗传转化比较多。
五、Ti质
粒 有一种土壤细菌,称为农 杆菌，它能诱导植物伤口形成冠瘿瘤， 细菌的致瘤能力来源于细菌内的一个 额外染色体即质粒(plasmid)，称Ti质 粒。
优点：生殖细胞不仅具有全能性，而且接受外源遗传 物质的能力强，导入外源基因成功率高，更易 获得转基因植株。又因生殖细胞是单细胞，转 化的基因五显隐性影响，外源目的基因充分表 达。因此利用生殖细胞作为转基因受体与单倍 体育种技术相结合，可简化和缩短育种纯化过 程。
缺点：获得单细胞只能在开花期，常受到季节及生长 条件的限制。
色体组中，并再
良好的植物基因转化受体系统应满足如下条件： 1、必须具有脱分化和再生能力，能够形成新的植物体。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、外植体来源方便，如胚和其它器官等； 4、对筛选剂敏感； 5、能够接受外源基因，并通过基因重组或其它途径使外源
转基因玉米育种发展现状
转基因玉米育种发展现状引言转基因技术作为一种重要的生物技术手段，已经在农业领域得到广泛应用。
转基因玉米育种是其中的一个重要方向。
本文将对转基因玉米育种的发展现状进行全面详细、完整且深入的分析。
转基因玉米育种的定义转基因玉米育种是指通过将外源基因导入玉米中，以改变其遗传性状和生物学特性，从而达到提高产量、抗病虫害、改善品质等目的的育种方法。
转基因玉米育种的发展历程早期研究与实践20世纪80年代初，科学家们开始尝试将外源基因导入植物中，并成功地将外源DNA引入了玉米细胞。
随后，人们逐渐掌握了转基因技术，并在实验室中成功地构建了多个具有抗虫害、耐逆性等特点的转基因玉米品系。
商业化推广与争议20世纪90年代初，随着转基因技术在农业领域的商业化推广，转基因玉米逐渐进入市场。
许多转基因玉米品种被开发出来，如抗虫害的Bt玉米、耐除草剂的抗草甘膦玉米等。
然而，由于转基因食品的安全性和环境影响引发了广泛争议，一些国家对转基因农产品的种植和销售进行了限制。
现状与趋势目前，转基因玉米在全球范围内仍然是重要的农作物之一。
美国、巴西、阿根廷等国家是转基因玉米种植面积最大的国家。
随着科学技术的不断进步，越来越多具有高产量、抗病虫害等优良特性的转基因玉米品种被开发出来，并逐渐应用于实际生产中。
转基因玉米育种技术基本原理转基因玉米育种技术主要包括以下几个步骤：1.选择目标基因：根据需求选择与目标性状相关的外源基因。
2.构建表达载体：将目标基因插入适当的转基因载体中。
3.转化玉米细胞：将构建好的表达载体导入玉米细胞中。
4.筛选与鉴定：通过筛选和鉴定，获得具有目标性状的转基因玉米。
技术进展随着转基因技术的不断发展，转基因玉米育种技术也在不断改进和完善。
目前，常用的转基因玉米育种技术包括农杆菌介导法、基因枪法、微粒轰击法等。
这些技术在提高转化效率、减少副作用等方面都有了显著的改进。
转基因玉米育种的应用与影响应用领域转基因玉米在农业生产中有着广泛的应用。
转基因技术在动物育种中的应用前景与风险评估
转基因技术在动物育种中的应用前景与风险评估随着人口的不断增长，粮食需求也在不断扩大。
如何保证粮食的产出量和质量已经成为一个重要问题。
转基因技术作为一种新型的遗传改造技术，也被广泛应用于动物育种领域。
本文将分析转基因技术在动物育种中的应用前景和风险评估。
一、转基因技术在动物育种中的应用前景转基因技术是指将外源基因插入到目标生物的染色体中，以达到改变其性状的目的。
对于肉类、乳制品、蛋类等食品，转基因技术可以让动物更快地成长、更健壮、更耐病，同时提高它们的生产能力和食品质量，满足人们对食品和营养的需求。
在转基因技术的应用中，常用的方法是通过改变动物的基因，使它们具有抵抗疾病、提高生产力以及改善食品质量等的特性。
例如，在猪的基因中插入抗病毒基因，可以预防猪瘟等疾病，从而提高猪的存活率，降低饲料成本。
在牛的基因中插入生长激素基因，可以让牛更快地生长，提高生产力。
在羊、鸡的基因中插入抗菌素基因，可以防止肉类中出现细菌，从而提高食品安全。
