第十章 转基因技术及应用 ppt课件
合集下载
《植物转基因技术》课件
转基因技术的未来发展方向和前景
研究方向
未来应加强转基因技术在提高作物抗逆性、 品质改良和功能食品研发等方面的研究，以 满足人类不断增长的需求。同时，应关注新 兴技术的应用，如基因编辑技术，以推动转 基因技术的创新发展。
应用前景
随着转基因技术的不断进步和应用领域的拓 展，未来转基因作物有望在保障粮食安全、 提高农业生产效率和改善生态环境等方面发 挥重要作用。同时，随着人们对转基因技术 认识的深入和法规体系的完善，转基因技术 的应用前景将更加广阔。
鉴定
对筛选出的阳性细胞或植 株进行遗传和表达分析， 以确定目的基因是否成功 导入并稳定遗传。
鉴定方法
包括分子生物学技术、免 疫学技术、生物化学技术 等。
转基因植物的遗传稳定性与安全性
01
02
03
04
遗传稳定性
转基因植物在繁殖过程中，目 的基因能够稳定遗传并表达的
能力。
安全性
转基因植物对人类健康、生态 环境和农业生产的潜在影响。
目的基因的验证
对获取的目的基因进行测序和功能验证，确保其正确性和可用性。
基因克隆与载体构建
基因克隆
采用限制性内切酶和连接酶等技 术，将目的基因克隆到载体上。
载体的选择
根据目的基因的特点和需求，选 择适合的载体，如质粒、病毒载
体等。
载体构建
将目的基因与载体进行重组，形 成重组质粒或重组病毒载体。
转化体的筛选与鉴定
转基因技术的法规和监管问题
法规制定
各国政府需制定完善的法规和监管体系 ，规范转基因技术的研发和应用，确保 其安全可靠。同时，需要加强国际合作 ，共同制定国际统一的转基因技术标准 。
VS
监管执行
第十章 转基因技术及应用 ppt课件
• 转基因生物对农田生态系统的潜在风险
增加杀虫剂的使用。由于转基因生物可能造成的影响是抗药基因的特性选 择和转移或漂流到可相容的其他植物中，形成抗性杂草或超级杂草， 具有很强的抗药性。 产生新的农田杂草。其原因是由于基因漂流或基因逃逸，如通过昆虫传播 花粉引起杂交或基因污染，使近缘种变成新杂草或超级杂草。 转基因植物自身变为杂草。由于插入性状的竞争而演变退化为杂草。 产生新的病毒。由于不同病毒基因组和转基因作物的病毒外壳蛋白重组而 出现新型病毒。 广谱抗除草剂堆积基因群（HT）的超级杂草。 产生新的作物害虫。由于病原体与转基因植物相互作用或是草食动物与转 基因植物相互作用而出现的新型转基因害虫。比如常见害虫产生抗性， 并进化增强。 对非目标生物的伤害。由于误食或基因污染导致。例如2002年10月美国 内布拉斯加的一块约一英亩的刚收获大豆的田里，发现了三株转基因 玉米。这是因为上一年种植的含一种胰岛素蛋白的药用转基因玉米的 种子遗留下来在田里发芽，结果导致总价值270万美元的这一季大豆不 得不付之一炬。
转基因微生物
第一节 转基因植物 p85
目的基因和受体的获得 转基因方法 转基因植物的鉴定
转基因植物的应用
转基因植物研究存在的问题
一、目的基因的来源
1. 采用限制性内切酶，从生物组织中获取目的基因；
2. 通过mRNA合成cDNA；
3. 人工合成的DNA片段；
4. 聚合酶链式反应（PCR）扩增特定基因片段。
农 杆 菌 ori
大 肠 杆 菌 筛 选 标 记
大肠杆菌ori
农 杆 菌 筛 选 标 记
病毒介导法
随着植物病毒分子生物学及遗传学研究的不断深入，用病毒 基因组作为载体转化植物细胞日益受到人们的重视，因为病 毒载体能将外源基因导入植物的所有组织和细胞中，而且不 受单子叶或双子叶的限制。 在大约300种特征清楚的植物病毒中，单链RNA病毒约占 91%，双链RNA病毒、双链DNA病毒、单链DNA病毒各占 3%。利用植物病毒载体转化植物细胞大致有以下两种战略： 转染植物细胞原生质体
《转基因技术及应用》课件
THANK YOU
汇报人：
食品安全：可 能对人体健康 产生影响，如
