植物基因工程PPT课件
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第五章植物基因工程ppt课件-PPT文档资料

启动子:按其功能分为组成型启动子、诱导 型启动子和组织特异性启动子 组成型启动子:外源基因在其调控下,表达 大体恒定在一定水平,在不同组织部位没 有明显差异,没有时空特异性。如:Ti质粒 的胭脂碱合成酶基因(nos)启动子。 诱导型启动子:在某些特定的物理或化学信 号的刺激下,可大幅度提高外源基因的表 达水平。如:光、热和创伤诱导启动子等。
• 用叶片、幼茎、子叶、胚轴等为外植体。
特点: ⑴ 外植体细胞经历脱分化和再分化两个过程 ⑵ 扩繁量大 ⑶ 外植体试材广泛 ⑷ 该再生系统获得的再生植株无性系变异较 大,转化的外源基因遗传稳定性较差 ⑸ 该再生系统几乎适用于每一种通过离体培 养途径能再生植株的植物 ⑹ 嵌合体多
3.2 直接分化再生系统
特点: ⑴ 有更强的接收外源DNA的能力。 ⑵ 能使转基因充分表达,而且通过加倍后即 可成为纯合二倍体,加速纯化过程。 ⑶ 利用植物自身的授粉过程操作方便。 ⑷利用该受体系统进行转化受到季节的限制。 无性繁殖的植物不宜采用。
4 植物表达载体的组成特点
• 植物基因表达载体的主要功能是在受体细 胞中表达外源基因(大多数是以Ti质粒为基 础构建的):启动子、终止子、T-DNA序列、 内含子序列、选择标记基因和报告基因
第二节高等植物基因工程的基本概念
1.植物基因工程的定义:
利用基因工程技术,在离体条件下对生物的DNA进 行加工,并按照人们的意愿和适当的载体重新组 合,再将重组DNA转入植物体或细胞内,并使其 在植物细胞中表达,从而生产不同的产物或定向 创造生物的新性状,并能稳定的遗传给下代。 2.转基因植物的特点:
第五章 植物基因工程
第一节 高等植物的遗传学特征 一、植物的基本特征
二、遗传操作的简易性
• 大多数高等植物具有自我受精的遗传特征,通常 能产生大量的后代;而且借助于如风、重力、昆 虫传播等自然条件,受精范围广、速度快、速率 高。因此,即便是频率极低的基因突变和重组实 际,其遗传后果也易被观察。
第6章目的基因的分离克隆(植物基因工程)课件

一条互补DNA,即第一条 DNA链 , 形 成 RNA- DNA 杂合双链。然后合成第2 条链。
12
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14(2) 如何从cDNA中找到所需要的基因?15转录水平上的基因克隆方法
l 差别杂交筛选 l 扣除杂交 l 代表性差别分析 l 差异显示 l cDNA阵列杂交 l 基因表达系列分析 l 抑制差减杂交
筛选目的基因(核酸探针法、免疫结合法)因库应当能包括全部的基因组序 列。如果每一个克隆包括的DNA片段大,则总 克隆数目少,常选择能接受较大片段的载体。 令检测是否包括一个完整的基因组序列的公式:
令例:人类基因组3.0x106kb, 以λEMBL作载体, 插入片段的平均长度为17kb ,p为99%时, 基因 库应有8.1x105 个 重组噬菌体。
21
22
n基于EST信息的基因克隆
EST
23
由杨树EST库获得基因序列
PCNA
24
克隆的核酸酶
25
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2、基因组水平上的克隆
将ry) :将某种生物的基因组DNA切割成 一定大小的片段,并与合适的载体重组后导入宿主细胞,进 行克隆。这些存在于所有重组
➢差别杂交筛选
含有表达 目的基因
不含有表 达目的基因cDNA 铺平板转膜 转膜提取分离 mRNA
cDNA 探针
提取分离 mRNA
cDNA 探针
比较 分析
用对照样品cDNA作探 针杂交的X光片中没有 而在检测样品cDNA作 探针杂交的X光片中有 的印斑,可对照X光片 从原平板挑出菌落进行 鉴定是否含有目的基因
31
菌落杂交技术寻找目标DNA克隆
32
文 库 的 抗 体 筛 选
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(2) T-DNA标签克隆基因
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14(2) 如何从cDNA中找到所需要的基因?15转录水平上的基因克隆方法
l 差别杂交筛选 l 扣除杂交 l 代表性差别分析 l 差异显示 l cDNA阵列杂交 l 基因表达系列分析 l 抑制差减杂交
筛选目的基因(核酸探针法、免疫结合法)因库应当能包括全部的基因组序 列。如果每一个克隆包括的DNA片段大,则总 克隆数目少,常选择能接受较大片段的载体。 令检测是否包括一个完整的基因组序列的公式:
令例:人类基因组3.0x106kb, 以λEMBL作载体, 插入片段的平均长度为17kb ,p为99%时, 基因 库应有8.1x105 个 重组噬菌体。
