植物基因工程
植物基因工程技术的应用与发展趋势
植物基因工程技术的应用与发展趋势一、植物基因工程技术的概述植物基因工程是指通过遗传学、生物化学、分子生物学、细胞生物学等多学科合作的研究手段，将某些生命过程中关键的基因从一种生物中分离出来，经过重组后，转移到另一种生物上，使这种生物产生某些种类的新酶、新代谢物、新蛋白质或新表型等改变。
基因工程技术的应用领域非常广泛，其中，植物基因工程技术在农业、环保、医学等方面有着广泛的应用。
二、植物基因工程技术在农业方面的应用1. 抗虫、耐病植物的培育基因工程技术可以通过转移特定的抗虫、耐病基因，对植物进行优化改良，从而培育出更加强壮、健康的作物品种。
在转基因作物领域中，最为成功的是培育出的Bt玉米。
Bt玉米产生的Bt毒素，可以杀死害虫，大幅度减少对农药的依赖，提高种植效益。
2. 提高作物产量通过转移调控产量的基因，例如水稻中的SBEIIb基因，可以降低淀粉含量，从而提高水稻的产量。
此外，基因工程还可用于提高作物的耐盐性、耐旱性、耐寒性等，从而大大提高作物的适应性和经济效益。
3. 增加作物的营养价值基因工程技术可以通过转移特定的营养基因，来增加食用作物的营养价值。
例如，转移含金属元素离子的运输蛋白基因，可以将其从叶绿体移动到种子中，从而提高种子中的矿物质含量。
三、植物基因工程技术在环保方面的应用1. 生物除草剂的制作采用基因工程技术，将抗草药物—农杆菌素的代谢途径进行一定的改造，生成具有独特生物活性的该种抗草素类物质，从而生成高效的生物除草剂。
生物除草剂不会对环境造成不可逆转的影响，同时可以显著地减少农药的使用，更能降低二氧化碳的排放量。
2. 植物净化环境基因工程技术可使植物的生长和发育受到重大的调节，此外，通过转移特定的基因，可以将植物从重金属、土壤污染中解放出来。
例如，在炼钢厂附近种植转基因植物根系中携带的重金属吸附基因，可以使植物从污染物质中吸收到较少的重金属，减轻环境负荷。
四、植物基因工程技术在医学方面的应用1. 新药物的生产基因工程技术可以有效地从植物中提取所需的药物成分。
植物的生物技术和基因工程
植物的生物技术和基因工程植物的生物技术和基因工程是现代生物学领域中的重要研究方向。
利用这些技术和方法，可以对植物进行遗传改良，增加其产量、抗逆性和营养价值，从而满足人类对食物、能源和环境的需求。
本文将介绍植物的生物技术和基因工程的基本原理、应用领域和前景。
一、植物生物技术的基本原理植物生物技术是指利用生物学原理和技术手段对植物进行改良和利用的学科。
其中，遗传工程是最为关键的手段之一。
遗传工程主要通过DNA重组技术，将来自不同生物种类的基因导入目标植物，从而改变其遗传特性。
这一过程包括基因的克隆、转化、表达和筛选等步骤。
二、植物基因工程的应用领域1. 作物遗传改良植物基因工程可以通过导入抗病、抗虫、耐盐碱等基因，提高作物的抗性和产量。
例如，农作物中常见的基因改良作物包括转基因玉米、大豆和棉花等。
这些作物通过导入Bt毒素基因，可以有效抵抗害虫的侵袭，减少农药的使用。
2. 植物次生代谢物生产植物基因工程还可以利用植物细胞和组织培养技术，使植物体外合成有药用价值的次生代谢物。
比如，通过转基因植物的植物体细胞培养，可以大量合成抗癌药物紫杉醇。
3. 植物营养改良利用植物基因工程技术，可以增加植物的营养价值，提高人类对植物食物的吸收率。
一例是通过转基因技术使玉米富含维生素A，从而改善全球一些贫困地区居民维生素A缺乏的问题。
三、植物生物技术和基因工程的前景植物生物技术和基因工程的研究在农业、食品和药品领域具有重要的应用前景。
随着人口的增长和环境的变化，传统农业生产已经无法满足人类对食物的需求。
植物生物技术和基因工程的应用可以有效提高作物产量和品质，减少食物短缺问题。
此外，在药物领域，植物基因工程可以解决一些传统方法无法解决的难题，提供更多新药的生产途径。
因此，植物生物技术和基因工程在未来将继续得到深入研究和广泛应用。
总结：植物的生物技术和基因工程是一门前沿的科学技术，通过遗传工程手段改变植物的遗传特性，具有广阔的应用前景。
植物的基因工程和转基因技术
植物的基因工程和转基因技术植物的基因工程和转基因技术是现代生物学领域中一项重要的研究内容。
通过利用基因工程和转基因技术，科学家们能够对植物进行遗传改良，从而实现提高作物产量、抗虫病和抗逆性能等目标。
本文将就植物基因工程的原理、应用和潜在的问题进行探讨，以便更好地理解这一领域的重要性和影响。
一、基因工程的原理基因工程是指通过分子生物学技术对生物体的基因进行改造的过程。
植物基因工程的核心是基因的克隆和转移。
首先，科学家们需要从源植物中提取目标基因，然后将其插入到目标植物的染色体中。
这一过程需要利用酶切与黏合技术来切割和粘合DNA分子，从而实现基因的克隆和转移。
二、转基因技术的应用转基因技术是基因工程的一种重要手段，通过这种技术，科学家们可以将外源基因导入到目标植物中，从而使其具备一些新的性状或特性。
转基因技术在农业和食品生产领域有着广泛的应用。
例如，利用转基因技术，科学家们可以培育出具有抗虫病、抗逆性以及更高产量的转基因作物。
此外，转基因技术还可以用于培育抗除草剂的作物，从而降低农药的使用量，并提高农作物的耐草剂能力。
三、转基因技术的优势和潜在问题转基因技术在农业和食品生产中具有许多优势。
首先，转基因作物可以显著提高农作物的产量，从而满足人们日益增长的粮食需求。
其次，经过基因改良的作物具有更好的抗虫、抗逆性能，能够减少农药的使用，对环境友好。
此外，转基因技术还可以提高农作物的营养价值，改善其口感和储存能力。
然而，转基因技术也存在一些潜在的问题和争议。
首先，转基因作物可能对生态系统造成潜在的风险，例如，转基因植物的杂交可能会导致与野生植物的杂种，从而对生态多样性产生负面影响。
