草甘膦生物抗性和生物降解及其转基因研究

草甘膦生物抗性和生物降解及其转基因研究
草甘膦生物抗性和生物降解及其转基因研究

植物转基因育种概述

植物转基因育种概述 https://www.360docs.net/doc/c316373811.html, 来源:中学生物学 作者:李志翔 日期:2007-10-1 为了培育高产、优质、抗逆性强的作物新品种,需将一种植物的优良遗传性状转移到另一种植物体中。若采用传统的杂交育种法进行随机筛选或通过组织培养、理化诱变、细胞融合等方法定向筛选优良性状培育新品种,其盲目性较大,筛选效率低,又有明显的种属界限而产生一定的生殖障碍,成功率不高。目前发展起来的植物基因工程技术则能有效地解决上述难题。通过特定目的基因的定向转移,其遗传变异频率比自发突变高出102~104倍,选择效率高,大大地避免了盲目性;又由于基因来源广泛,打破了种属界限,可以克服杂交育种过程中的生殖障碍,成功率提高。因此,植物基因工程技术已成为作物遗传育种的有效新途径,倍受重视。通过基因工程技术定向转移基因后获得的植物,称为转基因植物。 自1983年世界上首次成功获得第一株转基因植物以来,植物基因工程技术已广泛应用于作物品质改良、抗病性、抗虫性、抗病毒性、抗除草剂、杂种优势的利用等方面。迄今,全世界至少有300多种基因(性状)用于转化植物、微生物和动物。许多转基因产品已陆续投放全球市场,经济效益显著。 1 抗病毒转基因植物 植物病毒病是我国农业生产上最主要的病害之一,对我国的粮食作物、经济作物及果树蔬菜均造成严重危害, 经济损失巨大,但迄今缺少有效的化学防治方法。目前

人们已经可以通过植物基因工程技术,获得抗病毒转基因植物,以控制植物病毒的危害。其原理是: 一是利用植物生物技术,将病毒外壳蛋白基因或卫星RNA基因转入到植物基因组中,并获得转基因植株。这些植株叶片细胞中就会有病毒外壳蛋白或卫星RNA的表达和积累,就能够抑制相应的侵染病毒的RNA复制,从而可以减弱病毒病的症状或推迟病毒病发生时间,即具有一定的抗病毒能力。二是将病毒的反义RNA的相应DNA序列重组到植物的基因组里,使其合成反义的RNA。当植物被相应的病毒感染时,病毒的mRNA就可能与植物细胞中合成、积累的病毒反义RNA结合而无法反向复制和转录,从而控制病毒对植物的危害。 1.1 抗烟草花叶病毒的转基因植物 烟草花叶病毒(TMV)是一种RNA病毒,由单链RNA及外壳蛋白组成。研究证明,TMV侵染植物后,其外壳蛋白具有抑制新侵染相应病毒释放mRNA的作用。目前已成功地将TMV外壳蛋白基因转入到烟草细胞中,表达了病毒蛋白并对该病毒产生了抗性。 1.2 抗黄瓜花叶病毒转基因植物 黄瓜花叶病毒(CMV)对农作物危害极为严重,可侵染上千种植物。目前人们已成功地将CMV的卫星RNA基因转入到烟草、辣椒、甜瓜、番茄和矮牵牛等植物中,在植物体内合成、累积的卫星RNA,可以抑制相应的病毒RNA的复制,能显著减轻病毒的危害。 此外,人们还培育出了抗苜蓿花叶病毒(AMV)、抗烟草环斑病毒(TobRV)的转基因植物,抗病毒效应都非常显著。