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n基于EST信息的基因克隆
EST
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由杨树EST库获得基因序列
PCNA
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克隆的核酸酶
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2、基因组水平上的克隆
将ry) :将某种生物的基因组DNA切割成 一定大小的片段,并与合适的载体重组后导入宿主细胞,进 行克隆。这些存在于所有重组
➢差别杂交筛选
含有表达 目的基因
不含有表 达目的基因cDNA 铺平板转膜 转膜提取分离 mRNA
cDNA 探针
提取分离 mRNA
cDNA 探针
比较 分析
用对照样品cDNA作探 针杂交的X光片中没有 而在检测样品cDNA作 探针杂交的X光片中有 的印斑,可对照X光片 从原平板挑出菌落进行 鉴定是否含有目的基因
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菌落杂交技术寻找目标DNA克隆
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文 库 的 抗 体 筛 选
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(2) T-DNA标签克隆基因
基因工程的应用PPT课件(原文)PPT
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栏目 导引
专题1 基因工程
解析:选 D。据题图可知,该转基因技术操作中,获取目的基 因的方法是利用抗冻基因(目的基因)的 mRNA 进行人工化学合 成,需要的酶是逆转录酶和限制酶,A 项错误;目的基因首端 和末端的启动子和终止子均是 DNA 片段,分别启动和终止转录 的进程,B 项错误;重组质粒转入农杆菌的目的是通过农杆菌 转化法将目的基因导入番茄细胞中,C 项错误;检测目的基因 是否导入受体细胞,通常是用 DNA 探针进行检测,即 DNA 分 子杂交技术,D 项正确。
栏目 导引
专题1 基因工程
2.(2018·广东潮南实验学校月考)干扰素是治疗癌症的重要药物, 它必须从血液中提取,每升人血中只能提取 0.5 μg,所以价格 昂贵。美国加利福尼亚的某生物制品公司用如下方法生产干扰 素。从如图所示方式中可以看出,该公司生产干扰素运用的方 法是( )
A.个体间的杂交
B.基因工程
按ESC键退出全屏播放 按ESC键退出全屏播放
按按EESS提CC键键退退示出出全全:屏屏播播基放放 因工程药物生产效率高、针对性强、成本低、价格便
按ESC键退出全屏播放
宜。
栏目 导引
探究 2 基因治疗的过程及途径 (1)完善下面体外基因治疗过程
正常
专题1 基因工程
正常基 因
栏目 导引
专题1 基因工程
栏目 导引
专题1 基因工程
1.抗虫和抗病转基因植物
抗虫转基因植物
抗病转基因植物
___B_t_毒__蛋__白_____基因、蛋 (1)抗病毒基因:病毒外壳蛋白
基因 白酶抑制剂基因、 种类 ___淀__粉__酶__抑__制__剂_____基
因、植物凝集素基因等
基因和病毒的复制酶基因;
专题1 基因工程
解析:选 D。据题图可知,该转基因技术操作中,获取目的基 因的方法是利用抗冻基因(目的基因)的 mRNA 进行人工化学合 成,需要的酶是逆转录酶和限制酶,A 项错误;目的基因首端 和末端的启动子和终止子均是 DNA 片段,分别启动和终止转录 的进程,B 项错误;重组质粒转入农杆菌的目的是通过农杆菌 转化法将目的基因导入番茄细胞中,C 项错误;检测目的基因 是否导入受体细胞,通常是用 DNA 探针进行检测,即 DNA 分 子杂交技术,D 项正确。
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专题1 基因工程
2.(2018·广东潮南实验学校月考)干扰素是治疗癌症的重要药物, 它必须从血液中提取,每升人血中只能提取 0.5 μg,所以价格 昂贵。美国加利福尼亚的某生物制品公司用如下方法生产干扰 素。从如图所示方式中可以看出,该公司生产干扰素运用的方 法是( )
A.个体间的杂交
B.基因工程
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宜。
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探究 2 基因治疗的过程及途径 (1)完善下面体外基因治疗过程
正常
专题1 基因工程