二、转基因技术在动物育种中的风险评估尽管转基因技术的应用在促进动物生产力和食品质量方面表现良好，但同样存在许多潜在的风险。
这些风险主要包括以下几个方面：（一）对环境的影响转基因动物的逃逸或释放进入自然环境中，可能会危及到自然环境的生态平衡和生物多样性，甚至对许多动植物造成不可逆转的损失。
（二）食品质量的影响转基因技术的应用可能会对肉类、蛋类等食品的品质和安全性产生影响。
由于转基因动物的基因在其后代中的分布不稳定，可能会产生潜在的不良影响，如对人类健康不利。
（三）对健康的影响转基因动物在实验室中的研究表明，它们可能会对健康产生潜在的负面影响。
例如，在转基因鼠中加入了人类基因后，它们的免疫系统会出现异常，增加疾病的发生率。
三、结论尽管转基因技术在动物育种中具有广泛的应用前景，但是我们必须对其潜在的风险和后果保持警惕。
因此，转基因技术应该在实验室里进行严格的预评估和风险评估，避免尚未得到充分研究和检测的转基因动物进入人类食品链，保证其应用的安全性和可持续性。
中国 转基因育种 政策
中国转基因育种政策1.转基因育种是指利用生物技术手段，将外源基因导入植物或动物基因组，以改良其遗传特性的育种方法。
2.中国政府对转基因育种的政策一直备受关注，因为转基因技术涉及到食品安全、生态环境等重要问题。
3.一些人支持转基因技术，认为它可以提高作物产量、减少农药使用、改善土壤质量等，有助于解决人口增长和粮食安全问题。
4.另一方面，也有一些人反对转基因技术，担心转基因作物对人体健康和生态环境造成负面影响。
5.中国政府在转基因育种政策上采取了谨慎的态度，制定了一系列法规和规定，以保障食品安全和生态环境。
6. 2001年，中国颁布了《生物安全法》，规定对含有转基因成分的食品实行标识和审批制度。
7.在农业领域，中国政府也通过建立转基因作物审批制度，确保转基因作物安全上市。
8.中国的转基因育种政策围绕着食品安全、生态环境和科技进步等多方面展开，注重平衡各方利益。
9.食品安全是中国政府对转基因育种最为重视的方面，确保转基因食品对人体健康没有危害是政策的首要目标。
10.通过加强转基因食品的检测、审批和标识，中国政府力求确保消费者对食品来源和成分了解清晰。
11.同时，中国政府也注重生态环境保护，在推广转基因作物时要考虑对环境的影响，避免对生态系统造成破坏。
12.转基因作物的耕种和种植有可能导致生态系统的扰动，因此政府在转基因育种政策中加强对生态环境的监管。
13.中国政府鼓励科研院所和企业开展转基因育种研究，以提高农作物的产量、抗病虫性和适应性。
14.中国农业科学院和中国农业大学等科研机构在转基因育种领域取得了不少成果，为提高农产品质量和数量做出了贡献。
15.支持转基因育种的人士认为，转基因技术有助于提高农作物的抗病虫性，减少化肥农药的使用，降低农业生产成本。
16.一些转基因作物如抗虫玉米、抗虫棉花等在中国种植面积逐年增加，取得了显著的经济效益。
17.转基因技术的应用可以帮助解决农业生产中的一些难题，促进农业的可持续发展和现代化。
转基因育种与传统育种的关系
转基因育种与传统育种的关系
转基因育种和传统育种是两种不同的植物育种方式。
传统育种是通过选择和繁殖具有良好遗传特性的植物，逐步改良植物品种的过程。
而转基因育种则是通过改变植物的基因组来创造具有特定特性的新
品种。
转基因育种与传统育种的关系存在一定的联系和区别。
首先，转基因育种可以借助传统育种的成果，比如利用传统育种选育出的优良植物品种进行转基因改造。
其次，转基因育种可以在传统育种无法实现的领域创造新品种，比如提高植物的抗病性和适应性。
然而，转基因育种也存在一些争议和风险，比如可能会引发生态环境问题和健康问题。
因此，需要在科学、合法、透明、安全的前提下进行转基因育种。
在实践中，转基因育种和传统育种可以相互补充和整合，以提高植物育种的效率和成果。
同时，在进行育种工作时，也需要根据具体情况选择合适的育种方式，以满足不同的需求和目标。
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转基因技术在植物育种上的应用