草甘膦对转基因抗草甘膦大豆的安全性研究

櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄 [56]XuH,CaiZC,JiaZJ,etal.Effectoflandmanagementinwinter cropseasononCH4emissionduringthefollowingfloodedandrice-growingperiod[J].NutrientCyclinginAgroecosystems,2000,58(1/2/3):327-332. [57]熊正琴,邢光熹,鹤田治雄,等.豆科绿肥和化肥氮对双季稻稻 田氧化亚氮排放贡献的研究[J].土壤学报,2003,40(5):704-710.  [58]徐昌旭,谢志坚,曹卫东,等.翻压绿肥后不同施肥方法对水稻 养分吸收及产量的影响[J].中国土壤与肥料,2011(3):35-39.  [59]黄 晶,高菊生,刘淑军,等.冬种紫云英对水稻产量及其养分 吸收的影响[J].中国土壤与肥料,2013(1):88-92. [60]徐昌旭,谢志坚,许政良,等.等量紫云英条件下化肥用量对早 稻养分吸收和干物质积累的影响[J].江西农业学报,2010,22(10):13-14,23. [61]郭晓彦,宋晓华,刘春增,等.紫云英翻压量和化肥用量对水稻 生长、产量及经济效益的影响[J].山地农业生物学报,2014,33(5):7-12. [62]高菊生,曹卫东,董春华,等.长期稻-稻-绿肥轮作对水稻产 量的影响[J].中国水稻科学,2010,24(6):672-676.[63]曾庆利,龚春华,徐永士,等.紫云英不同翻压量对水稻产量和 产值的影响[J].湖南农业科学,2009(6):76-77,88.[64]谢志坚,徐昌旭,许政良,等.翻压等量紫云英条件下不同化肥 用量对土壤养分有效性及水稻产量的影响[J].中国土壤与肥料,2011(4):79-82. [65]李双来,李登荣,胡 诚,等.减施化肥条件下翻压不同量紫云 英对双季稻生长和产量的影响[J].中国土壤与肥料,2012(1):69-73. [66]卢 萍,杨林章,单玉华,等.绿肥和秸秆还田对稻田土壤供氮 能力及产量的影响[J].土壤通报,2007,38(1):39-42. 陈银竹,丁 伟,刘胜男,等.草甘膦对转基因抗草甘膦大豆的安全性研究[J].江苏农业科学,2018,46(16):56-59.doi:10.15889/j.issn.1002-1302.2018.16.013 草甘膦对转基因抗草甘膦大豆的安全性研究 陈银竹1,丁 伟1,刘胜男1,MuhammadShahidkhan 1,2 (1.东北农业大学农学院,黑龙江哈尔滨150000;2.白沙瓦农业大学,巴基斯坦白沙瓦1599107) 摘要:采用草甘膦种子和茎叶处理研究转基因抗草甘膦大豆的安全性,为减少草甘膦用量和转基因抗草甘膦大豆的安全应用提供理论依据。以转基因抗草甘膦大豆为试材,采用田间随机区组设计方法,测定转基因大豆的生理指标 和杂草防除效果。结果表明,562.5g.a.i./hm2草甘膦种子处理和1125g.a.i./hm2 草甘膦茎叶处理后,除莽草酸含 量不受影响,转基因大豆的株高、鲜质量、干质量、叶绿素含量以及光合速率各项生理指标均在施药初期受到抑制,茎叶处理后28d、种子处理播种后61d时各生理指标均可恢复正常;草甘膦茎叶处理对杂草具有显著的防除效果,草甘膦施用后7d,杂草防效为94.67%,28d,杂草防效为72.33%,且对大豆安全。草甘膦种子和茎叶处理对转基因抗草甘膦大豆均具有较好的安全性,且茎叶处理能有效控制杂草。 关键词:草甘膦;转基因抗草甘膦大豆;安全性;杂草防除效果;生理生化 中图分类号:S451.22+4 文献标志码:A 文章编号:1002-1302(2018)16-0056-04 收稿日期:2017-03-07 基金项目:国家转基因生物新品种培育重大专项(编号:2015ZX08011-003);黑龙江省留学归国人员基金(编号:LC2011C01)。 作者简介:陈银竹(1992—),男,黑龙江哈尔滨人,硕士研究生,主要从事杂草生物学与转基因作物安全评价研究。E-mail:940081822@qq.com。 通信作者:丁 伟,博士,教授,研究方向为农药生态安全与转基因作物安全评价。E-mail:dingwei@neau.edu.cn。 近年来,基因工程技术发展势头迅猛,种植业中以转基因抗草甘膦大豆的发展最为迅速。而大豆为我国重要的粮食作物,杂草防除一直是大豆种植过程中的重点问题。化学除草是大豆田防除杂草的重要手段,近几年大豆田化学除草面积 已达其播种面积的90%以上[1] 。转基因抗草甘膦大豆的出 现便为人们提供了一种能有效控制杂草的新途径,不仅大大降低了除草成本和劳动强度,并且有效延缓了大豆田抗性杂草的出现,除草剂药害的发生也明显降低,已成为美洲地区大 豆田杂草防除的重要方法之一。草甘膦由美国孟山都公司研 制开发,目前是世界上除草剂使用量最大的品种之一[ 2] 。草甘膦通过抑制莽草酸途径中的5-烯醇式丙酮莽草酸-3-磷酸合成酶(EPSPS),使微生物和植物不能合成生存必需的 芳香族氨基酸而导致死亡[3-4] 。其特点是杀草谱广、传导性 好、残效低,在转基因抗草甘膦大豆整个生育期都可以使用。国内外普遍将草甘膦应用于茎叶处理,而对应用草甘膦进行种子处理的安全性和杂草防除效果鲜有研究。本试验通过草甘膦种子处理和茎叶处理研究草甘膦的安全性,为减少草甘膦的用量和我国当前自主研发的转基因抗草甘膦大豆的安全应用提供理论依据。 已有的研究表明,一定浓度的草甘膦会造成转基因大豆叶片的叶绿素含量降低、叶绿体结构变化和光合速率下降,叶绿素恢复过程需要2周左右, 莽草酸含量几乎没有变化[ 5-11] 。Bellaoui等研究表明,草甘膦会影响转基因抗草甘膦大豆的碳代谢和氮代谢[12] 。种子用草甘膦溶液浸泡后播 于土壤中,敏感的大豆种子浸泡4h后不能发芽,而转基因种 —65—江苏农业科学 2018年第46卷第16期