正常基 因
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专题1 基因工程
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专题1 基因工程
1.抗虫和抗病转基因植物
抗虫转基因植物
抗病转基因植物
___B_t_毒__蛋__白_____基因、蛋 (1)抗病毒基因:病毒外壳蛋白
基因 白酶抑制剂基因、 种类 ___淀__粉__酶__抑__制__剂_____基
因、植物凝集素基因等
基因和病毒的复制酶基因;
第10章植物基因工程基因工程原理与技术刘志国课件
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明说:“这是转基因棉对生态环境作用研 究的一项新发现,同时对中国多作物混合 种植体系研究也具有重要意义。”
中国农业科学院棉花研究所等承担的高科技项目“棉花工厂化转基因技术 体系”研究,日前通过专家鉴定。通过几年努力,终于建成了高效、工厂 化的棉花转基因技术体系,年产转基因棉花6000株以上,有效降低了棉 花转基因运行成本。 以该技术体系为支撑,已直接育成转基因棉花新品 种8个,累计推广转基因抗虫棉3200多万亩,从而使中国在这一高科技领 域占有了一席之地。
三、国内植物基因工程发展状况
中国转基因作物种植面积最大的是抗虫棉,己经建立了较为完善的棉花规模化转基 因技术体系,培育出一批具有自主知识产权的优质、高产、多抗的转基因棉花新品 种。
中国培育的多个高抗病虫转基因水稻新品种,是继抗虫棉之后第一个具有较大影响 和产业化前景的转基因植物,居国际领先地位。
二、植物基因工程的发展现状 20世纪60~70年代,人们仿效细菌转化法开展了植物转基因的尝试。
1983年,第一株转基因植株(Zambryski,1983)的获得标志着植物转 基因时代的到来。 1987年,Cornell大学的Sanford等发明了基因枪,同年Klein首次将其 用于植物转基因研究,克服了当时农杆菌介导的转基因方法的受体种类和 基因型的限制,开创了植物转基因方法的新领域。 目前,植物转基因已成为植物分子生物学研究的强有力的实验手段; 更是基因克隆、功能基因组研究必不可少的实验工具。 近年来,遗传转化方法不断创新,以转化系统的原理不同大致可分为三类: ①农杆菌介导的基因转移; ②以原生质体、细胞或组织为受体的直接转移;如电激、微注射、PEG介 导转化原 生质体等,基因枪和超声波法可把外源DNA直接导入带壁的植物 细胞,从而避免原生质体再生植株的漫长过程,使转基因更为快速简易; ③种质系统的基因转移(germ line transformation),如利用子房注射、种 胚、体细胞胚及花粉等途径导入外源基因。
中国农业科学院棉花研究所等承担的高科技项目“棉花工厂化转基因技术 体系”研究,日前通过专家鉴定。通过几年努力,终于建成了高效、工厂 化的棉花转基因技术体系,年产转基因棉花6000株以上,有效降低了棉 花转基因运行成本。 以该技术体系为支撑,已直接育成转基因棉花新品 种8个,累计推广转基因抗虫棉3200多万亩,从而使中国在这一高科技领 域占有了一席之地。
三、国内植物基因工程发展状况
中国转基因作物种植面积最大的是抗虫棉,己经建立了较为完善的棉花规模化转基 因技术体系,培育出一批具有自主知识产权的优质、高产、多抗的转基因棉花新品 种。
中国培育的多个高抗病虫转基因水稻新品种,是继抗虫棉之后第一个具有较大影响 和产业化前景的转基因植物,居国际领先地位。
二、植物基因工程的发展现状 20世纪60~70年代,人们仿效细菌转化法开展了植物转基因的尝试。
1983年,第一株转基因植株(Zambryski,1983)的获得标志着植物转 基因时代的到来。 1987年,Cornell大学的Sanford等发明了基因枪,同年Klein首次将其 用于植物转基因研究,克服了当时农杆菌介导的转基因方法的受体种类和 基因型的限制,开创了植物转基因方法的新领域。 目前,植物转基因已成为植物分子生物学研究的强有力的实验手段; 更是基因克隆、功能基因组研究必不可少的实验工具。 近年来,遗传转化方法不断创新,以转化系统的原理不同大致可分为三类: ①农杆菌介导的基因转移; ②以原生质体、细胞或组织为受体的直接转移;如电激、微注射、PEG介 导转化原 生质体等,基因枪和超声波法可把外源DNA直接导入带壁的植物 细胞,从而避免原生质体再生植株的漫长过程,使转基因更为快速简易; ③种质系统的基因转移(germ line transformation),如利用子房注射、种 胚、体细胞胚及花粉等途径导入外源基因。
植物基因工程课件ppt
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微管注射法
利用显微操作技术将外源 基因直接注入植物细胞, 实现基因转移。
基因表达与调控