转基因技术在植物育种上的应用随着人口的增长和经济的发展，粮食安全的需求也越来越迫切。
为了满足这种需求，不断推陈出新的农业技术也应运而生。
转基因技术便是其中之一。
转基因技术是指通过基因工程手段种植具有某种功能的植物。
在植物育种上的应用也是变得越来越广泛。
本文将对转基因技术在植物育种上的应用进行探讨。
一、提高耐旱性水是生命之源，然而旱灾的发生却经常影响作物的种植。
转基因技术可以通过对植物的基因进行改造，提高其耐旱性。
例如，通过引入抗旱基因，可以使植物在旱季中生存下来。
同时增加植物表面的毛发数量也可以减少水的蒸发，使得植物更加抗旱。
二、提高免疫力夏季高温多雨环境容易使得植物受到病虫害的攻击，需要使用大量的杀虫剂来进行防治。
然而这些杀虫剂除了对环境造成污染外，还会被吸收进入植物组织中，对人体造成危害。
转基因技术可以通过修改植物的基因，使其免疫力更强，不再受到病虫害的攻击。
免疫植物不仅可以减少对杀虫剂的需求，还可以减少对环境的污染。
三、提高营养价值如今，随着人们生活水平的提高，对食品的营养价值的要求也越来越高。
而普通的食材往往不够营养。
因此，通过转基因技术来提高食品的营养价值成为追求健康生活的人受到关注。
例如，西兰花中添加一种基因，便可以大大提高其维生素C含量。
四、提高生产效率在传统的农业技术中，为了提高生产效率而过度使用肥料、农药，容易导致对环境的污染及耕地质量恶化。
而通过转基因技术更能保证生产效率的同时减少对环境的污染。
例如，将一种保护土壤、减少农药使用的基因转移到水稻上，不仅可以减少农药的使用，还可以增加水稻的产量。
五、食品安全问题转基因经常受到人们对食品安全性的担忧。
但实际上，转基因技术对食品安全性进行了良好的保障。
比如，科学家会对转基因作物进行长期的毒性和绿色荧光蛋白拆解分析，确保转基因作物不会产生副作用，符合食品安全标准。
六、对其他植物的影响一些人担心转基因植物会对环境造成巨大影响，从而影响其他植物的生长。
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。
转基因育种技术
大肠杆菌质粒:
质粒是一种相对分子质量较小、独立于细 菌染色体DNA之外的能自我复制、易分离 和导入的环状双链 DNA，有两种类型：松 弛型和严紧型。 自然条件，质粒需要通过接合作用才能从 一个细菌转移到新的质粒，但需要 “mob”gene，而大多数质粒都不含有该基 因；因此需要在实验条件下通过转化进行 质粒的转移。
被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？
被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？
G AA T T C C T T AA G 用同种限制酶切割 G AA T T C G G AA T T C G G AA T T C C T T AA G
C T T AA
C T T AA
基因的针线：DNA连接酶
目的基因与运载体结合-----形成重组DNA
PCR扩增仪
目的基因与运载体结合-----形成重组DNA
用限制酶切割目的基因 和用相同的限制酶切割 质粒使之出现一个切口， 将目的基因插入切口处， 让目的基因的黏性末端 与切口上的黏性末端互 补配对后，在DNA连接 酶的作用下连接形成重 组DNA分子
提取质粒并用 限制酶切割
Genetically Modified Cotton (contains an bacterial gene for pesticide resistance)
Standard Cotton
转 基 因 植 物
抗除草剂牵牛花
抗病桑树
抗虫番茄
抗盐，抗旱，抗寒 改变花卉颜色、花期 抗早熟……
本章内容提要
人工基因合成法
取 出 DNA
用限制酶 切断DNA
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
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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