转G2-aroA基因抗草甘膦水稻的获得及G2-EPSPS蛋白拆分重组后的草甘膦抗性分析

转G2-aroA基因抗草甘膦水稻的获得及G2-EPSPS蛋白拆分重组 后的草甘膦抗性分析 水稻是世界上重要的粮食作物,在我国国民经济中占有重要地位。稻田除草贯穿于水稻的整个生产过程中,增加了相当一部分劳动力和经济投入。 化学除草剂的使用为降低水稻生产成本具有非常重要的意义,草甘膦是广谱、高效、低毒、廉价的内吸传导型除草剂,但因其对水稻也具有致死作用而无法在稻田大面积使用。通过基因工程手段培育具有草甘膦抗性的转基因水稻不仅能够节约稻田除草的成本、减少劳动力投入、降低除草剂使用量还能提高农民收入具有非常好的应用前景。 但是随着转基因技术的不断发展,转基因安全性问题也受到广泛关注,尤其 是花粉介导的的外源基因飘流问题,一直是公众和部分科研界人士的关注热点, 通过基因拆分技术能够在很大程度上降低转基因飘流的频率。因此,本研究将表达G2-EPSPS蛋白的G2-aroA基因转入水稻,培育抗草甘膦转基因水稻,探索转 G2-aroA基因水稻对草甘膦的抗性。 并通过基因拆分技术研究通过Intein介导拆分的G2-EPSPS蛋白在转基因水稻杂交后代中重新组装后的草甘膦抗性与转完整G2-aroA基因水稻抗性的区别,研究拆分后蛋白质重新组装效率,为基因拆分技术限控水稻基因飘流的应用提供数据支撑。研究结果如下:1.抗草甘膦水稻的培育及转化事件特异性检测方法的建立1)将转基因水稻G2-6、G2-7与非转基因对照中花11分别浸入到0、50、100 ppm草甘膦溶液中,进行萌芽期草甘膦耐受程度测试,发现50 ppm下中花11的萌发受到明显抑制,在100 ppm下,萌出的胚芽很快腐烂。 与之相比,G2-6和G2-7在50 ppm和100 ppm下的生长均与对照组无明显差