启动子选择
选择合适的启动子,以调 控外源基因在植物中的表 达水平。
转录因子应用
利用转录因子调控植物基 因的表达,实现植物性状 的改进。
表观遗传修饰
通过DNA甲基化、组蛋白 修饰等手段,调控植物基 因的表达。
基因编辑技术
植物基因工程课件
汇报人: 202X-12-30
目录
• 植物基因工程简介 • 植物基因工程基本技术 • 植物基因工程应用 • 植物基因工程面临的挑战与前景 • 案例分析
01
植物基因工程简介
Chapter
定义与特点
定义
植物基因工程是利用重组DNA技术 对植物基因进行操作和修饰的一门科 学。
特点
具有高度精确性和可操作性,可以实 现植物性状的定向改进,提高抗逆性 、产量和品质等。
转基因玉米的研发与应用
总结词
转基因玉米是利用基因工程技术改进玉米性状,提高产量、抗逆性和品质的玉米新品种 。
详细描写
转基因玉米的研发主要针对抗虫、抗病、抗旱等性状进行改进。通过导入外源抗虫基因 和植酸酶基因等,转基因玉米表现出较好的抗虫性和产量。同时,转基因玉米还具有较 好的耐旱、耐盐碱等特性,能够适应不同环境条件下的生长。转基因玉米的应用提高了
安全性问题
对生态环境的影响
转基因植物可能成为入侵物种,破坏生态平衡。
对非目标生物的影响
转基因植物可能产生抗药性,影响农药效果。
食品安全问题
转基因食品的安全性尚未得到充分验证,可能对人体健康产生潜 伏风险。
法规与伦理问题
国际法规不统一
各国对转基因技术的法规和监管标准不统一,导致跨国合作困难。
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
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一、植物基因工程的主要内容和研究方向
(1)从种类繁多的植物基因群体中分离出有用的基因。 (2)寻找或者构建植物克隆载体,使其与人们感兴趣的外源基 因重组并能被导入到植物细胞中去。
(3)将重组的载体通过各种途径导入植物受体细胞中去,并整 合到植物寄主染色体的基因组上。
(4)使获得带有目的基因的植物细胞或者组织再生成形态上正 常的健康的植株。这种植株称为转基因植物。
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(2)荧光素酶基因(luciferase,LUC) 荧光素酶在Mg2+和ATP存在的条件下可以氧化荧光素,并产
生荧光。可以通过荧光计测定,也可以在暗处直接观察。目前 用作报告基因的荧光素酶基因多来自于细菌或萤火虫。
(2)将CaMV DNA整合到Ti质粒DNA分子上,组成重组的载体。
(3)构成带有CaMV 35S启动子的融合基因,在植物细胞中表达外 源基因。CaMV 35S启动子是一种强启动子。目前已经有许多分子 生物学家都热衷于使用CaMV 35S启动子在植物细胞中表达外源目 的基因。
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2.植物基因转移的质粒载体
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(2)毒性(Vir)区段(30-40kb)
毒性(Vir)区段则编码能在细菌中表达的数个致瘤基因, 表达的产物参与T-DNA的加工和T-DNA从细菌向植物的转移过程 。T-DNA区段和毒性(Vir)区段在质粒上的位置是彼此相邻的 。其它结构部分的基因能够决定植物合成一种特殊的小分子物 质——冠瘿碱,还能够诱导Ti质粒和Ri质粒在不同的细菌之间 的结合转移等。
一是病毒载体系统; 二是质粒载体系统。
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
1.5.1 Vir基因的诱导 1.5.2 VirA和VirG被构造性表达 1.5.3 T-DNA的加工及转移 1.5.4 T-DNA链整合植物基因组
片段,占Ti 的7-15%,两边有23bp的定向 反复序列。
章鱼碱型的T-DNA区分为两部分,左区 〔TL-DNA〕为13kb的单拷贝序列,是诱发 和维持肿瘤所必需的。右区〔TR-DNA〕为 7kb的多拷贝序列。
T-DNA通常较完好的且序列不改动地被 整合到植物基因组中。
1.3 T-DNA
1.3.2 T-DNA携带的遗传信息 〔1〕致瘤基因:用于转化植物细胞的基因,
1.2 Ti质粒
1.2.2 Ti质粒的物理图谱 物理图谱:限制性内切酶酶切片段在Ti-DNA
上的陈列顺序。
Ti物理图谱构建:经限制性内切酶处置之后 的Ti质粒DNA,用琼脂糖凝胶电泳作片段分 别,便可显示出有20多条大小不同的DNA 酶切片段。然后将这些酶切片段进展分子 杂交分析,测定顺序,再陈列成完好的物 理图。
1.1植物冠瘿瘤——植物的一种癌症
1.1冠瘿瘤