其次，由于转基因技术的高昂成本，这些技术可能会加大农民的经济负担。
此外，一些人对转基因技术持有担忧，担心食用转基因作物可能对人类健康产生潜在的风险。
四、基因工程和转基因技术的发展前景尽管存在一些潜在问题，基因工程和转基因技术仍然具有广阔的发展前景。
植物基因工程技术的最新进展
植物基因工程技术的最新进展植物基因工程技术是指对植物基因进行编辑和改变，以实现对植物的性状、抗性、产量等方面的调控和优化。
随着生物技术的不断发展和推进，植物基因工程技术也日益得到了突破和进步。
一、植物基因工程技术的分类植物基因工程技术可以根据其功能和方法进行分类。
按照功能划分，植物基因工程技术主要有以下几种类型：1. 增强植物抗性植物基因工程技术可以通过调控植物基因来提高植物的抗病性、抗逆性和抗虫性。
例如，插入抗感染基因可以提高植物的抗病性，插入逆境响应基因可以提高植物的抗逆性。
2. 提高植物产量植物基因工程技术可以通过调控植物基因来提高植物产量。
例如，插入促进生长基因可以促进植物的生长和发育，提高植物产量。
3. 改善植物品质植物基因工程技术可以通过调控植物基因来改善植物的品质。
例如，改变植物中特定化合物的含量来提高植物的营养价值或药用价值。
按照方法划分，植物基因工程技术主要有以下几种类型：1. 基因编辑技术基因编辑技术是指通过对基因进行精确定位和基因组修饰，实现对基因的修复、剪切或替换。
常用的基因编辑技术包括CRISPR/Cas9、ZFN、TALEN等。
2. 基因转移技术基因转移技术是指将外源基因直接插入植物染色体中，以实现对植物性状的调控。
常用的基因转移技术包括农杆菌介导的基因转移、基因枪等。
二、1. CRISPR/Cas9技术的发展CRISPR/Cas9技术是当前最受欢迎的基因编辑技术之一。
在植物领域，CRISPR/Cas9技术已经成功应用于多个作物，包括水稻、玉米、小麦、草莓等。
此外，科学家们还利用CRISPR/Cas9技术成功编辑了植物基因组，提高了作物产量和品质。
2. 基因编辑技术与育种相结合随着基因编辑技术的发展，越来越多的科学家开始思考如何将基因编辑技术与育种相结合，进一步提高作物的产量和品质。
近期，科学家们通过CRISPR/Cas9技术实现了玉米重要性状的编辑，并且成功育成了产量更高的玉米品种。
植物抗病虫害的基因工程技术与应用
汇报人：可编辑 2024-01-07
目 录
• 植物抗病虫害基因工程概述 • 植物抗病虫害基因工程技术 • 植物抗病虫害基因工程的应用 • 植物抗病虫害基因工程的前景与挑战
01
植物抗病虫害基因工程概述
植物抗病虫害基因工程定义
植物抗病虫害基因工程是指利用基因 工程技术将抗病虫害基因导入植物细 胞，使植物获得抗病虫害的性状，提 高植物的抗病虫害能力。
植物抗病虫害基因工程面临的挑战
01
安全性问题
转基因植物的安全性尚未得到全 球范围内的广泛认可，需要进一 步研究和验证。
02
03
环境适应性
技术瓶颈
转基因植物在环境中的适应性尚 未得到充分验证，可能对生态环 境造成不良影响。
目前基因工程技术仍存在技术瓶 颈，如转化效率、基因表达调控 等方面的问题。
提高植物抗病虫害基因工程效果的策略
促进农业可持续发展
植物抗病虫害基因工程的实施可以提高农作物的抗性，减少化肥和农 药的使用，降低农业成本，促进农业的可持续发展。
植物抗病虫害基因工程的历史与发展
起始阶段
20世纪80年代初，科学家开始尝 试利用基因工程技术培育抗病虫 害的植物。
发展阶段
随着基因克隆和转化技术的不断 进步，越来越多的抗病虫害基因 被发现和克隆，植物抗病虫害基 因工程得到了迅速发展。
应用阶段
目前，植物抗病虫害基因工程已 经广泛应用于农业生产和园艺等 领域，为农作物和植物的保护提 供了有效的手段。
02
植物抗病虫害基因工程技术
基因克隆技术
基因克隆技术是植物抗病虫害基因工程技术的基础，通过该技术可以分离和克隆抗病虫术能够快速、准确地获取目标基 因。
植物基因工程
思 考 题
1、简述利用农杆菌介导的转化法进行植物转基因的原 理。 2、植物转基因的方法有哪些？
3、用于药用蛋白大规模生产的高等哺乳动物受体细胞 是中国仓鼠卵巢细胞（CHO），其优势是什么？ 4、如何实现在烟草中表达有活性的小鼠的免疫球蛋白？ 请设计可行的实验方案予以说明。 5、如何评价基因工程对人们的生产生活产生的影响？
色体上并得到表达，从而实现外源基因的转化。
三、农杆菌介导法
Ti质粒：根癌农杆菌体内的一个大的致瘤质粒。
当根癌农杆菌感染植物的时候，菌体本身并不进 入植物细胞内，而仅是Ti质粒中的一部分被称之为
“T-DNA”的DNA片段进入寄主细胞并插入基因组
中，T-DNA中的基因利用植物的酶系统进行转录
和翻译，其表达产物可诱发植物产生肿瘤。
整合到受体植物的基因组中，并使其在后代植株中
得以正确表达和稳定遗传，从而使受体获得新性状 的技术体系。
高等植物基因工程包括两个方面：
高等植物转基因技术，目的是农作物遗传性状 改良； 高等植物细胞基因表达技术，目的是小分子化
合物及蛋白多肽物质大规模生产。
目前种植的转基因作物：大豆、棉花、油菜、玉米。 我国自行研制的转基因作物：转基因耐储存番茄、 转查尔酮合成酶基因矮牵牛、抗病毒甜椒、抗病毒
一、转基因动物技术
1、动物基因工程载体： 质粒型表达载体 病毒载体 定向打靶载体
2、基因转移技术： 物理转染法 化学转染法 病毒感染法
二、转基因动物制备（略） 三、转基因动物的应用与未来
转基因动物的应用： 提高动物的生产性能 动物生物反应器 异种器官移植 基础研究
植物基因工程
1．植物基因转移的病毒载体