抗草甘膦转基因大豆的操作步骤

抗草甘膦转基因大豆的操作步骤 转基因大豆可以抵抗杀草剂——草甘膦(毒滴混剂)。草甘膦会把普通大豆植株与杂草一起杀死。这种大豆被称为转基因大豆。而这种转基因技术终于走出实验室和试验田,进入像玉米、大豆和棉花作物的日常耕作。 抗草甘膦转基因大豆针对草甘膦的作用机理,导入能够使植物表达更多的4252合成酶的基因,使植株对草甘膦不敏感从而能够忍受正常剂量或更高剂量的草甘膦而不被杀死。从鼠伤寒沙门氏菌及大肠杆菌中可以直接分离出抗草甘膦的4252编码AroA,美国Monsonto公司利用该机制将该抗性基因导入大豆中成功地获得了抗草甘膦转基因大豆。这种转基因大豆对草甘膦的忍耐能力是普通大豆的69倍,从而使大豆田中的绝大部分一年生或多年生杂草得到控制而大豆本身不受伤害。除了抗草甘膦作物之外,还有抗草丁膦除草剂的作物,不过草丁膦与草甘膦杀灭植物的原理并不相同,而培养这两类作物所转的基因也不同。而当前转基因大豆主要用来提炼大豆油。 抗草甘膦转基因大豆的操作步骤;(1)分离克隆基因,搞清楚基因功能。(2)构建表达载体,也就是运输工具,即质粒或载体。(3)遗传转化,也就是所说的转基因,利用各种方法,把备转移的质粒DNA转移到植物细胞的细胞核中,让外源DNA在细胞中复制。本次使用的转基因方法是根癌农杆菌法。根癌农杆

菌是一种土壤农杆菌,在它的细胞中有一个环形的质粒,叫Ti 质粒,质粒上有一段可转移的DNA,叫T-DNA。这段T-DNA 上带有编码肿瘤的基因,根癌农杆菌侵染大豆后,这段T-DNA 可以切下来,转移到大豆的细胞中,是植物中产生肿瘤。把T-DNA 编码肿瘤的基因切除,插入所需转移的目的基因上,使大豆具有新的特性。转入目的基因的同时,还需转入一个选择标记基因,以便后面筛选和鉴定出转化的细胞。即获得目的基因的细胞是少数,大多数仍是非转基因的细胞,要筛选出转化的细胞,需要在转化后把非转基因细胞杀死。本次使用的标记基因是除草剂抗性标记基因,在培养大豆细胞阶段,在培养基中加入抗草甘膦除草剂,没有转入的基因的细胞不具有抗除草剂。在转基因大豆幼苗期,使用飞机或大型机动喷雾器对转基因大豆直接喷洒草甘膦,大豆苗长高封行后,收割前五十天左右不用再喷洒,等待收割即可。草甘膦杀死了除抗除草剂转基因大豆以外的杂草,使产量提高。转基因大豆的草甘膦残留一般很低,或者根本检测不出,五十天时间草甘膦残留几乎为零。 抗草甘膦转基因大豆的优缺点:优点(1)增加粮食生产、减少生产的投入,有助于解决世界范围的粮食问题(2)转基因大豆具有抗病虫害、抗除草剂的特性,可减少杀虫剂、除草剂的使用,有利于环境保护。(3)通过利用某些基因,增加食物品种,改善食物品质,使食物更加可口。缺点(1)转基因技术使不同物种的基因相互融合,而对其后果却无法控制,因而可能造成基因污