植物与人一样,可以产生各种各样的瘤和癌。其中一类瘤 被叫作瘿,瘿的种类很多。引起瘿的要素有:受伤、昆虫、 病毒、细菌和特定的基因组织表达等。人们最感兴趣的瘿 是冠瘿瘤。
1.1.1冠瘿瘤的原因 由根癌农杆菌〔Agrobacterium tumefaciens〕[属根瘤菌科〔Rhizobiaceat〕]对植物的侵 染而引起。
植物基因工程
1.根癌农杆菌与植物转化的分子生物学 2.植物基因工程中Ti载体及其构建 3.植物基因转化受体系统 4.根癌农杆菌转化程序 5.植物病毒介导的基因转化
1.根癌农杆菌与植物转化的分子生物学
1.1 植物冠瘿瘤-植物的一种癌症 1.2 Ti质粒 1.3 T-DNA 1.4 Vir区的基因构造与功能 1.5 农杆菌Ti质粒基因转化机理
片段,占Ti 的7-15%,两边有23bp的定向 反复序列。
章鱼碱型的T-DNA区分为两部分,左区 〔TL-DNA〕为13kb的单拷贝序列,是诱发 和维持肿瘤所必需的。右区〔TR-DNA〕为 7kb的多拷贝序列。
T-DNA通常较完好的且序列不改动地被 整合到植物基因组中。
1.3 T-DNA
1.3.2 T-DNA携带的遗传信息 〔1〕致瘤基因:用于转化植物细胞的基因,
1.2 Ti质粒
1.2.2 Ti质粒的物理图谱 物理图谱:限制性内切酶酶切片段在Ti-DNA
上的陈列顺序。
Ti物理图谱构建:经限制性内切酶处置之后 的Ti质粒DNA,用琼脂糖凝胶电泳作片段分 别,便可显示出有20多条大小不同的DNA 酶切片段。然后将这些酶切片段进展分子 杂交分析,测定顺序,再陈列成完好的物 理图。
1.1植物冠瘿瘤——植物的一种癌症
1.1冠瘿瘤
植物与人一样,可以产生各种各样的瘤和癌。其中一类瘤 被叫作瘿,瘿的种类很多。引起瘿的要素有:受伤、昆虫、 病毒、细菌和特定的基因组织表达等。人们最感兴趣的瘿 是冠瘿瘤。
1.1.1冠瘿瘤的原因 由根癌农杆菌〔Agrobacterium tumefaciens〕[属根瘤菌科〔Rhizobiaceat〕]对植物的侵 染而引起。
植物基因工程
1.根癌农杆菌与植物转化的分子生物学 2.植物基因工程中Ti载体及其构建 3.植物基因转化受体系统 4.根癌农杆菌转化程序 5.植物病毒介导的基因转化
1.根癌农杆菌与植物转化的分子生物学
1.1 植物冠瘿瘤-植物的一种癌症 1.2 Ti质粒 1.3 T-DNA 1.4 Vir区的基因构造与功能 1.5 农杆菌Ti质粒基因转化机理
植物基因工程在植物育种上的应用PPT课件

1、磷酸二酯法 2、磷酸三酯法 3、亚磷酸三酯法 4、固相合成法 5、自动化合成法
磷酸二酯法的合成原理
① 保护dNTP的5’端P 或3’端-OH,以 保证合成反应的定向进行。
② 带5’保护的单核苷酸与带3’保护的另 一个单核苷酸以磷酸二酯键连接起来。
③ 用酸或碱的脱保护
磷酸二酯法合成过程
磷酸三酯法的合成
单链DNA噬菌体的特点: (1)ssDNA (2)复制型(RF)是双链环状DNA。 (3)RF DNA和ssDNA都能转染感受态大肠杆菌, 并产生噬菌斑。 (4)不存在包装限制。 (5)可产生大量的含有外源DNA插入片断的单链 分子,便于作探针或测序。
M13噬菌体在感染细胞中的复制
M13噬菌体的包装
(1)高拷贝数的质粒载体 (2)低拷贝数的质粒载体 (3)失控的质粒载体 (4)插入失活型质粒载体 (5)正选择的质粒载体 (6)表达型质粒载体
质粒载体模式图
噬菌体载体
噬菌体是一类细菌病毒,由蛋白质外壳和内包裹 着的DNA(双链、单链、线性、环状等)构成。
单链噬菌体载体
来自单链环状DNA的丝状大肠杆菌噬菌体,如 M13。
You Know, The More Powerful You Will Be
结束语
当你尽了自己的最大努力时,失败也是伟大的, 所以不要放弃,坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End 演讲人:XXXXXX 时 间:XX年XX月XX日
又称无细胞分子克隆或特异性DNA序列 体外引物定向酶促扩增技术。
PCR技术的五要素和步骤
参加PCR反应的物质 主要有五种
磷酸二酯法的合成原理
① 保护dNTP的5’端P 或3’端-OH,以 保证合成反应的定向进行。
② 带5’保护的单核苷酸与带3’保护的另 一个单核苷酸以磷酸二酯键连接起来。
③ 用酸或碱的脱保护
磷酸二酯法合成过程
磷酸三酯法的合成
单链DNA噬菌体的特点: (1)ssDNA (2)复制型(RF)是双链环状DNA。 (3)RF DNA和ssDNA都能转染感受态大肠杆菌, 并产生噬菌斑。 (4)不存在包装限制。 (5)可产生大量的含有外源DNA插入片断的单链 分子,便于作探针或测序。
M13噬菌体在感染细胞中的复制
M13噬菌体的包装
(1)高拷贝数的质粒载体 (2)低拷贝数的质粒载体 (3)失控的质粒载体 (4)插入失活型质粒载体 (5)正选择的质粒载体 (6)表达型质粒载体
质粒载体模式图
噬菌体载体