植物病毒跟其它病毒一样，离开植物细胞后表现出休眠状 态。一旦感染植物并进入植物细胞，立即就依靠寄主进行基因 的复制和表达，合成出成熟的病毒。植物病毒感染效率高，将 其作为载体既可以获得较高的基因转化效率，又可以使感染的 外源基因随着病毒基因组的复制而扩增，因此植物病毒可以被 发展成为很有价值的克隆载体。
TL GGCACGATATATTCAATTGTAAAT
TR GGCACGATATATCGAGGTGTAAAA T-DNA上编码基因主要有两类：第一类为编码冠瘿碱合成酶 及分解代谢基因，另一类为诱发肿瘤的基因。 冠瘿碱合成酶的基因具有真核生物的转录信号， T-DNA整 合到植物基因组后，他们能够在植物体内表达。合成冠瘿碱， 植物不能利用，农杆菌却能利用。
（4）工程化Ti质粒转入根癌农杆菌
a.直接转化 从大肠杆菌中分离重组的质粒，以质粒DNA直接 转化根癌农杆菌。 对数生长期的根癌农杆菌离心收集后以CaCl2
悬浮，置液氮中冷冻5min，加入1μg的质粒DNA，再冻5min，迅速
37摄氏度熔化，促进DNA进入细胞。
b.三亲交配法 利用细菌质粒的转移特性进行三亲交配的转移
目前正在研究并发展作为植物基因克隆载体的病毒有三种不同 的类型，即单链RNA植物病毒、单链DNA植物病毒和双链DNA植 物病毒。
目前已经建立的CaMV DNA克隆载体主要有三类：
（1）由有缺陷的CaMV DNA病毒分子与另一个辅助性的病毒分子 组成一个互补的载体系统。辅助性的病毒分子给缺陷性的CaMV DNA病毒分子提供所缺乏的功能。这两种分子单独都不表现出活 性。
可使矮牵牛、烟草、油菜等多种植物对氨甲喋呤产生抗性。氨 甲喋呤对植物具有很强的毒性。
植物基因工程及其应用
植物基因工程及其应用近年来，随着科学技术的发展和进步，植物基因工程在农业和生命科学领域迅速发展，成为一种重要的生物技术手段。
植物基因工程利用分子生物学和遗传学等学科的知识，对植物基因进行改造和编辑，以达到增强作物抗性、提高产量、改进食品品质等目的。
本文将介绍植物基因工程的基本原理和技术手段，重点分析其应用。
一、植物基因工程的基本原理植物基因工程，是指利用人工技术手段，对植物的基因进行特定的操作和编辑，以改变其性状和性能等方面的特征。
其基本原理包括以下几个方面：1. 分离目标基因：通过PCR技术、序列标记等手段，从目标植物中顺利分离出目标基因。
2. 基因克隆和编辑：将目标基因插入到植物细胞中，并对基因进行编辑，实现目标序列的整合和精准改造。
比如，可以在植物基因组中去除一段非必要序列，或者加入一段有利的外源DNA。
3. 转化培养：将克隆和编辑过的目标基因导入植物细胞，通过体外培养和转化等手段，如基因枪法、农杆菌媒介等，将其整合到植物体内，从而实现基因的转移和表达。
二、植物基因工程的主要技术手段植物基因工程是一项复杂的技术，需要经过多方面的技术支持和实验操作步骤才能实现。
常见的技术手段包括：1. 基因克隆和编辑：通过PCR技术、DNA重组技术等，克隆并编辑目标基因序列，使其能够在植物细胞中稳定表达。
2. 转化培养：把编辑好的基因导入植物细胞，通过转化培养等手段，将其整合到植物体内，使其在植物生长发育过程中产生效应。
3. 利用遗传分析手段，如CRISPR/Cas9等，在植物细胞中进行基因组编辑，以实现基因的整合和转移。
三、植物基因工程的应用植物基因工程的应用相当广泛，重要的应用领域包括以下几个方面：1. 提高农作物抗性：通过编辑和转移有关基因序列，增强作物对气候和环境变化的抵抗力，提高作物的产量和品质，并罕见减少灾害损失。
2. 改进生态环境：利用基因工程技术编辑植物基因组，改变其作用机制，从而实现抗旱、抗病、抗逆性等特性的提升。
植物基因工程
转化体的鉴定
转基因植物的鉴定主要集中在DNA、RNA和目的蛋白三个层面上。 1.DNA水平
southern 杂交；斑点杂交（dot blotting）:是在southern 杂交基础上发展而来的
快速检测特异核酸的方法。其基本的原理是通过抽真空的方式将加在多孔过滤进样器 上的核酸样品直接转移到杂交膜上，然后再按southern 杂交法进行杂交；PCR。 2. RNA水平 Northern 杂交；RT-PCR（逆转录PCR）：先将mRNA转录成cDNA，再设计一对 引物扩增杂交分子。 3.蛋白质水平 western 杂交,elisa等。
• 后来的研究表明，在Ti质粒中，只有一小
Ti质粒的构成 Ti质粒的基因结构：T-DNA区、Vir区、 Onc区和Ori区共4个区段。 1 、Vir区(毒性区) 在Ti质粒T-DNA区的上游的一组基 因。表达产物激活T-DNA向植物细 胞转移，使植物引发肿瘤。 2、 Onc区 含有农杆菌之间接合转移有关的基
•构建植物基因Biblioteka 程载体 •将外源基因导入植物受体 •转基因植物的鉴定
1.目的基因的分离和克隆
已知基因的获得： • 化学合成法 • PCA显示差异技术筛选差异表达基因， • 差异蛋白谱表达技术筛选功能基因
2.构建植物基因工程的载体
导入体细胞，是否启动表达的一类特殊用途的基因。它应用不依赖于外界选 择压力的存在，这一点也是它与选择基因的区别之处。 理想报告基因的基本要求： 受体细胞不存在相应的内源等位基因的活性。 它的产物是唯一的，且不会损害受体细胞。 具有快速、廉价、灵敏、定量和可重复性的检测特性。
最常用的报告基因
ß -葡萄糖苷酸酶基因（gus）; 氯霉素乙酰转移酶基因； 荧光素酶基因; 分泌型碱性磷酸酶 ; 荧光蛋白家族
植物生物技术利用基因工程改良植物的方法与应用
植物生物技术利用基因工程改良植物的方法与应用植物生物技术是利用基因工程技术对植物进行改良的一种方法。
基因工程技术的应用已经在许多领域取得了突破，包括医药、食品安全和环境保护等。
在植物领域，利用基因工程技术改良植物已经成为一种重要的手段。
本文将介绍植物生物技术利用基因工程改良植物的方法和应用。