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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）
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（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
转基因技术在动物育种上的应用
转基因技术在动物育种上的应用在动物育种领域，转基因技术一直被视作一种有潜力的工具，可以用于改善动物的生产性能、健康状况、生长速度等方面。
尽管在一些国家，转基因技术的应用在农业领域的发展面临着许多的质疑和争议，但是毫无疑问的是，它在动物育种方面的应用具有广泛的前景与作用。
首先，通过转基因技术可以改善动物的生产性能。
例如，现在市场上比较常见的猪肉产品大多都是在很短的时间内长成的，这就需要猪的肌肉生长速度更快，肉质也更好。
通过基因编辑、基因添加等技术，可以改变动物的基因组，从而达到更快、更高效的生产目的。
比如，许多转基因牛、猪已经被开发出来，使得其肌肉质量、增肌速度、内脏比例等方面都得到了提高，大大地改善了养殖的效益和肉类的质量。
其次，基因编辑技术也可以用于提高动物的免疫力和抗病性。
在动物免疫系统方面的研究得到很大的发展，但却有很多难题无法解决，比如免疫疾病的突变，抗药性的增强等。
转基因技术的应用，提供了另一种针对免疫系统问题的解决方案。
疾病会因为基因的改变而引发，而转基因技术可以瞄准这些基因进行修改或替换，从而改良动物抵御疾病的能力。
该技术的应用也有望通过提高动物的抗逆能力，降低其患病率和死亡率，避免因病害造成动物养殖领域的影响。
最后，基因编辑技术也可以用于改善动物的健康状况和生活条件。
在目前的养殖模式中，动物一般生活在一个封闭的环境中，缺乏光线、新鲜空气和足够的自由度。
这在一定程度上影响了动物的生长发育和健康状况。
通过对基因进行优化和修改，可以提高动物的抗压能力和适应能力，使得其能够更好地适应环境，更好地保持健康和生产力。
总结来看，转基因技术在动物育种领域的应用具有广泛的前景和作用，可以通过改善动物的生产性能、免疫能力和抗病性、生活条件等方面，帮助农民提高养殖效益，提高肉类质量和供应量。
当然，在实际应用中仍存在一些问题和风险，需要在技术、法律、道德等各方面使用谨慎，以确保转基因动物育种技术能够发挥最大的作用和效益。
转基因技术在转基因植物育种中的应用
转基因技术在转基因植物育种中的应用转基因技术是一项重大的技术革新，它已经广泛应用于转基因植物育种。
转基因技术可以帮助我们改善植物的抗病性、耐受性、产量和适应性等方面。
这篇文章将讨论转基因技术在转基因植物育种中的应用。
什么是转基因技术转基因技术是一种将外来DNA插入到植物的基因组中的技术。
这些外来DNA可以来自其他植物、细菌甚至动物。
这些外来DNA被称为转基因。
通过将转基因插入到植物的基因组中，我们可以增强植物的某些特征，比如抗病性和耐旱性。
转基因技术的应用除了改善耐热度、耐旱性和抗病性之外，转基因技术还可以改良植物的生长习性，提高产量和质量。
接下来我们将详细讨论转基因技术在植物育种中的应用。
1. 改善植物的抗病性通过转基因技术，我们可以将来自其他植物或细菌的重要基因插入到植物基因组中，这些基因可以增强植物的抗病性。
有些基因可以提高植物对真菌和病毒的抵抗力，有些基因则可以提高植物对寄生虫和害虫的抵抗力。
通过增强植物的抗病性，我们可以减少对化学农药的使用。
2. 提高植物的耐旱性通过转基因技术，我们可以将与植物耐旱有关的基因引入植物基因组中，从而提高植物的耐旱性。
这些基因可以帮助植物存储更多的水分，并减少水分的损失。
拥有更强的耐旱性的植物对于一些乾旱地区的农民来说是非常有用的。
3. 增加植物的产量和质量通过转基因技术，我们可以引入与植物产量有关的基因，从而提高植物的产量。