噬菌体是一类细菌病毒,由蛋白质外壳和内包裹 着的DNA(双链、单链、线性、环状等)构成。
单链噬菌体载体
来自单链环状DNA的丝状大肠杆菌噬菌体,如 M13。
You Know, The More Powerful You Will Be
结束语
当你尽了自己的最大努力时,失败也是伟大的, 所以不要放弃,坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End 演讲人:XXXXXX 时 间:XX年XX月XX日
又称无细胞分子克隆或特异性DNA序列 体外引物定向酶促扩增技术。
PCR技术的五要素和步骤
参加PCR反应的物质 主要有五种
《植物基因工程》课件
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植物基因工程的应用实例
REPORTING
抗虫抗病基因工程
抗虫基因工程
通过将抗虫基因导入植物,培育出具有抗虫性能的转基因植物,有效抵抗害虫的侵害,减少农药使用 ,保护生态环境。
抗病基因工程
通过导入抗病基因,提高植物对病原菌的抗性,降低植物病害的发生率,保障农作物产量和品质。
抗逆境基因工程
抗旱基因工程
转录因子调控
利用转录因子对目的基因进行表达调控,提高或降低基因的表达水平。
基因编辑技术
基因敲除
通过基因编辑技术,将目的基因从植 物染色体上删除或破坏,以实现功能 丧失或降低表达。
基因定点编辑
通过CRISPR-Cas9等基因编辑技术, 对目的基因进行定点突变、插入或缺 失,以实现功能获得或改变。
PART 03
的商业化应用开始。
目前,植物基因工程已经广泛应 用于农业、林业、园艺等领域, 为人类提供了大量的转基因作物
。
植物基因工程的应用领域
提高农作物的产量和品质
通过导入外源基因,改良植物的生长 发育和代谢过程,提高农作物的产量 和品质。
增强植物抗逆性
通过改变植物的抗病、抗虫、抗旱、 抗寒等性状,提高植物在逆境条件下 的生存能力。
合成生物学
合成生物学结合了基因工程和系统生 物学,未来可能实现定制化合成植物 基因组,为植物育种和改良提供新的 途径。
基因工程面临的ห้องสมุดไป่ตู้理和环境问题
伦理问题
基因工程技术的广泛应用可能对传统农业和 生态环境造成影响,引发关于人类干预自然 进程的伦理争议。
环境风险
转基因作物的种植可能对非目标生物和生态 环境产生不良影响,如基因漂移、生态失衡
通过基因工程手段增强植物的碳汇能力,为 减缓全球气候变暖做出贡献。
REPORTING
抗虫抗病基因工程
抗虫基因工程
通过将抗虫基因导入植物,培育出具有抗虫性能的转基因植物,有效抵抗害虫的侵害,减少农药使用 ,保护生态环境。
抗病基因工程
通过导入抗病基因,提高植物对病原菌的抗性,降低植物病害的发生率,保障农作物产量和品质。
抗逆境基因工程
抗旱基因工程
转录因子调控
利用转录因子对目的基因进行表达调控,提高或降低基因的表达水平。
基因编辑技术
基因敲除
通过基因编辑技术,将目的基因从植 物染色体上删除或破坏,以实现功能 丧失或降低表达。
基因定点编辑
通过CRISPR-Cas9等基因编辑技术, 对目的基因进行定点突变、插入或缺 失,以实现功能获得或改变。
PART 03
的商业化应用开始。
目前,植物基因工程已经广泛应 用于农业、林业、园艺等领域, 为人类提供了大量的转基因作物
。
植物基因工程的应用领域
提高农作物的产量和品质
通过导入外源基因,改良植物的生长 发育和代谢过程,提高农作物的产量 和品质。
增强植物抗逆性
通过改变植物的抗病、抗虫、抗旱、 抗寒等性状,提高植物在逆境条件下 的生存能力。
合成生物学
合成生物学结合了基因工程和系统生 物学,未来可能实现定制化合成植物 基因组,为植物育种和改良提供新的 途径。
基因工程面临的ห้องสมุดไป่ตู้理和环境问题
伦理问题
基因工程技术的广泛应用可能对传统农业和 生态环境造成影响,引发关于人类干预自然 进程的伦理争议。
环境风险
转基因作物的种植可能对非目标生物和生态 环境产生不良影响,如基因漂移、生态失衡
通过基因工程手段增强植物的碳汇能力,为 减缓全球气候变暖做出贡献。
《植物基因工程》幻灯片PPT
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➢ Ethical questions
✓ improved health benefits ✓ reduced agrichem use ✓ feed world’s growing
population
✓ Do we need GM crops? ✓ Contamination of non-GM
crops (cross pollination) ✓ damage to wildlife ✓ human health risks?
What is Bt and how does it work?