一、基因工程改良植物的方法1. 转基因技术：通过将外源基因导入植物细胞中，使植物细胞具有新的基因表达和功能。
这种方法可以使植物具有抗病虫害、耐性和抗逆性等特性。
2. 基因敲除技术：通过删除或禁用特定基因，以观察该基因在植物生长和发育中的作用。
这种方法可以揭示基因的功能，并为基因改良提供依据。
3. 基因编辑技术：利用CRISPR-Cas9等工具，精确地修改植物基因组中的特定序列。
这种方法可以实现精准的基因改良，对育种研究具有重要意义。
二、基因工程改良植物的应用1. 病虫害抗性改良：通过导入具有抗病虫害性状的基因，使植物具有抗病虫害的能力。
这种方法可以减少对化学农药的依赖，提高农作物产量和质量。
2. 耐逆性改良：通过导入耐旱、耐盐碱等基因，使植物能够在恶劣的环境条件下生长。
这种方法可以提高植物对干旱、盐碱等逆境的适应能力，扩大农业的生产范围。
3. 营养改良：通过增加植物中的营养成分，提高植物的营养价值。
例如，通过增加谷氨酸合成酶基因的表达，可以提高水稻中的谷氨酸含量，增加人们蛋白质的摄入。
4. 品质改良：通过改良植物的品质特性，提高农作物的商品价值。
例如，通过调节水稻中淀粉合成酶基因的表达，可以改善稻米的口感和烹饪品质。
三、基因工程改良植物的挑战与展望1. 安全性评价：基因改良植物应该经过充分的安全性评估，确保对环境和人类健康没有不良影响。
相关部门应建立严格的监管制度和法规，确保基因改良植物的合理应用。
2. 社会接受度：公众对基因工程技术存在不同的看法。
加强公众科学教育，提高社会对基因工程技术的认知，有利于促进基因改良植物的合理应用。
植物基因工程的一般步骤
植物基因工程的一般步骤一、目的基因的获取在植物基因工程中，首先需要获取目的基因。
目的基因是指那些对植物性状具有重要影响的基因，通过改变这些基因的表达或功能，可以实现植物的遗传改良。
目的基因的获取通常采用分子克隆技术，从植物基因文库或通过PCR等技术直接从植物组织中克隆目的基因。
二、植物表达载体的构建获取目的基因后，需要构建一个植物表达载体。
植物表达载体是一种将目的基因转移到植物细胞内的质粒或病毒载体，通常包括启动子、终止子等调控元件，以及选择标记基因等。
构建植物表达载体的目的是为了确保目的基因在植物细胞内的正确表达。
三、将目的基因导入植物细胞构建好植物表达载体后，需要将其导入到植物细胞中。
导入方法通常采用基因枪法、农杆菌转化法、花粉管通道法等。
这些方法各有优缺点，应根据目的基因和植物种类选择合适的方法。
四、目的基因整合到植物基因组中导入植物细胞后，目的基因需要整合到植物基因组中才能实现其功能。
这一过程通常需要采用分子生物学技术进行检测和鉴定，以确保目的基因已经正确地整合到植物基因组中。
五、目的基因的检测与鉴定为了确认目的基因是否已经表达以及表达水平如何，需要进行目的基因的检测与鉴定。
这一过程通常采用分子生物学技术，如PCR扩增、DNA测序、Northern blot、Western blot 等，对目的基因的表达进行检测和鉴定。
六、转基因植物的筛选与培育在目的基因成功整合到植物基因组中并表达后，需要筛选和培育转基因植物。
这一过程通常采用抗性筛选、分子检测等技术，对转基因植株进行多代选育，培育出遗传稳定性好、农艺性状优良的转基因植株。
七、转基因植物的遗传稳定性检测为了确保转基因植株的遗传稳定性，需要进行遗传稳定性检测。
这一过程包括对转基因植株的DNA进行多代跟踪分析，以评估目的基因的遗传稳定性及其对后代的影响。
八、转基因植物的安全性评估与环境释放在转基因植物培育成功后，需要进行安全性评估与环境释放。
植物抗病基因工程的基本原理与方法
转化植物细胞的筛选及转基因植物的鉴定
植物外植体经过农杆菌或DNA直接转化后，大部分细胞是没有转化的，只有极少数是转化的，这就需要采用特定的的方式将未转化细胞与转化细胞区分开来，淘汰未转化的细胞，然后利用植物细胞的全能性在适宜的环境条件下使转化的细胞再生成可育的转基因植株。 目前，转化细胞与非转化细胞的区分及非转化细胞的淘汰常采用抗菌素抗性基因及抗除草剂基因，总称筛选标记。植物基因工程中常用的筛选标记是nptⅡ（neomycin phosphotransferase）基因和cat（chloramphenicol acetyltr-ansferase ）基因
美国孟山都（Monsanto）公司将真菌编码葡萄糖氧化酶基因导入马铃薯中，获得了对Ecc引起的细菌性软腐病具有良好抗性的植株。
1.2 导入植物防卫基因
导入降解病原物致病因子基因
H. Anzai(1989),et al.分离到了抗烟毒素（tabtoxin）的基因ttr，将基因ttr与CaMV 35S启动子融合成嵌合基因，通过农杆菌介导的转化法转入烟草，获得ttr高表达量的转基因植株，对烟毒素和病原菌的侵染均表现出良好的抗性。
菜豆毒素（phaseolotoxin）是一种非寄主专化性毒素，产菜豆毒素的P.s.pv.phaseolicola菌株通过argK基因合成一种不被菜豆毒素抑制的OCTaseR酶，从而对该毒素不敏感。将argK基因导入烟草和菜豆，获得的转基因烟草和菜豆对P.s.pv.phaseolicola有较高的抗性。
第七章 转基因作物及其外源抗性基因检测技术 概 况 世界上已批准 进行商品化转基因作物：大豆、玉米、棉花、 西红柿、马铃薯、甜椒、西葫芦、木瓜、甜菜、矮牵牛、亚麻、烟草、西瓜等，其中前四种超过了99％，种植面积最大的是转基因大豆，种植面积为3650万公顷，占62％，其次是转基因玉米，种植面积为1240万公顷，占21％，第三是转基因棉花，种植面积为680万公顷，占12％，第四是转基因油菜，种植面积300万公顷，占5％。
植物基因工程技术在药用植物研究中的应用