过敏反应等
防范措施：加 强监管，建立 完善的转基因 技术安全管理 体系，提高公 众对转基因技 术的认识和接
Байду номын сангаас受度。
转基因技术的发展 前景与展望
转基因技术在农业领域的发展前景与展望
改善作物品质：通过转基因技术改 善作物的营养成分、口感、外观等
品质
应对气候变化：通过转基因技术提 高作物的抗旱、抗寒、抗热等能力，
基因治疗：通过转 基因技术治疗遗传 性疾病，如血友病 、地中海贫血等
生物反应器：利用 转基因技术生产生 物反应器，提高药 物生产效率和成本 效益
转基因技术的安全 性评估
转基因食品的安全性评估
转基因食品的定义：通过基因工程技术改变生物的遗传物质，从而获得具 有特定性状的食品。
安全性评估的内容：包括对转基因食品的毒性、过敏性、营养成分、环境 影响等方面的评估。
1983年，科学家首次将外源基因导入动 物中，开启了转基因动物的研究
1994年，美国批准了第一种转基因食 品——转基因番茄的上市，标志着转 基因食品的商业化
2000年，中国批准了第一种转基因食 品——转基因抗虫棉的上市，标志着 中国转基因食品的商业化
2010年，科学家首次将外源基因导入 人类胚胎中，开启了转基因人类的研究
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
医药工业：转基因技术在医药工业 中的应用，如转基因疫苗、药物等
环保工业：转基因技术在环保工业 中的应用，如转基因微生物在污水 处理、废物处理等方面的应用
生物制药领域的应用
基因工程药物：通 过转基因技术生产 具有特定功能的蛋 白质药物
转基因知识讲座课件-PPT
典型的七种转基因食物
3.抗虫玉米
一种常见的土壤细菌——苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis, Bt）——能产生几种蛋白质，昆虫摄入后 就会死亡。这些蛋白质对人类无害，长期被有机种植者 用作天然杀虫剂。过去10年中，大部分用在加工食品和 动物饲料中的玉米都是经过基因改造的，由孟山都、先 正达（Syngenta）或其他生物技术公司生产。这种玉 米能产生Bt蛋白，不用打农药就可以减轻虫害。美国超 市或农场出售的甜玉米却只有少数是经过基因改造的， 部分原因是农民担心消费者不愿购买转基因产品。
典型的七种转基因食物
7.快速生长的鲑鱼
由 创 业 公 司 “ 水 的 赏 金 ” 科 技 公 司 （ AquaBounty Technologies）开发的“水的优势（AquAdvantage）” 鲑鱼是一种大西洋鲑鱼，含有一个来自奇努克鲑鱼 （Chinook salmon）的生长激素基因和一个来自像鳗 鱼的大洋鳕鱼（ocean pout）的基因开关。此开关使生 长激素基因一直保持打开状态，所以这种转基因鲑鱼体 内全年都产生生长激素，而不是只在温暖的环境下才产 生；这样，这种鲑鱼只需18个月就能达到上市所需体重， 只是通常时间的一半。“水的赏金”公司正在等待美国 食品药品监督管理局批准这种鲑鱼上市。
转基因的发展现状
Байду номын сангаас
转基因的发展现状
转基因的发展现状
转基因的发展现状
关于转基因的谣言与真相
关于转基因的谣言与真相
关于转基因的谣言与真相
关于转基因的谣言与真相
关于转基因的谣言与真相
关于转基因的谣言与真相
关于转基因的谣言与真相
关于转基因的谣言与真相