➢ Bacterium Bacillus thuringiensis produces protein, delta-endotoxin, that is toxic to insects in orders Lepidoptera, Coleoptera (鞘翅类 )(beetles) - Bt toxin in form of powder used as insecticide spray applied to leaves where larvae feed on
Lycopene
Normal Vitamin A “Deficient”
Rice
Lycopene-beta-cyclase
-carotene (vitamin A precursor)
The Golden Rice Solution
-Carotene Pathway Genes Added
IPP
-carotene
Vitamin A
“Golden Rice〞
Insect resistant plants
Corn borer – pest of corn in North America and Europe
✓ improved health benefits ✓ reduced agrichem use ✓ feed world’s growing
population
✓ Do we need GM crops? ✓ Contamination of non-GM
crops (cross pollination) ✓ damage to wildlife ✓ human health risks?
What is Bt and how does it work?
➢ Bacterium Bacillus thuringiensis produces protein, delta-endotoxin, that is toxic to insects in orders Lepidoptera, Coleoptera (鞘翅类 )(beetles) - Bt toxin in form of powder used as insecticide spray applied to leaves where larvae feed on
Lycopene
Normal Vitamin A “Deficient”
Rice
Lycopene-beta-cyclase
-carotene (vitamin A precursor)
The Golden Rice Solution
-Carotene Pathway Genes Added
IPP
-carotene
Vitamin A
“Golden Rice〞
Insect resistant plants
Corn borer – pest of corn in North America and Europe
植物基因工程课件ppt
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详细描述
通过将外源抗虫基因导入植物细胞,并利用基因工程技 术进行表达,使植物能够产生具有抗虫性能的蛋白质, 从而抵抗害虫的侵袭。常见的抗虫基因包括Bt毒蛋白基 因、蛋白酶抑制剂基因等。
抗病转基因植物的培育
总结词
抗病转基因植物的培育能够提高植物对病原微生物的抗性,有效防止植物病害的发生和传播。
详细描述
术合作与交流,共同推动植物基因工程的发展。
加强人才培养与学术交流
03
通过加强人才培养与学术交流,可以促进植物基因工
程领域的学术合作和技术创新。
感谢您的观看
THANKS
基因表达与调控
要点一
基因表达
是指植物体内基因在特定组织和发育阶段进行转录和翻译 的过程,产生具有特定生物学功能的蛋白质。
要点二
调控
是指通过调节基因的表达程度来改变植物的性状和生长发 育过程。包括顺式调节元件和反式调节元件。
基因编辑与改造
基因编辑
是指通过CRISPR/Cas9等基因编辑技术 对植物基因进行精确的定点修饰和改造 。
病毒载体
病毒载体是一种以病毒基因组为基础的载体系统 ,常用于高效表达目的基因。
人工染色体
人工染色体是一种人造的染色体,可以承载大量 的目的基因,并稳定地遗传给后代。
基因枪法转化
基因枪法的基本原理
$item1_c利用高速气流将包裹了目的基因的金粉或钨粉 射入受体细胞,实现目的基因的高效转化。
基因枪法的优缺点
转基因植物的标识与追溯
标识制度
对转基因植物及其制品进行标识,以便消费者知情和选择,同时也有利于监管部门进行监督和管理。
追溯体系
建立转基因植物的全程追溯体系,确保从种子到产品的生产、加工、销售等环节可追溯,保障消费者的权益。
第六章。植物基因工程
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创伤植株感染法; 原生质体共培养法; 叶盘法。 化学刺激方法 电脉冲法 脂质体法 直接注射法
第二节 植物基因工程的主要研究方向
提高光合作用效率 生物固氮
增加种子的营养价值
提高农作代谢产物的产率
一、提高光合作用效率的植物基因工程基础研究
RuBis Co(1.5-=磷酸核酮糖羧化酶) (RuBis Co 同CO2的亲和力低) 提高光能吸收及转化效率 (农作物的产量还不到转变物量的太阳能的5%)
四、提高农作物抗病虫害及除草剂的能力
培育抗病虫害作物 化学农药 :
价格昂贵, 污染大,残留量严重等, 长期使用也增加病害及虫害对农药的抗性 培养抗除草剂的农作物
五、增加植物次生代谢产物的产率
植物次生代谢产物,为人类提供大量 的有用商品如各种药物: 酶制剂 生化试剂 化装用品 食品添加剂等 (如治疗病疾的特效药奎宁,治疗白血病的 长春新碱,避孕药的重要原料薯蓣碱等。) 通过基因工程方法提高植物次生产物的 合成率
第
六
章
植 物 基 因 工 程
第六章 植 物 基 因 工 程
第一节 植物基因工程的主要内容
植物基因工程的主要内容可简单的归纳如下方面: 1.从种类繁多的植物基因群体中分离出有益的 操作基因; 2.寻找或构建能够随人们感兴趣的外源基因的 插入和进行遗传转化等特性的克隆载体。 3.将重组的载体通过体外转化等方法导入植物 受体细胞,并整合到寄主染色体的基因组上。 4.使获得带有外源目的的基因之植物能够通过 重组过程将外源目的基因持续地传统后代。