转基因生物安全性

转基因生物安全性 1998年8 月,英国阿伯丁罗威特研究所教授普兹泰发现老鼠食用转基因土豆之后免疫系统受到破坏,普兹泰进一步推论,很多消费者也象被用于试验的老鼠一样食用没有经过严格鉴定的转基因食品。该消息的发布,使世界各国如日中天的转基因热潮蒙上了一层阴影。人们开始疑惑:转基因技术-改造自然还是破坏自然?造福人类还是给人类带来灾难性的毁灭? 北京生物技术和新医药产业促进中心举办第七次生命科学前沿讨论会--基因工程和生物安全性问题,邀请了部分在京的转基因专家,畅谈讨论,旨在为我国转基因生物安全管理出谋划策。 从本世纪80年代世界上第一例转基因植物的诞生,到目前全世界大约2780万公顷的转基因作物,到利用转基因动物生物反应器大量生产医用蛋白,人类将最新的生物技术应用于医药、食品、农业领域以摆脱自然对传统作业的限制。1998年8 月,英国阿伯丁的罗威特研究所教授普兹泰发现老鼠食用转基因土豆之后免疫系统受到破坏,普兹泰进一步推论,很多消费者也象被用于试验的老鼠一样食用没有经过严格鉴定的转基因食品。该消息的发布,使世界各国如日中天的转基因热潮蒙上了一层阴影。人们开始疑惑:转基因技术--改造自然还是破坏自然?造福人类还是给人类带来灾难性的毁灭? 转基因植物是把来源于任何生物甚至人工合成的基因转入植物。这可能是自然界无法发生的,人们也无法预测基因进入一个新的遗传背景中会产生什么样的作用。转基因动物,一是将正常人的基因片断导入动物体内,让这种基因在哺乳动物体内表达,并通过该动物分泌的奶或其他组织,提取获得具有活性的分泌物质,获得大量廉价的珍稀药物;另一方向是利用转基因动物培养人体器官,解决人体器官移植供体短缺问题。 利用转基因技术人为地打破自然界世代沿袭的性状平衡,究竟会带来什么样的后果?基于以上疑虑,基因工程生物安全性的评价成为人们日益关注的焦点。 目前对转基因植物的安全性评价一方面是环境安全性,另一方面是食品安全性。 环境安全性评价的核心问题是转基因植物释放到田间后,是否会将所转基因移到野生植物中,是否会破坏自然生态环境,打破原有生物种群的动态平衡。包括:1)转基因植物演变成农田杂草的可能性。2)基因漂流到近缘野生种的可能性。 3)对生物类群的影响。 关于食品的安全性 经和组织(OECD)1993年提出了食品安全性评价的实质等同性原则。如果转基因植物生产的产品与传统产品具有实质等同性,则可以认为是安全的。反之,