植物基因工程技术在药用植物研究中的应用药用植物一直以来都受到医药界的广泛关注。
随着现代技术的不断发展，人们开始将基因工程技术应用于药用植物研究中。
本文将介绍植物基因工程技术在药用植物研究中的应用。
一、植物基因工程技术的概述植物基因工程技术是一种人工干预植物基因组的技术。
通过改变植物基因组中的某些基因，可以使植物表现出一些特定的性状。
在药用植物研究中，植物基因工程技术被应用得非常广泛。
二、 1. 基因转录和转录后调控基因转录和转录后调控是植物基因工程技术在药用植物研究中的主要应用之一。
通过改变植物基因组中的某些基因，可以调控植物中相关基因的表达水平，从而影响植物的生长和产生药用成分的能力。
例如，利用基因工程技术研究灵芝菌丝体中的β-1,3-葡聚糖合成转录因子GrNFL1，在拟南芥中过量表达GrNFL1能够显著增加其β-1,3-葡聚糖的含量，从而提高灵芝的药用成分产量。
2. 代谢调控植物基因工程技术还可以通过代谢调控来提高药用植物的药用价值。
通过改变植物基因组中的某些关键酶的表达水平，可以调整植物代谢通路，从而增加植物中某些药用成分的含量。
例如，通过基因工程方式使紫草中α-linolenic酸代谢通路受到多重调控，可以获得富含油酸和γ-亚麻酸的紫草种子，从而提高其药用价值。
3. 基因敲除基因敲除是一种比较常见的植物基因工程技术，在药用植物研究中也被广泛应用。
通过删除植物基因组中某些基因，可以弱化或者消除植物中不需要的生理功能。
例如，基于基因敲除技术对板蓝根进行研究，发现敲除板蓝根中的丹参酮合成基因（SmCPS）可以显著降低其对紫外线的敏感性，从而提高其耐受性和产量。
三、植物基因工程技术在药用植物研究中的应用前景植物基因工程技术在药用植物研究中的应用前景非常广阔。
随着植物基因组测序和药用成分分析技术的不断发展，我们可以更准确地了解药用植物的基因组结构和药用成分的合成途径。
同时，随着基因编辑技术和基因载体技术的不断完善，我们将可以更加准确地调整药用植物的代谢通路和基因表达水平，从而进一步提高药用植物的药用价值。
植物基因工程的现状与发展趋势
植物基因工程的现状与发展趋势植物基因工程是一门利用分子生物学和遗传学技术改良植物遗传物质的方法。
通过植物基因工程，科学家们可以对植物基因进行修改和转移，以改善植物的特性，并提高农作物的产量和抗病能力。
本文将探讨植物基因工程的现状以及未来的发展趋势。
一、植物基因工程的现状植物基因工程已经取得了许多重要的突破，其中包括以下几个方面的研究成果：1. 转基因作物的广泛应用：转基因作物是应用植物基因工程最成功的领域之一。
转基因作物可以通过转入具有特定功能基因的方式，增加其抗性、耐旱性、耐盐性等特点。
转基因作物的种植面积不断扩大，其中包括转基因玉米、转基因大豆和转基因棉花等。
2. 抗虫害和抗病害转基因作物的开发：通过植物基因工程技术，科学家们成功地开发了许多抗虫害和抗病害的转基因作物。
例如，转基因水稻中加入了杀虫剂基因，可以有效地减少虫害的发生；转基因番茄中加入了抗病害基因，可以减轻疾病对植物的破坏。
3. 高产量和高营养价值转基因作物的研究：植物基因工程不仅可以提高农作物的产量，还可以增加农作物的营养价值。
科学家们通过调控植物基因，成功地提高了作物的产量和品质，如转基因小麦、转基因马铃薯等。
二、植物基因工程的发展趋势虽然植物基因工程已经取得了许多重要的研究成果，但是仍有许多挑战和发展方向需要进一步探索。
以下是植物基因工程的一些发展趋势：1. 精准基因编辑技术的应用：利用CRISPR-Cas9等精准基因编辑技术，可以实现对植物基因组的精确编辑，进一步提高基因工程的效率和精度。
这将为农作物的改良和优化提供更多可能性。
2. 基因组学的整合应用：随着基因组学研究的深入，植物基因工程也将借助基因组学的技术和方法，例如转录组学、蛋白质组学和代谢组学，深入了解植物基因的功能和互作关系，以更好地进行基因工程的研究和应用。
3. 社会伦理和环境影响的考虑：随着植物基因工程技术的发展，需要更多地考虑社会伦理和环境影响。
科学家们应该进行慎重的风险评估和安全性评价，确保转基因作物的安全性和可持续性。
植物基因工程技术的原理及应用
植物基因工程技术的原理及应用植物基因工程技术是一种将外源基因或突变基因导入植物细胞，并使得这些基因在植物体内发挥作用的技术，被广泛应用于植物基因功能研究、生物制药、作物育种等领域。
本文将围绕植物基因工程技术的原理及应用展开探讨。
1. 植物基因工程技术的原理植物基因工程技术的基本原理是将需要导入植物细胞的外源基因从宿主生物体中分离出来，并通过适当的方法将其导入植物细胞中，并利用植物自身的DNA重组酶将其整合到植物基因组中。
在这个过程中，需要使用一系列工具和技术来确保外源基因的导入和表达的成功。
从技术上讲，植物基因工程技术主要包括以下几个过程：1.1. 杂交化选择杂交化选择是指将外源DNA与植物细胞内的DNA杂交，使得外源DNA与植物细胞内的DNA发生重组，从而将外源DNA整合到植物基因组中。
常见的杂交选择方法有基因枪法、电击法、几何植入法等。
1.2. 基因克隆基因克隆是指将目标基因从宿主生物体中分离出来，进行扩增和纯化。
基因克隆技术包括PCR扩增、限制性核酸内切酶消化、连接酶连接、PCR保性测序等方法。
1.3. 基因传递基因传递是指将分离克隆的DNA导入植物细胞中，使其能够在植物体内得到表达。
常用的基因传递方法包括基因枪法、农杆菌介导的转化、直接微注或电击等。
2. 植物基因工程技术的应用植物基因工程技术的应用范围非常广泛。
本文将从植物基因功能研究、生物制药、作物育种等方面来探讨植物基因工程技术的应用情况。
2.1. 植物基因功能研究植物基因功能研究是指通过改变植物中某些特定基因的表达水平或功能，来研究这些基因在植物生长发育、代谢等方面的作用。