叶绿体基因与功能的研究
二、生物固氮与固氮基因的转移
遗传上转变为固氮能力必然具备的条件
1.固氮菌的全部nif基因都应能在同一个植物细胞中适当地表达 2.固氮酶复合体能够恰如其分地加工和组装; 3.具有一个厌氧的环境; 4.提供ATP; 5.提供NADPH。
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第一节 植物基因的克隆与分离
一、根据基因的功能分离目的基因 从蛋白到DNA
一种比较有效的分离高等植物基因的策略, 它涉及目的基因编码产物蛋白质的分离、纯化 及突变体表型的互补克隆。
在纯化相应的编码蛋白后,构建cDNA或基因组, DNA中基因的筛选根据情况主要可用二种办法进行:
(1) 将纯化的蛋白质进行氨基酸测序技术、cDNA代表性差示分析(RDA)
1. mRNA差减杂交(scDNA克隆
根据不同材料mRNA种类的差别分离目的基因。只适用于缺失突变 体,在很大程度上受生物体核DNA复杂性的影响,而且又存在着实 验周期长、重复性差、效率低等缺点。1992年,美国哈佛大学的 F.M.Ausubel实验室,应用该法从拟南芥菜中克隆到了一个与植物茎 杆高度相关的基因,这可能是已见报道的为数不多的典型例子之一。
用内源转位子分离同源寄主基因的技术 异源转位子标签法(hetrologous transposon tagging)
1.转座子标签法(Transposon tagging)
转座的结果是使被转入的基因失活,从而有效地诱导产生 表型突变株。然后构建一个对应于突变株的基因库,用作标 签的转座子作为探针从基因库中筛选相对应的克隆,分离得 到相对应于变异的基因,这就是转座子标签克隆基因。
同源转位子标签法(homologous transposon tagging):
三、根据DNA的插入作用分离目的基因
当一段特定的DNA序列,插入到植物基因组中目的基因的 内部或其邻近位点时,便会诱发该基因发生突变,并最终导 致表型变化,形成突变体植株。如果此段DNA插人序列是 已知的,那么它便可用来作为DNA杂交因A序列相 当于人为地给目的基因加上一段已知的序列标签,因此 DNA插入突变分离基因的技术,又叫做DNA标签法(DNAtagDgiNnAg)标。签法克隆植物组织中的基因是较为常用的一种方 法,T-DNA(T-DNA tagging)和转座子(transposon tagging)均可作为基因标签。
(2) 将相应的编码蛋白制成相应抗体探针,从cDNA入载体表达库 中筛选相应克隆。
但在任何类型的细胞中,都仅有少数的基因表达成相应的蛋 白质,而且其表达活性和种类还会随着发育阶段及环境因素的 变化而变化。因而单从蛋白质水平出发分离目的基因,显然是 存在着相当的难度和一定的局限性。
二、根据mRNA特异分离目的基因
植物基因工程
转基因植物(Transgene plant)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,但现在该名词更多的特 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。
第一节 植物基因的克隆与分离 第二节 植物基因工程研究常用的基因 第三节 植物基因转移的病毒载体 第四节 植物基因转移的质粒载体 第五节 植物基因转化方法 第六节 转基因植物的检测鉴定
Neurospheres (NS) are cultured by the usual methods. Sister cultures are differentiated for 24 hours and each are subjected to representational difference analysis (RDA) with two rounds of subtraction. The subtracted products are then cloned into plasmids, propagated in bacteria, and arrayed at high density onto a glass slide. The custom microarray is then screened with amplified complementary DNA derived from a different set of neurosphere and differentiating cell (DC) cultures. The genes that are verified to be enriched in neurosphere cultures are then subjected to sequence analysis and further screening by in situ hybridization. Cy3 and Cy5 are green and red fluorescent dyes, respectively. bFGF, basic fibroblast growth factor; E17, embryonic day 17; P0, day of birth; P1 ctx, postnatal day 1 cortex.
2. mRNA差别显示的技术
1993年,由美国波斯顿Dena-Farber癌症研究所工作的两位科学 家P.Liang和A.D.Pardee建立。
3. cDNA代表性差示分析(representational difference analysis) 技术, cDNA RDA
1994年 M.Huband和D. G.Scatz在N.Lisitsyn 等人的基 础上,发展了一种用于克隆差别 表达的基因的方法。此法保留了 差减杂交和差别显示的精髓,并 充分发挥了PCR反应以指数形 式扩增双键模板而仅以线性形式 扩增单链模板这一特性,并通过 降低cDNA群体复杂性和多次更 换cDNA两端接头等方法,特异 地扩增目的基因片段。现已被广 泛地应用于分离编码产与未知的 发育基因。