转基因小鼠肿瘤模型的研究进展_百替生物

转基因小鼠肿瘤模型的研究进展 沈富毅,潘隽玮,郁嘉伦,余昂,侯晓骏 [摘要]动物模型在肿瘤病因的揭示,发病机理的探索以及治疗措施的评估中有着不可替代的重要作用。继常规转基因方法之后,可诱导表达转基因、基因打靶、条件性基因打靶以及基因捕获等技术的出现及其在肿瘤模型建立中的应用为我们提供了大量能较好模拟人体相应肿瘤的动物模型,极大地深化了我们对肿瘤生物学行为的认识,并有助于人们找到攻克肿瘤的办法。 [关键词]肿瘤,小鼠模型,转基因 肿瘤是一类严重危害人类健康及生命的重大疾病,动物模型在肿瘤病因、发病机理的揭示以及治疗措施的评价中发挥着不可替代的作用。肿瘤动物模型最早源自小鼠自发突变系或经致癌剂诱变而得,对它们的研究使我们对环境致癌物及其代谢活动机理有了一定的认识;但自发突变频率在自然状态下通常很低,而诱发模型也因其不可精确控制性而限制了它们的应用。在过去的二十多年里,随着人们对癌基因激活或抑癌基因失活在肿瘤发生发展中作用的认识日益深入,以及近年发展起来的小鼠生殖系引入可诱导或精细调控突变技术的应用,小鼠肿瘤模型的建立工作取得了突破性进展,本文就此作一简要综述。 1.常规转基因(transgenic) 上世纪80年代初发展起来的原核显微注射技术,使我们可以将外源DNA直接导入小鼠生殖系以构建转基因动物模型。目的基因在合适启动子驱动下表达,可赋予转基因动物新的表型,通过其表型分析可识别研究基因的功能。转基因动物技术在肿瘤研究中的主要作用就是建立转基因的肿瘤动物模型,该研究始于1974年,Jaenisch等1用显微注射法将多瘤病毒SV40的DNA导入到小鼠的囊胚(blastocyst)中,在子代小鼠的肝、肾组织中检测到了SV40的DNA。这一结果证明,将外源基因导入胚胎细胞中并实现整合是可能的。以后相继有人用同样的方法实现了外源基因向小鼠受精卵的转移,并能遗传给后代。在基因转移的方法上相继出现了逆转录病毒载体法、电脉冲法等。1985年,Adams2等用转基因方法首次构建了B淋巴瘤myc癌基因易位的小鼠模型,此后10年,陆续发展了针对各种类型恶性肿瘤的转基因小鼠研究。如今这项技术运用较为成熟的是,利用免疫球蛋白启动子调控的c-myc基因在转基因小鼠中的表达,导致早期淋巴瘤的发生3。在LTR/c-myc转基因小鼠模型中,利用哺乳类动物肿瘤病毒长末端重复序列(LTR)驱动c-myc广谱的表达,可造成多种组织形成肿瘤,如睾丸、乳腺和淋巴系。1984年Stewart把小鼠乳腺癌病毒(MMTV)的增强子与myc基因或ras基因连接,形成的MMTV-myc转基因小鼠和MMTV/V-Ha-Ras转基因小鼠都有高的乳腺癌发生率4。近年来,这项技术更多的运用于肿瘤发生机制的探索上。Li等5构建了乳腺癌WAP-Tag转基因小鼠模型,该模型由小鼠乳清酸蛋白WAP启动子和SV40大T抗原构建而成,可用于乳腺癌变过程中细胞的增殖与凋亡、DNA突变及修复机制等方面的研究。在慢性粒细胞性白血病(CML)的研究中,Heisterkamp等6构建的bcr-abl和crkl双转基因小鼠发病潜伏期及存活期均大大缩短,直接证明了crkl参与

草甘膦与转基因作物

草甘膦与转基因作物 草甘膦与转基因作物有关系么?有,也没有。1970年,孟山都公司的化学家John E. Franz合成了草甘膦。1974年,草甘膦作为除草剂在美国成功登记注册。由于除草效果超级好,草甘膦受到广大农民的热烈欢迎。在草甘膦成功商业化20多年后,1996年第一例转基因抗草甘膦大豆问世了。草甘膦比转基因大20岁。 直接关系:在生产应用上,草甘膦与转基因抗除草剂作物建立了一一对应的关系。 在技术研发上,二者没有关系。 间接关系:由于使用草甘膦,而不用其它除草剂,转基因抗草甘膦作物中草甘膦的残留量相应增加,其他除草剂残留量相应减少。 转基因作物自身安全性与草甘膦农药的安全性没有关系。 抗草甘膦作物为什么能够抗草甘膦呢? 找一种聪明的EPSPS酶,转到植物中去,它能够分得清草甘膦和PEP,并且更喜欢与PEP在一起。即使喷上草甘膦,它也能有效地找到PEP,发挥正常EPSPS