转基因胡萝卜：表面相对较光滑，一般是直的，它的尾部有时比中间还粗。 由创业公司“水的赏金”科技公司（AquaBounty Technologies）开发的“水的优势（AquAdvantage）”鲑鱼是一种大西洋鲑鱼，含有一个来 自奇努克鲑鱼（Chinook salmon）的生长激素基因和一个来自像鳗鱼的大洋鳕鱼（ocean pout）的基因开关。 关于转基因的谣言与真相 转基因：不同物种间发生基因交换和重组的现象称之为转基因，可分为自然转基因和人工转基因。 番木瓜，最常见的转基因 本人观点：任何事物无论是自然的还是人工的，都存在一定的风险性。 关于转基因的谣言与真相 这一技术的问题可能在现在的时间尺度下还不明显。 目前，市场上的木瓜（准确的说是番木瓜）绝大部分都转基因品种，转入的是抗环斑病毒基因。 将人类期待的“有利”基因整合到同一生物体，使其表现出人类期望的优良性状。 但PLU码并非强制标注。 关于转基因的谣言与真相 草甘膦使一种对大多数植物的生存必不可少的酶失活，从而杀死植物。 非转基因大豆：为椭圆形状，有点扁。 草甘膦使一种对大多数植物的生存必不可少的酶失活，从而杀死植物。 维生素A缺乏导致每年数十万亚洲和非洲儿童罹患夜盲症。 Beta-胡萝卜素强化稻米 基因：编码蛋白质或RNA等具有特定功能产物的遗传信息的基本单位,是染色体或基因组的一段DNA序列(对以RNA作为遗传信息载体的 RNA病毒而言则是RNA序列) 转基因西红柿：颜色鲜红很好看，果实较硬，不易裂。 广泛的科学共识认为这项技术是安全的，包括美国国家科学院、美国科学促进会、英国皇家学会等等诸多组织都持这一立场。 非转基因西红柿成熟以后，捏起来里面是软的。
基因工程转基因植物PPT课件
Ti Plasmid
T-DNA region
auxin
Left border
Right border
vir genes ori
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。
（2） Ti质粒的功能区域
※ T-DNA区（transferred-DNA regions）： 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，称为转移DNA。该DNA片段上的基因与肿瘤的形成有关。
农杆菌介导法
1）农杆菌
农杆菌包括根癌农 杆菌（Ti质粒）和发根 农杆菌（Ri质粒），质 粒中含有一段可移动的 DNA称为T-DNA，可作 为外源DNA的载体。
农杆菌: 广泛用于植物基因工程。 包含Ti质粒:【肿瘤诱导质粒（细菌 质粒）】；
T-DNA: (Transferred-DNA), 可以转 移进入植物基因组.
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
1.1 受体
1.1.3 直接分化再生
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。
优点：周期短、操作简单，体细胞变异小，遗 传稳定；
缺点：材料局限，转化率低。
1.1 受体
受体 是指用于接受外源DNA的转化材料。 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) 外植体来源方便，如胚和其它器官等； 4) 对筛选剂敏感； 5) 转化率高 常用的受体材料有以下几大类型:
农业转基因知识科普_PPT课件
转基因技术优势
基因来源更丰富、育种过程更精准、缩短育种周期
传统杂交育种
优良 基因
X 杂交
优良 基因
=
供体品种
基因工程育种
转化
优良基因
拟改良的品种
新材料
优良 基因
=
拟改良的品种
新品种
转基因技术主要应用领域
农业：抗病虫、耐除草 剂、抗旱耐盐、改善品 质、肥料高效利用
环保：污染物降解医药：源自苗、胰岛 素、干扰素3.9 3.9 2.9 2.7 1.6 1.0 0.8 0.5 0.5 0.3 0.2 0.1 0.1 0.1
少于50,000 公顷
洪都拉斯* 智利* 葡萄牙 古巴* 捷克共和国
罗马尼亚 斯洛伐克 哥斯达黎加*
孟加拉国*
* 发展中国家
2013年全球主要转基因作物种植率（%）
（百万英亩，百万公顷）