植物基因工程技术可用来对某些基因进行靶向敲除、靶向过表达或基因编辑，实现对植物基因功能的深入研究。
例如，利用CRISPR/Cas9技术，可以精准地编辑目标基因，从而探索这些基因在植物生长发育过程中的作用。
2.2. 生物制药植物基因工程技术还可以用于生物药物的生产。
植物遗传转化研究植物基因工程和遗传转化技术
植物遗传转化研究植物基因工程和遗传转化技术植物遗传转化研究：植物基因工程和遗传转化技术植物遗传转化研究是现代生物技术领域的一个重要分支，它通过操纵植物的基因来改变其性状和功能，为农业、生物医学和环境保护等方面提供了广阔的应用前景。
本文将介绍植物基因工程的原理和遗传转化技术的发展现状，以及其在农业和医学领域的应用。
一、植物基因工程原理植物基因工程是指通过人为干预植物基因组，将外源基因导入植物细胞，并使其在植物中表达。
其核心技术是DNA重组技术，具体包括以下几个步骤：1. 外源基因的克隆：将具有特定功能的基因从其他生物体中分离出来，并经过体外扩增，得到足够的DNA片段。
2. 载体构建：将目标基因与适当的表达载体连接，构建成重组DNA。
常用的载体包括质粒和病毒。
3. 转化方法：将重组DNA导入植物细胞。
常用的转化方法有农杆菌介导的转化和基因枪介导的转化等。
4. 选择与筛选：利用选择标记基因或者报告基因等，对经转化的植株进行筛选和鉴定，确保目标基因已经成功导入植物细胞。
5. 后续培养：将转基因植株培养至成熟植株，并进行繁殖和观察，验证目标基因的功能和表达。
二、遗传转化技术的发展现状随着生物技术的不断进步，植物遗传转化技术也得到了广泛应用，取得了许多重要成果。
目前常用的植物遗传转化技术包括农杆菌介导的转化、基因枪介导的转化、电击法等。
农杆菌介导的转化是最常用的植物遗传转化技术之一，利用农杆菌通过水分或创伤进入植物细胞，将外源基因导入植物基因组。
该技术具有高效性和选择性，并且适用范围广泛，在获得转基因植株方面具有重要作用。
基因枪介导的转化是一种直接将外源DNA通过高速银粒枪或金粒枪射入植物组织的方法。
该技术能够克服农杆菌介导的转化对组织的要求较高的限制，使得更多的植物种类能够进行遗传转化。
电击法是一种利用暴露在电场中的植物细胞的特定瞬间可逆孔效应，使得外源DNA通过电穿孔方式导入细胞的方法。
该技术常用于难以转化的植物种类，如谷物、树木等。
《植物基因工程》课件
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
植物基因工程植物基因工程是在现代分子生物学的研究基础上，利用物理、化学和生物工程技术，将一个或几个目标基因导入植物体内，改变植物的遗传特性，形成转基因植物。
一个高产优质的果树，会有许多种类的雄花和雌花组合。
通过人工方法进行授粉，可以获得大量果实。
如果这些植物没有蜜蜂授粉，它们是很难结出果实的。
现在，科学家们可以把普通的蜜蜂基因植入玉米的花粉里，从而得到对玉米自然开花习性了解透彻的植株。
也就是说，只要蜜蜂可以帮助植物传粉的话，无论是什么样的植物，都可以种出美味的玉米。
同样，人类可以把其他物种的基因注入植物细胞中去，使植物能够接受其他物种的细胞核，长成后的植物称为转基因植物。
人类只需对植物做小小的改造，就可以让野生植物向着农业方面发展，这样，人们可以随心所欲地培育出各种新品种，同时减少对环境的破坏。
但是，转基因食品不能大量生产，原因是它的安全性问题还没有解决，而且有些人也担心，转基因作物吃下去以后会引起不良反应。
所以，目前大规模生产转基因食品只能在实验室内进行，想要把转基因作物推广到市场上，要克服许多困难。
但是，我相信随着科学的发展，一定会找到安全生产的办法，使得转基因食品真正进入寻常百姓家。
植物基因工程使我们的生活更加丰富多彩，未来我们会拥有转基因土豆，转基因白菜，转基因番茄等等。
我们可以利用这些新型的作物，种植出更多适合人类需要的食物，供人们食用。
这就是科学给人类带来的好处。
植物基因工程让我知道了，不管是什么植物，都有自己的生命周期。
我们不应该人为地干扰植物的生长，让植物顺其自然地生长，才能保护植物不受伤害。
我希望有一天，每一株植物都能够按照自己的意愿生长，我们再也不会砍伐那些珍贵的树木，污染环境，毁坏生态平衡了。
从古至今，人类不断探索宇宙万物，了解生命本源，逐步揭开自然界之谜，但是，人类依旧不能摆脱对植物的依赖。
随着社会的进步，随着科学的发展，植物基因工程一定会更加完善。
到那时，你们会惊奇地发现，我们现在的生活是那么美好，自然环境是那么宜人，风景是那么秀丽，生活是那么惬意。
植物基因工程的原理和应用
植物基因工程的原理和应用随着人口不断增长和环境污染的加剧，粮食和食品生产面临着严峻的挑战。
植物基因工程技术的出现，为解决这些问题提供了新的思路和技术手段。
本文将深入探讨植物基因工程的原理、技术和应用。
一、植物基因工程的原理植物基因工程是一种通过人工改变植物基因组，以达到改变植物性状的技术。
其基本原理是先找到与特定性状相关的基因，然后通过基因克隆技术将其移植到目标植物的染色体上。
常见的植物基因工程技术包括：反义RNA（RNAi）、基因敲除、基因点突变、转座子技术等。
1.反义RNA（RNAi）技术反义RNA（RNAi）技术是一种利用RNA分子干涉特定基因表达的技术。
其基本原理是通过人工合成一段与目标基因相匹配的双链小RNA，将其导入到目标植物细胞中，使目标RNA的翻译或稳定性发生改变，从而达到基因沉默的效果。
2.基因敲除技术基因敲除技术是指通过人工干预基因组的方法，去除目标基因或恢复该基因的正常状态。
其原理是利用重组DNA技术构建脱失、加强或替换目标基因的表达序列，并将其导入到目标植物细胞中，使目标基因发生改变。
