转基因技术与作物育种aa

转基因技术与玉米抗玉米螟育种

一、转基因育种概况

1、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年每亩增收200元，遗憾的是由于市场的原因现已不推广。

中国农科院生物工程中心开发的Bt棉对棉铃虫有显著的抗性。与对照相比减少农药用量80％，使棉花产量和品质大大提高，Bt转基因棉种深受棉农的欢迎。

2、世界转基因作物研究与利用概况：

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年有13个国家种植商品化转基因植物。

2004年有17个国家种植商品化转基因植物。

2004年3月英国批准大面积种植转基因，但要求非常严格。

美国（59%），阿根廷（20%），加拿大（6%）中国（5%），欧洲很少（2004）。2005年德国通过法案，严格限制（包括实验室研究）。

3、世界对转基因的评论：

直至今天，转基因作物的安全性在全球范围内引起了激烈的争论。某个基因可以来自任何一种生命体：细菌、病毒、昆虫……人们可以给某种作物注入一种靠杂交方式根本无法获得的特性，这是人类9000年作物栽培史上的一场空前革命。目前，转基因食品的安全性还没有科学的定论, 但国际权威机构都一致认定，目前被批准上市的转基因食品是安全的。

支持者认为：至今还没有发现有科学文献表明食用这些食物对人体健康产生负面作用，不管转的是什么基因，是从什么生物身上来的，它的化学成分也和别的基因没有什么两样，都是由核酸组成的。这个基因同样要被消化、降解成小分子，才能被人体细胞吸收。所以这个外源基因是不会被人体细胞直接吸收、利用。

反对者则认为：转基因作物具有极大的潜在危险，可能会对人类健康和人类生存环境造成威胁。最早商业化种植的几大类转基因作物已经威胁到生物多样性，诱发害虫和野草的抗性问题，诱发自然生物种群的改变，食物链的破坏在欧洲，转基因作物被一些媒体称之为“恶魔食品”。

4、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。

5、与常规育种技术相比，转基因育种具备的优势：

1.拓宽可利用的基因资源；

2. 可以大大提高选择效率，加快育种进程。

3.培育高产、优质、高抗优良品种提供了崭新的育种途径；

4.可以对植物的目标性状进行定向变异和定向选择；

6、转基因作物种类：

主要为大豆、玉米、棉花和油菜等，以转基因大豆面积最大。

7、转基因植物的类型：

抗虫转基因植物：抗虫棉

抗病转基因植物：抗病毒转基因烟草

抗逆转基因植物：抗旱、抗盐碱

抗除草剂转基因植物：抗除草剂转基因玉米、大豆、棉花、油菜

转基因药品植物：生产霍乱疫苗的胡萝卜

二、转基因育种的程序

1、目的基因的获得：

根据获得基因的途径主要可以分为两大类：

（1）根据基因表达的产物—蛋白进行基因克隆：分离蛋白质、明确氨基酸序列、推导核苷酸序列、人工合成，根据基因表达的产物—蛋白进行基因克隆，利用这种方法人类首次人工合成了胰岛素基因。

（2）从基因组DNA或mRNA序列克隆基因：随着分子生物学技术的发展，PCR 技术在基因工程的广泛应用，使得生物基因的生产和扩增得到极大的便利。

2、目的基因重组质粒的构建：

要对外源基因转移到受体植株还需要对目的基因进行体外重组，质粒的重组步骤包括：从原核植物中获取目的基因的载体并进行体外重组。

质粒重组的基本步骤包括：从原核生物中获得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。

3、受体材料的选择：

能否建立稳定、高效、易于再生的受体系统是植物转基因的技术的关键。良好的转基因受体系统应满足：高效稳定的再生系统;较高的稳定遗传性;稳定的外植体来源；对筛选剂敏感。

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。

（2）.原生质体再生系统

原生质体恢复细胞壁具有分化再生能力，是应用最早的再生受体系统之一。（3）.胚状体再生系统

是指具有胚胎性质的个体

（4）.生殖细胞受体系统

以生殖细胞如花粉粒、卵细胞等受体细胞进行外源基因转化的系统。

4、转基因方法的确定：

概括起来说主要有两类：

第一类是以载体为媒介的遗传转化：将外源基因重组进入适合的载体系统，通过载体将携带的外源基因导入植物细胞，整合在核染色体组中并随核染色体复制和表达。农杆菌Ti质粒介导法是迄今为止植物基因工程中应用最多、机理最清楚、最理想的载体转移方法。主要包括：叶盘法、真空渗入法。

第二类是外源目的DNA的直接转化：外源目的DNA的直接转化：不需要借助载体介导直接利用理化因素进行外源遗传物质的转移的方法。主要包括化学刺激法、基因枪轰击法。

5、转化体的筛选和鉴定：

转化体的筛选:外源目的基因转化频率低，目的基因已被整合到核基因组并表达转化细胞更少，使用特异性选择标记基因（selectable marker genes）进行标记，有效地选择出真正转化细胞。

常用选择标记基因：抗生素抗性基因、除草剂抗性基因

转化体的鉴定:通过筛选得到的再生植株初步证明标记基因整合进入受体细胞。至于目的基因是否整合到受体核基因组、是否表达，还必须对抗性植株进一步检测。

6、转化体的安全性评价和育种利用：

根据有关转基因产品的管理规定、在可控制的条件下进行安全性评价和大田育种利用研究。

通过转基因方法往往难以直接获得理想的品种（系）原因：外源基因失活、纯合致死、花粉致死、其它性状变化等。

因此获得转化体后，应结合杂交、回交、自交等常规转育手段，最终选育综合性状优良的转基因品种。