494 200 445 180 395 160 346 140 296 120 247 100 198 80 148 60
5. 加拿大 6. 中国* 7. 巴拉圭* 8. 巴基斯坦* 9. 南非* 10. 乌拉圭* 11. 玻利维亚* 12. 菲律宾*
13. 澳大利亚 14. 布基纳法索* 15. 缅甸* 16. 墨西哥*
17. 西班牙 18. 哥伦比亚* 19. 苏丹*
百万公顷
73.1 42.2 24.3 11.6 11.6
99 40 49 20
00
传统 生物技术
107
79% 大豆
34
70% 棉花
177
32% 玉米
34
24% 油菜
2014年美国、巴西转基因大豆、玉米和棉花种植面积均已超过总面积的90%。
《基因工程与转基因》课件
随后，基因工程技术不断发展，逐渐应用于医学、农业、工业等多个领域，取得了显著的成果和经济效 益。
基因工程的应用领域
医学领域
农业领域
基因工程技术可以用于治疗遗传性疾病、 癌症、感染性疾病等，例如基因治疗、基 因药物、基因疫苗等。
基因工程技术可以用于改良作物品种、提 高农作物的抗逆性、增加产量等，例如转 基因作物、基因编辑等。
02
可能增加食物过敏反应的风险、对生态环境的潜在影响等。
转基因食品的管理与监管
03
各国政府对转基因食品都有严格的管理和监管措施，确保其安
全性和透明度。
04 转基因生物的风险与挑战
环境风险
生态平衡破坏
转基因生物可能成为外来入侵物种，破坏原有生态平衡。
基因污染
转基因生物的基因可能通过花粉、种子等途径传播给野生近缘种 ，导致基因污染。
基因克隆技术的原理
基因克隆技术的原理基于分子生物学中的同源重组原理， 通过将目的基因插入到载体DNA中，再将其导入到宿主细 胞中，实现目的基因的复制和表达。
基因克隆技术的应用
基因克隆技术广泛应用于基因功能研究、基因治疗、生物 制药等领域，为人类探索生命奥秘和解决医学难题提供了 有力工具。
基因表达技术
转基因技术的应用领域
农业
培育抗虫、抗病、抗除草剂等转基因作物， 提高产量和品质。
医药
用于药物研发、基因治疗和疫苗生产等领域 。
工业
用于生产特殊化学品、酶等工业原料。
转基因食品的安全性
转基因食品的安全性评估
01
需要经过严格的科学评估和安全审查，确保其对人类健康和环
境没有负面影响。
转基因食品的潜在风险
工业领域
环保领域
基因工程的应用领域
医学领域
农业领域
基因工程技术可以用于治疗遗传性疾病、 癌症、感染性疾病等，例如基因治疗、基 因药物、基因疫苗等。
基因工程技术可以用于改良作物品种、提 高农作物的抗逆性、增加产量等，例如转 基因作物、基因编辑等。
02
可能增加食物过敏反应的风险、对生态环境的潜在影响等。
转基因食品的管理与监管
03
各国政府对转基因食品都有严格的管理和监管措施，确保其安
全性和透明度。
04 转基因生物的风险与挑战
环境风险
生态平衡破坏
转基因生物可能成为外来入侵物种，破坏原有生态平衡。
基因污染
转基因生物的基因可能通过花粉、种子等途径传播给野生近缘种 ，导致基因污染。
基因克隆技术的原理
基因克隆技术的原理基于分子生物学中的同源重组原理， 通过将目的基因插入到载体DNA中，再将其导入到宿主细 胞中，实现目的基因的复制和表达。
基因克隆技术的应用
基因克隆技术广泛应用于基因功能研究、基因治疗、生物 制药等领域，为人类探索生命奥秘和解决医学难题提供了 有力工具。
基因表达技术
转基因技术的应用领域
农业
培育抗虫、抗病、抗除草剂等转基因作物， 提高产量和品质。
医药
用于药物研发、基因治疗和疫苗生产等领域 。
工业
用于生产特殊化学品、酶等工业原料。
转基因食品的安全性
转基因食品的安全性评估
01
需要经过严格的科学评估和安全审查，确保其对人类健康和环
境没有负面影响。
转基因食品的潜在风险
工业领域
环保领域
- 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)。