例如，我们可以引入促进植物更高效吸收肥料的基因，从而使植物生长更好，并产生更多的果实。
此外，转基因技术还可以改善植物的品质，例如，改善果实的口感，延长果实的保鲜期。
4. 改良植物的适应性通过转基因技术，我们可以将与植物适应性相关的基因插入到植物基因组中，从而增强植物的适应性。
这些基因可以使植物更容易适应不同的环境，例如不同的气候和土壤质量。
转基因技术的风险尽管转基因技术可以提高植物的抗病性、耐旱性、产量和质量，但是它也有一些潜在的风险。
转基因育种与传统育种
■专题论坛中图分类号：S565.1文献标识码：E文章编号：1674-3547(2019)05-0065-03转基因育种与传统育种*收稿日期：2019-08-05第一作者：刘昭军，博士，主要从事大豆分子育种研究*基金项目：国家科技重大专项—转基因生物新品种培育（抗逆转基因大豆新品种培育）（2016ZX08004-002）；抗除草剂转基因大豆新品种培育（2016ZX08004-001）；耐除草剂转基因大豆ZH10-6产业化技术研究（ZX08013-002）；耐除草剂转基因大豆ZH10-6产业化技术研究（ZX08013-007）自从1983年世界第一例转基因作物上市以来，转基因作物迅速在全球推广开来。
截至2017年，全球转基因作物种植面积在24个国家达到1.898亿hm 2。
2019年，全球转基因作物的种植面积预计达到2亿hm 2，在10年里增加了约50%，这相当于全球耕地面积的约13%。
尽管人们已经食用■专题论坛转基因作物20多年，许多民众对转基因农作物仍持怀疑和否定态度，反应强烈的视之如瘟疫，唯恐避之而不及。
就有关转基因育种与传统育种中涉及的基本概念进行普及，以利于增强人们对转基因产品的认同度。
1遗传学的基本概念生物的遗传基础是什么？上一代怎样将自身性状传递到下一代？这些问题涉及到生命的核心——染色体与DNA。
生物的细胞核里，都有由蛋白质分子和DNA双螺旋组成的染色体。
其中DNA就是承载该生物遗传行为的基础，表达性状的基因就是一个DNA片段（基因是指生命的一种遗传因子，通俗地说就是所有生物都拥有的一本密码本）。
在细胞里，DNA产生RNA，RNA催化氨基酸合成蛋白质（酶）。
不同结构的蛋白质组成不同的细胞，进而形成不同的器官，不同的器官表现出不同的功能（不同的酶在新陈代谢过程中催化不同的生化反应），即该作物的不同表现性状（基因这本密码本决定着你要如何生长才能适应这个环境）。
总之，基因决定性状，上代性状遗传给下代，也是基因决定的。
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转基因育种的优点 1、可利用的基因资源广 微生物、动物与植物的的基因 2、提供了新的育种途径 3、可对目标性状进行定向变异和选择
4、可大大提高选择效率，加快育种进程
第一节 作物的转基因技术的发展 一、转基因技术的发展现状
我国的转基因农作物
转基因棉花、大豆、马铃薯、烟草、玉米、花生、菠 菜、甜椒、小麦等，转基因棉花已经大规模商品化生产。 Bt-CpTI
能使外源DNA片段插入 （2）复制原点(ORI, origin )
能进行自我复制 （3）选择标记基因
承载外源DNA片段的 载体进入细胞后，以便筛 选克隆子。
（4）安全
1 、大肠杆菌质粒载体
（1）pBR322质粒 p表示质粒
BR分别为Boliver & Rodrigue首字母缩 写
选择标记基因 氨苄青霉素（Ampr，Tn3 ） 四环素抗性（Tetr，pSC101 ）基因
pBR322质粒的复制起点（ori）
氨苄青霉素抗性基因（ampr） 大肠杆菌β-半乳糖苷酶基因 （lacZ）的启动子及编码β半乳糖苷酶 α-肽链的DNA 序列(lacZ'基因)
lacZ '内有13个酶切位点的多 克隆位点。
2、Ti质粒（Ti plasmid）载体 一种细菌质粒 存在于土壤农杆菌(Agrobacterium tumefaciens）中 可诱导植物产生瘤细胞( Tumor- inducing, Ti )，
（二）从基因组DNA或mRNA 克隆目的基因