3.基因点突变技术基因点突变技术是指通过人工改变基因序列的方法，对特定性状进行定向改造。
其原理是利用化学或物理方法诱导基因发生随机点变异或特定氨基酸替换，以得到新的功能性状。
4.转座子技术转座子技术是指通过人工移动或插入跨越基因组DNA的转座子，调控基因表达和功能的技术。
其原理是利用DNA转座子在基因组中横向移动的特性，将转座子DNA序列修饰后导入到目标植物细胞中，调节目标基因的表达和功能。
二、植物基因工程的应用1.农作物育种植物基因工程技术已经成为现代育种的重要手段之一。
通过植物基因工程技术对农作物进行改良，可以增加产量、提高品质、增强抗病能力、抗旱、耐盐、抗逆性等。
目前已经开发的转基因农作物包括抗虫、抗病、抗草甘膦、耐旱、高产等。
这些转基因作物能够极大地提高农业生产效率和品质，缓解粮食供应紧张局面，有助于解决全球粮食安全问题。
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一从现代农业到基因工程(一)粮食安全现状1、食物总量供给已成为全球的焦点之一：从2000年开始，全球出现了当年粮食生产量比消费量低的情况，2003年全世界粮食的消费量超过生产量0.93亿吨，世界粮食储备也降低到30年来的最低水平。
1999年以来，我国粮食连续四年减产。
1999-2002年，我国粮食总产量累计减少800亿公斤左右。
自2000年以来，我国粮食年消费需求大致在4.8-4.9亿吨之间，产需缺口约400亿公斤。
(二)农业发展的一个主要矛盾——科技支撑能力不强农业生产的规模化、专业化和多样化对科技提出了更高的要求，大幅度提高农业劳动生产率需要通过先进适用技术的广泛应用，而目前我国科技进步贡献率只有45%左右，与发达国家的70-80%有很大的差距。
一个农业劳动力养活的人口数：美国：70人；日本：约25人；中国：4-5人。
农业发展的根本出路是现代农业，而其核心支撑条件是现代农业科技的进步。
(三)现代农业的内涵现代农业是以现代工业和科学技术为基础，重视加强农业基础设施建设，充分汲取中国传统农业的精华，根据国内外市场需要和WTO规则，建立起采用现代科学技术、运用现代工业装备、推行现代管理理念和方法的农业综合体系(引自卢良恕院士)。
(四)建设农业科技创新体系是现代农业的一个根本任务国家级农业科研工作应具有较强的关键性、全局性、基础性、战略性和前瞻性的特点，为加快现代农业建设提供科技支撑。
省级有关农业的科研机构应逐步实行联合，重点开展应用研究和开发研究(也可根据需要适当开展应用基础研究)，重视科技成果转化，更好地为发展生产服务(引自卢良恕院士)。
到2030年，我国人口的持续增长将要达到高峰期，预计达到16亿人口，解决这个庞大人口的口粮是一个新的挑战。
随着人民生活水平的提高，肉蛋奶和水产品的消费不断增加，粮食作为饲料的比重将越来越大，人均粮食占有量的标准应有所提高。
2、食品安全性也成为全球的焦点之一：农业综合措施、现代农业技术尤其是转基因技术的应用，使老百姓对当前食品尤其是转基因食品安全性问题十分关心。
(五)农业科技创新的一个核心内容：良种创新农业科技创新的核心：良种+良法。
良种对增产的作用所占的比重越来越大，良种是一个先进技术的集合体。
良种创新：植物良种创新、动物良种创新。
植物食品占总食品的93%，动物食品占7%，但也间接来自植物食品，所以良种创新的首要任务是植物良种创新。
(六)传统育种面临的挑战以杂交育种为核心的传统育种技术取得了丰硕的成果，目前仍然是主要作物的主要育种手段。
目前传统育种技术在改良作物性状方面遇到了一些挑战，如缺乏特别性状的种质资源，育种周期长，难以克服不良性状的连锁或负相关，易受杂交不亲和及杂种不育的限制，远缘物种间不能进行遗物物质交流和性状转移。
(七)基因工程带来的机遇与竞争20世纪50年代以来，DNA双螺旋模型和基因操纵子学说的提出，以及DNA限制性内切酶的发现，导致了DNA体外重组技术¡ª¡ª基因工程技术的发展，推动了分子生物学和基因工程本身在广度和深度方面以空前的速度蓬勃发展，生物技术相关产业和生命科学已经出现划时代的基因工程是依赖于精密设计的分子育种，是对传统育种的升华和补充。
2l世纪是生命科学的世纪，生物技术可能会对世界的重大问题¡ª¡ª饥饿、疾病、能源、污染等提供切实的解决办法。
生物技术正成为国际竞争的主要领域，其核心是基因工程，是强国之策。
二植物基因工程简介1 基因工程的理论基础2 植物基因工程的概念和目标3 植物基因工程的性状和基因4 植物基因工程的载体和其它DNA元件5 植物基因工程的基本路线1.1 生物界的不同基因之间具有相同的物质基础所有基因均是(或可转化为)具有特定核苷酸序列和遗传功能的DNA片段，因此所有基因均可以DNA片段作为材料进行加工或工程处理。
1.2 所有生物享有相同的遗传密码规则所有生物都由一个共同的祖先沿不同的分支进化而来，但他们都遵循中心法则(central dogma)，遗传编码规则没有改变。
1.3 基因作为DNA片段，可在体外进行人工裁剪、修饰和连接有许多类型的工具酶可以完成这些操作：限制酶：超过300多种，比如Eco RI、Hin dIII等等。
PCR相关的酶：如非校正性的Taq DNA聚合酶，校正性的pfu DNA聚合酶等等。
核酸修饰及其它酶类：比如Klenow大片断酶、DNA连接酶、反转录酶、末端转移酶(TdT)、DNaseⅠ、RNase A、碱性磷酸酶、甲基化酶、多核苷酸激酶等等。
通过使用这些酶，我们可以对核酸分子进行剪切、消化、连接、末端修饰、磷酸基团处理、反转录等操作，以便于克隆目标基因或形成重组DNA分子。
1.4 基因作为DNA片段，可以通过转基因技术实现从任一生物向目标生物的转化基因操作中，基因可通过质粒或病毒载体或不需要载体，导入目标生物，现在外源DNA的转化或转染已经比较成熟。