药物名称 基因来源 应用 抑制HIV 抗过敏 多种用途 植物载体 烟草 烟草、番茄 烟草 烟草、马铃薯、 番茄 油菜、拟南芥 烟草 核糖体抑制蛋白 恬楼、玉米 血管紧张肽转化 牛奶 酶 抗体 抗原 脑啡肽 表皮生长因子 老鼠
细菌、病毒病原 口服疫苗 人 人 止痛、镇定剂 特殊细胞增值
促红细胞生成素 人
转基因微生物
第一节 转基因植物 p85
目的基因和受体的获得 转基因方法 转基因植物的鉴定
转基因植物的应用
转基因植物研究存在的问题
一、目的基因的来源
1. 采用限制性内切酶，从生物组织中获取目的基因；
2. 通过mRNA合成cDNA；
3. 人工合成的DNA片段；
4. 聚合酶链式反应（PCR）扩增特定基因片段。
农 杆 菌 ori
大 肠 杆 菌 筛 选 标 记
大肠杆菌ori
农 杆 菌 筛 选 标 记
病毒介导法
随着植物病毒分子生物学及遗传学研究的不断深入，用病毒 基因组作为载体转化植物细胞日益受到人们的重视，因为病 毒载体能将外源基因导入植物的所有组织和细胞中，而且不 受单子叶或双子叶的限制。 在大约300种特征清楚的植物病毒中，单链RNA病毒约占 91%，双链RNA病毒、双链DNA病毒、单链DNA病毒各占 3%。利用植物病毒载体转化植物细胞大致有以下两种战略： 转染植物细胞原生质体
•迄今为止
世界上共批准了12种作物、6大类性状的48个转基 因品种进行商业化生产，其中包括水稻、玉米、马铃薯、小 麦、黑麦、红薯、大豆、豌豆、棉花、向日葵、油菜、亚麻 、甜菜、甘草、卷心菜、番茄、生菜、胡萝卜、黄瓜、芦笋 、苜蓿、草莓、木瓜、猕猴、桃、越橘、茄子、梨、苹果、 葡萄等。
应用于生产转基因药物的植物
融合法
• 将外源DNA与特殊的疏水性高分子化合物混合， 在水中这些疏水性化合物分子形成球状的脂质体， 后者与植物细胞原生质体融合，筛选融合子，再 生植物细胞壁。
载体介导法
农杆菌介导法 p87
T-DNA的染色体整合机制
多克隆位点
共 整 合 转 化 程 序
大肠杆菌质粒
农杆菌筛选标记
重组质粒
大 肠 杆 菌 筛 选 标 记
调节红细胞水平 烟草
生长激素
水蛭素 人血清蛋白
鲑鱼
合成 人
刺激生长
血栓抑制剂 血栓扩张剂
烟草、拟南毒
芜芩
六、转基因植物研究存在的问题
环境释放安全性 食品安全性
生物安全的含义
• 生物安全使指在一定的时间与空间范围内，由于自然或人 类活动引起外来物种迁移，外来物种在定居、建群、繁衍、 扩展的连串过程中造成对本土物种和生态系统的威胁、危 害，使之衰退，甚至退化和灭绝；或由于人为造成环境的 剧烈变化，导致生态环境的破坏或掠夺生物资源，砍伐和 捕捞过度，严重时导致物种濒危或灭绝；或由于科学研究、 开发、生产和应用中造成对人类健康、生存环境和社会生 活的有害影响。 • 这三种情况均属于生物安全范围，第一种其实是外来物种 入侵，或角生物入侵。第二种情况是生态环境的破碎化、 片断化和边缘化，同样使生物多样性受到威胁。第三种情 况是指生物技术和生物工程引起的生物安全问题，是科技 进步带来的负面影响，主要包括转基因农作物的生物安全 问题。
转染植物组织
花粉管导入法
将外源DNA沿着花粉管经过珠心进入尚未形成正常细胞壁的 卵、合子或早期胚胎细胞中，从而实现基因的转移。这一方法是
我国科学家周光宇首先提出设计的，目前已应用于水稻、小麦、
棉花、大豆、花生、蔬菜等作物的转基因研究。 花粉管导入法的特点是直接、简便。它的受体材料为植株整 体，省略了细胞组织培养的诱导和传代过程，排除了植株再生的 障碍，特别适合于难以建立有效再生系统的植物。由于转化的是 完整植株的卵细胞、受精卵或早期胚胎细胞，导入的DNA分子整 合效率较高。
第十章 转基因技术与 应用