1、同源序列法 (Homology based candidate gene method)
种生物基因组全部遗传信息的一系列DNA片段， 通过克隆载体贮存在一种受体菌群体之中，包含某生物基 因组全部DNA片段的受体菌群体（一套克隆）称为基因 组。第二节 转基因育种的程序
一、目的基因的获得
目的基因 被用于基因重组、改变受体细胞性状和得到 表达产物的基因
目的基因一般为结构基因，也就是能转录和 翻译出多肽（蛋白质）的基因。
（一）根据基因表达产物蛋白质克隆基因
分离纯化目的基因表达 的蛋白或多肽
氨基酸测序 根据氨基酸序列推导 相应的核苷酸序列 化学合成目的基因
（2）表达序列标签法
（expressed sequence tagging method)
能够特异性标 ( Rapid Amplification of cDNA End，RACE )
利用一条根据已知序列设计的特异性引物和一条与 mRNA的PolyA (3’RACE)或加至第一链cDNA3’端的同聚 尾(5’RACE)互补的通用引物，合成全长cDNA。
（3） 图位克隆(map-based cloning) 染色体步行(chromosome walking) 法
30%
（4）转座子标签法
（5）差异显示
高等真核生物的基因根据表达特性的差异可分为
看家基因（house-keeping gene） 以其组成表达模式维持细胞的基本代谢活动
发育调控基因（developmental regulated gene） 以时空特异性表达模式完成个体的正常生长、 发育与分化
二、目的基因重组质粒的构建 载体（vector）
能够携带外源基因进入受体细胞的DNA分子。 基因克隆载体必备条件 （1）多克隆位点（ MCS，multiple cloning site）
3、CaMV基因克隆载体 花椰菜花斑病毒（CaMV）
含有8kb大小的双链DNA病毒
最大装载大于CaMV-DNA 300bp
CaMV 35S 启动子融合基因载体系统
CaMV的DNA在植物中 高水平转录35S RNA， 其启动子是一强启动子。
将不含启动子的外源目的 基因组装在35S启动子的 下游，构建成可在植物中 高效表达的载体。
T-DNA区 与Vir区在质粒 DNA上彼此相 邻，合起来约占 Ti质粒DNA的 三分之一
Con区／接合转移编码区 （conjugation encoding region）
该区段上存在细菌间接合转移的有关基因（tra）， 调控Ti质粒在农杆菌之间的转移。
冠瘿碱能激活tra基因，诱导Ti质粒转移
Ori区／复制起始（origin of replication） 该区段基因调控Ti质粒的自我复制
2）Ti质粒的结构 T-DNA区／转移DNA （transferred-DNA region）
农杆菌侵染植物细胞时，从Ti质粒上切割下来转 移到植物细胞的一段DNA
该DNA片段上的基因与肿瘤的形成有关
Vir区／毒区（virulence region）
该区段上的基因能激活T-DNA转lementary DNA）
基因通过转录和加工的mRNA，经反转录可产生的互 补DNA。
cDNA只含基因 编码序列，不具启动 子各种cDNA片 段分别与克隆载体连接，通过转化（转导）贮存在一种 受体菌的群体中。把这种某生物基因组全部基因cDNA 的似 Col E1质粒，具 大肠杆菌素E1合成酶基因）
多克隆位点（multiple cloning site）
64个限制性内 切酶位点
TcR内有11个限制 性内切酶位点，其启 动子内2个
ApR内有6个限制 性内切酶位点
（2）pUC质粒载体
Messing & Vieria （University of California）1987年构建
冠瘿瘤（grown gall tumors)。
1） Ti质粒的类型
根据Ti质粒诱导的植物冠 瘿瘤中所合成的冠瘿碱种类 不同，可以分成四种类型：
章鱼碱型（octopine） 烟脂碱型（nopaline） 农杆碱型（agropine） 农杆菌素碱型（agrocinopine） 或称琥珀碱型（succnamopine）