被转入来自水母的绿色荧光蛋白(acaleph green fluorescence protein)基因该项工作由法国科学家于2000年完成。
外源基因与载体一道被采用受精卵微注射法导入并整合到兔子基因组中。
1.5 转基因遵循同内源基因一样的遗传规律，可通过DNA复制将其遗传信息传递给子代基因工程的外源基因可整合进目标生物的基因组中稳定遗传。
DNA的半保留复制模式是高保真的。
1.6 转基因遵循同内源基因一样的表达规则，其表达可赋予特定的生物学功能狭义概念：现在遗传工程的概念主要是指基因工程或基因操作，是指将供体生物的目标基因与载体进行重组，重组DNA分子导入受体生物体，通过表达外源基因而使受体生物产生新型遗传性状。
基因工程的三要素：供体，受体和载体。
对于受体物种而言，来自供体的基因被称为¡°外源基因¡±。
基因工程的根本技术是DNA重组技术。
这是因为除少数RNA病毒外，所有基因均是以DNA 分子的形式存在的，载体也是DNA分子，基因导入技术一般已程序化，但目标性状根本地是由各种外源基因和DNA重组技术而决定的。
转基因：作动词时表示将人工构建的外源基因转化到生物体的过程，作名词时表示被转化到生物体中的外源基因。
外源基因：指基因工程中被转入到生物体中的基因构建物，可以是其它生物的基因，也可以是受体生物本身的基因。
¡°外源¡±主要是指转入的过程，被转入的基因不一定非得来自不同的广义概念：指DNA重组技术，以及相关的基础研究和产业化技术的开发，典型而言包括“上游技术”、“中游技术”和“下游技术”。
上游技术：包括目标基因和其它DNA元件的鉴定、定位、克隆和功能验证。
上游是获得知识产权的制高点。
中游技术：包括载体构建、工程菌株的获得、转化操作、转化后的组织培养、再生个体的分子鉴定、转化子的遗传及繁殖、转基因生物学性检测等。
中游是实现转基因的核心步骤。
下游技术：包括转基因产品的中间试验、环境释放、生产性试验和产业化，如从转化体内纯化外源基因产物、推广种植或养殖具有新型性状的转基因动植物等。
下游是转基因的价值的体现。
在现代，基因工程与细胞工程、发酵工程和酶工程可以实现联合和互相促进。
3.1 抗虫基因1)Bt基因：来自于苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)的一大类，均编码杀虫晶体蛋白(insecticidal crystal proteins，ICPs)，又称为δ内毒素(δ-endotoxin)，能特异性杀死鳞翅目(Lepidoptera，蝶蛾类)昆虫，少数能杀死双翅目(Diptera，蝇蚊类)和鞘翅目(Coleoptera，甲虫类) 。
人工培养苏云金芽孢杆菌制备的Bt制剂在植保上用于作物虫害防治已有近百年的时间，实践证明Bt蛋白对人畜无害。
Bt基因已广泛应用于多种作物的抗虫转基因，防治棉铃虫、红铃虫、玉米螟、水稻螟虫、菜青虫等，但须注意它也能杀死鳞翅目的益虫如家蚕。
2)PI基因：来自于各种植物本身，编码蛋白酶抑制剂(proteinase inhibitor)，对许多昆虫具有广谱抗性，可分为丝氨酸蛋白酶抑制剂(serine proteinase inhibitor)、巯基蛋白酶抑制剂(sulfhydryl proteinase inhibitor)和金属蛋白酶抑制剂(metal proteinase inhibitor)这三类。
代表性的为豇豆胰蛋白酶抑制剂基因CPTI，未发现对人畜有害。
3)凝集素(Lectin)基因：来自于各种植物，编码凝集素，主要用于防治同翅目(Homoptera)害虫如蚜虫、飞虱等。
有的凝集素对人畜有毒，但目前使用的雪花莲凝集素GNA等被证明是安全的。
4)α-AI基因：来自于植物，编码α-淀粉酶抑制剂，可防治鞘翅目(Coleoptera)害虫，但许多也能抑制哺乳动物的α-淀粉酶。
5)其它基因：如几丁质酶、蝎毒素(scorpion toxin)、苦楝素(azedarachin)、鱼藤酮(rotenone) 等基因，有的有前景，有的则存在安全性问题。
3.2 抗病基因1)抗病毒病：有病毒外壳蛋白(coat protein，CP)基因、病毒复制酶(replicase)基因、病毒卫星RNA 基因、植物或真菌核糖体失活蛋白(ribosome-inactivating protein，RIP)基因、动物干扰素基因、病毒缺陷干扰(defective interfering，DI)基因等。
一些转CP基因的作物已开始推广应用。
2)抗真菌病：有抗病基因(resistance genes，R基因)、多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白(polygalacturonase-inhibiting protein，PGIP)基因、抗病信号传导基因、防卫基因如病程相关蛋白(pathogenesis related protein，PR)、葡萄糖氧化酶基因等。
一些转基因抗真菌病作物在西方国家已经开始推广种植。
3)抗细菌病：有抗病基因(resistance genes，R基因)、抗病信号传导基因、防卫基因如病程相关蛋白(pathogenesis related protein，PR)、昆虫抗菌肽基因、溶菌酶基因等。
一些转基因抗细菌病作物也在西方国家已经开始推广种植。
4)抗线虫病：抗病基因(resistance genes，R基因)、抗病信号传导基因、防卫基因如病程相关蛋白(pathogenesis related protein，PR)基因等。
转基因抗病农作物几乎不存在食品安全性问题。
3.3 耐非生物性胁迫的基因1)耐高温干旱：主要为渗透调节基因，如脯氨酸合成酶、甜菜碱合成酶等基因。