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）。人们常说的"遗传工程"、"基因工程"、"遗 传转化"均为转基因的同义词。 转基因植物
转基因动物
转 化
农杆菌
大肠杆菌
细菌接合
T-DNA区 同 源 整 合
农杆菌
感 染 植 物 根 部 细 胞
T D N A 区 整 合 在 植 物 细 胞 基 因 组 上
r 植 物 细 胞 筛 选 标 记K m
外源基因
二 元 整 合 转 化 程 序
LB
T -D N A
大 肠 杆 菌 农 杆 菌 穿 梭 质 粒
RB
二、转基因植物受体包括： • 叶盘、胚轴、茎尖、茎段 • 原生质体 • 悬浮细胞 • 愈伤组织 • 胚状体 • 活体
三、转基因方法
直接导入法 • 物理法：基因枪法、电击法、超声法、显微注射 法、激光微束法 • 化学法：PEG法，脂质包埋法等
载体介导法：农杆菌介导、病毒介导法
花粉管通道法
直接导入法
四、转基因植物的鉴定
选择培养基检测：如Ti质粒改造时插入抗生素标记基因 遗传标记检测：选择标记治理，如含有β -葡糖苷酸酶、
荧光素酶基因等
目的基因检测：PCR、分子杂交等
五、转基因植物应用
植物基因改良 抗虫害植物、抗除草剂植物、高品质植物 转基因植物生产药物
转 基 因 植 物
转基因棉花（Bt基因） 富含维他命A的黄金大米
抗虫玉米
转基因番茄（抗花叶病基因）
•1983 年 美国和比利时科学家首次将外源基因导入烟草和胡 萝卜。
•1994
年 世界上第一种耐储藏的番茄在美国批准上市。
•1995 年 转基因的抗虫、抗除草剂的玉米和棉花在美国投入 生产。 •2000 年 美国转基因大豆的种植面积首次超过普通大豆。
枪击法 • 将待转化的DNA沉淀在细小金属珠的表面，用特 制枪将金属珠直接打入植物细胞，枪的威力为430 m / s，植物细胞通常是胚胎细胞、玉米籽、叶子 等，但进去的DNA片段整合效率极低。 电击法 • 将高浓度的质粒DNA加入到植物细胞的原生质体 悬浮液中，混合物在 200 - 600 V / cm 的电场中处 理若干秒钟，然后将原生质体在组织培养基中生 长 1 - 2 周，再生出整株植物。
细菌、病毒病原 口服疫苗 人 人 止痛、镇定剂 特殊细胞增值
促红细胞生成素 人
转基因微生物
第一节 转基因植物 p85
目的基因和受体的获得 转基因方法 转基因植物的鉴定
转基因植物的应用
转基因植物研究存在的问题
一、目的基因的来源
1. 采用限制性内切酶，从生物组织中获取目的基因；
2. 通过mRNA合成cDNA；
3. 人工合成的DNA片段；
4. 聚合酶链式反应（PCR）扩增特定基因片段。
农 杆 菌 ori
大 肠 杆 菌 筛 选 标 记
大肠杆菌ori
农 杆 菌 筛 选 标 记
病毒介导法
随着植物病毒分子生物学及遗传学研究的不断深入，用病毒 基因组作为载体转化植物细胞日益受到人们的重视，因为病 毒载体能将外源基因导入植物的所有组织和细胞中，而且不 受单子叶或双子叶的限制。 在大约300种特征清楚的植物病毒中，单链RNA病毒约占 91%，双链RNA病毒、双链DNA病毒、单链DNA病毒各占 3%。利用植物病毒载体转化植物细胞大致有以下两种战略： 转染植物细胞原生质体
•迄今为止
世界上共批准了12种作物、6大类性状的48个转基 因品种进行商业化生产，其中包括水稻、玉米、马铃薯、小 麦、黑麦、红薯、大豆、豌豆、棉花、向日葵、油菜、亚麻 、甜菜、甘草、卷心菜、番茄、生菜、胡萝卜、黄瓜、芦笋 、苜蓿、草莓、木瓜、猕猴、桃、越橘、茄子、梨、苹果、 葡萄等。
应用于生产转基因药物的植物
融合法
• 将外源DNA与特殊的疏水性高分子化合物混合， 在水中这些疏水性化合物分子形成球状的脂质体， 后者与植物细胞原生质体融合，筛选融合子，再 生植物细胞壁。
载体介导法
农杆菌介导法 p87
T-DNA的染色体整合机制
多克隆位点
共 整 合 转 化 程 序
大肠杆菌质粒
农杆菌筛选标记