酶的功能。 比如占美国大豆种植面积90%以上的抗草甘膦大豆,就是被转入了一个来源于土壤中常见细菌的基因,因为分离得到这个基因的菌株叫CP4,这个基因表达出来的“聪明”酶就被命名为CP4 EPSPS。 抗草甘膦作物种植面积增加了,草甘膦使用量不就变多了吗? 没错。但是草甘膦的用量上升了,其他除草剂的用量减少了,除草剂总的用量最终减少了。1996-2013年期间,仅转基因耐除草剂棉花大规模种植就使得除草剂用量减少了两万多吨。并且,草甘膦是目前已知的对环境最友好的绿色农药,

没有之一。这么说,转基因技术和草甘膦的配套应用还促进了绿色环保。 草甘膦会残留在食物中吗? 当然会,但残留量很低,远小于联合国粮农组织和世界卫生组织建议的摄入量。在耐草甘膦作物中,大部分草甘膦通过根系排放到土壤中,少部分留在植株中,主要被代谢为AMPA,并进一步转化为简单化合物及天然产物,并且,草甘膦残留量在作物不同部位差异很大,籽粒中的残留明显低于其他部位。 国际食品法典委员会(CODEX)对草甘膦在各类食品中的最大残留量有明确规定。玉米为每公斤5毫克,大豆为每公斤20毫克。 联合国粮农组织和世界卫生组织的下属农药残留专家联席会议(JMPR)在2011年建议,草甘膦每日最大摄入量(ADI)为每公斤体重0至1毫克。结合CODEX 最大残留量规定,成年人一天中要吃4公斤大豆,或16公斤玉米才会达到JMPR 所建议的草甘膦每日最大摄入量。 2015年11月12日,欧盟食品安全局(EFSA)和欧盟成员国完成对草甘膦的重新评估。评估小组结论是草甘膦不大可能对人类有致癌风险。按照欧盟法规(EC)1272/2008号,这些证据不支持将草甘膦归为潜在致癌性一类。2016年欧盟委员会根据欧盟实施条例(EU)2016/1056决定续登记草甘膦至2017年12月31日。

基因打靶综述

基因打靶技术 【摘要】基因打靶技术是建立在同源重组技术之上,可对基因组进行定位修饰的实验方法。本文简述了基因敲除技术的基本原理、打靶策略、筛选机制,在动植物和微生物中常用的基因敲除方法以及基因打靶的应用。 基因敲除技术是研究功能基因作用的重要方法, 是后基因组时代的重要研究内容。 。 【关键词】基因打靶;同源重组;打靶策略;筛选机制 一.前言 发展历史: 基因敲除(gene knockout)又称基因打靶(Gene targeting) 是自20 世纪80 年代末以来发展起来的一种新型分子生物学技术,。早在80年代初,人们就开始研究在哺乳动物基因组中,存在使外源DNA与现存同源序列同源重组 的可能性。1985年, Smithies及其同事的研究使之得到确证。同期的相关研究证明了鼠多能 干细胞系具有诱发小鼠产生种系组织的能力,甚至在长期培养后仍存在,导入这些细胞器系的突变可以传给后代。其传统概念是指同源重组敲除技术即利用DNA 转化技术,将构建的打靶载体导入靶细胞后,通过载体DNA 序列与靶细胞内染色体上同源DNA 序列间的重组,将载体DNA 定点整合入靶细胞基因组上某一确定的位点,或 与靶细胞基因组上某一确定片段置换,从而达到基因敲除的目的[5]。随着基因敲除技术的发展,除了同源重组外,新的原理和技术也逐渐被应用,比较成功 的有基因的插入突变和RNAi,它们同样可以达到基因敲除的目的。所以,基因敲除的基本原理是通过一定的途径使机体特定的基因失活或缺失的一种分子生 物学技术。 二.主题 1基因打靶的基本原理 绝大多数的基因打靶策略都是基于同源重组( homologous recombination)的机制。同 源重组是指发生在非姐妹染色单体( sister chromatin)之间或同一染色体上含有同源序 列的DNA分子之间或分子之内的重新组合,普遍存在于噬菌体、细菌和真核生物中。