重组质粒
大 肠 杆 菌 筛 选 标 记
调节红细胞水平 烟草
生长激素
水蛭素 人血清蛋白
鲑鱼
合成 人
刺激生长
血栓抑制剂 血栓扩张剂
烟草、拟南毒
芜芩
六、转基因植物研究存在的问题
环境释放安全性 食品安全性
生物安全的含义
• 生物安全使指在一定的时间与空间范围内，由于自然或人 类活动引起外来物种迁移，外来物种在定居、建群、繁衍、 扩展的连串过程中造成对本土物种和生态系统的威胁、危 害，使之衰退，甚至退化和灭绝；或由于人为造成环境的 剧烈变化，导致生态环境的破坏或掠夺生物资源，砍伐和 捕捞过度，严重时导致物种濒危或灭绝；或由于科学研究、 开发、生产和应用中造成对人类健康、生存环境和社会生 活的有害影响。 • 这三种情况均属于生物安全范围，第一种其实是外来物种 入侵，或角生物入侵。第二种情况是生态环境的破碎化、 片断化和边缘化，同样使生物多样性受到威胁。第三种情 况是指生物技术和生物工程引起的生物安全问题，是科技 进步带来的负面影响，主要包括转基因农作物的生物安全 问题。
转染植物组织
花粉管导入法
将外源DNA沿着花粉管经过珠心进入尚未形成正常细胞壁的 卵、合子或早期胚胎细胞中，从而实现基因的转移。这一方法是
我国科学家周光宇首先提出设计的，目前已应用于水稻、小麦、
棉花、大豆、花生、蔬菜等作物的转基因研究。 花粉管导入法的特点是直接、简便。它的受体材料为植株整 体，省略了细胞组织培养的诱导和传代过程，排除了植株再生的 障碍，特别适合于难以建立有效再生系统的植物。由于转化的是 完整植株的卵细胞、受精卵或早期胚胎细胞，导入的DNA分子整 合效率较高。
第十章 转基因技术与 应用
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）。人们常说的"遗传工程"、"基因工程"、"遗 传转化"均为转基因的同义词。 转基因植物
转基因动物
转 化
农杆菌
大肠杆菌
细菌接合
T-DNA区 同 源 整 合
农杆菌
感 染 植 物 根 部 细 胞
T D N A 区 整 合 在 植 物 细 胞 基 因 组 上
r 植 物 细 胞 筛 选 标 记K m
外源基因
二 元 整 合 转 化 程 序
LB
T -D N A
大 肠 杆 菌 农 杆 菌 穿 梭 质 粒
RB
二、转基因植物受体包括： • 叶盘、胚轴、茎尖、茎段 • 原生质体 • 悬浮细胞 • 愈伤组织 • 胚状体 • 活体
三、转基因方法
直接导入法 • 物理法：基因枪法、电击法、超声法、显微注射 法、激光微束法 • 化学法：PEG法，脂质包埋法等
载体介导法：农杆菌介导、病毒介导法
花粉管通道法
直接导入法
四、转基因植物的鉴定
选择培养基检测：如Ti质粒改造时插入抗生素标记基因 遗传标记检测：选择标记治理，如含有β -葡糖苷酸酶、
荧光素酶基因等
目的基因检测：PCR、分子杂交等
五、转基因植物应用
植物基因改良 抗虫害植物、抗除草剂植物、高品质植物 转基因植物生产药物
转 基 因 植 物
转基因棉花（Bt基因） 富含维他命A的黄金大米
抗虫玉米
转基因番茄（抗花叶病基因）
•1983 年 美国和比利时科学家首次将外源基因导入烟草和胡 萝卜。
•1994
年 世界上第一种耐储藏的番茄在美国批准上市。
•1995 年 转基因的抗虫、抗除草剂的玉米和棉花在美国投入 生产。 •2000 年 美国转基因大豆的种植面积首次超过普通大豆。
枪击法 • 将待转化的DNA沉淀在细小金属珠的表面，用特 制枪将金属珠直接打入植物细胞，枪的威力为430 m / s，植物细胞通常是胚胎细胞、玉米籽、叶子 等，但进去的DNA片段整合效率极低。 电击法 • 将高浓度的质粒DNA加入到植物细胞的原生质体 悬浮液中，混合物在 200 - 600 V / cm 的电场中处 理若干秒钟，然后将原生质体在组织培养基中生 长 1 - 2 周，再生出整株植物。