转基因生物的安全性问题

转基因生物的安全性学案 学习目标 1.举例说明对转基因生物安全性问题的不同观点及论据。 2.形成对待转基因生物安全性问题的理性、求实的态度。 学习重点: (1)对转基因生物的安全性问题多层面、多角度的关注。 (2)运用生物学知识对不同观点的理由进行辨析和讨论。 学习难点: (1)从关注整个生物圈的和谐、稳定与发展的高度去审视转基因生物的安全性。 (2)了解有关转基因生物安全性问题争论背后复杂的政治、经济、宗教和伦理道德背景。(3)保证课堂讨论、辩论会,以及社会调查的组织工作有序而有效地实施。 一、转基因成果 1.微生物方面 (1)制造出具有重要经济价值的各种重组微生物,如清除石油污染的_______________。 (2)使用___________ ____,生产稀缺的生化药物,即_______________。 2.转基因动物方面 (1)在培育_____________、________ _______的转基因家畜、家禽方面不断取得辉煌成就。 (2)科学家把转基因动物(如奶牛)变成_______________,让它们的奶中富含某种营养物质、____________或人类所需要的____________。 3.转基因植物方面 (1)成果:目前科学家已经培育出了大批具有________、_______、抗除草剂、______等全新性状的农作物。 (2)推广国家及品种:全球种植转基因农作物的国家已经有十几个,种植面积最大的前四个国家分别是________、________、________和________,其中以种植________ _______最多,其次是______ _________和_________。

高中生物转基因生物的安全性

高中生物转基因生物的安全性2019年3月20日 (考试总分:130 分考试时长: 120 分钟) 一、单选题(本题共计 20 小题,共计 100 分) 1、(5分)下图是通过植物细胞工程技术获得紫杉醇的途径,下列叙述不正确的是 A.该途径依据的原理是植物细胞具有全能性 B.过程①需控制好培养基中植物激素的比例 C.经过程①细胞的形态和结构发生了变化 D.过程③需使用液体培养基,有利于细胞增殖 2、(5分)下列不属于基因工程成果的是 A.乳腺生物反应器生产药用蛋白 B.从大肠杆菌体内获得白细胞介素 C.从大肠杆菌内获得生长激素 D.用高产青霉菌生产青霉素 3、(5分)下图为真核细胞内某基因(15N标记)结构示意图,该基因的全部碱基中C占30%。下列说法正确的是 A.若该基因中含有180个碱基,则该基因中含有的氢键数目为180个 B.将该基因置于14N培养液中复制3次后,含15N的DNA分子占1/8 C.DNA解旋酶只作用于①部位,限制性核酸内切酶只作用于②部位 D.该基因的一条核苷酸链中(C+G)/(A+T)为3:2 4、(5分)下列有关基因工程的相关叙述中,正确的是 A.基因治疗就是去除生物体细胞中有缺陷的突变基因 B.运载体上抗性基因的存在有利于对目的基因是否表达进行检测 C.在基因工程操作中,剪切目的基因和质粒的限制性核酸内切酶可以不同 D.转基因技术造成的变异,实质上相当于人为的基因重组,但却产生了定向变异 5、(5分)下列有关基因身份证的说法,正确的是 A.基因身份证上可以检测到个人的所有基因 B.基因身份证只对少数、个别基因进行检测 C.用基因身份证去看病或预见将来已经实践应用 D.有基因身份证就可以治疗任何疾病 6、(5分)基因治疗给无数的遗传病患者带来了希望,下列关于基因治疗的叙述正确的是 A.基因治疗可以治愈所有的遗传病B.基因治疗就是对有遗传缺陷的细胞进行基因修复 C.基因治疗分为体内基因治疗和体外基因治疗,体外基因治疗操作简便,效果可靠 D.基因治疗时可用经过修饰的病毒或农杆菌的质粒作运载体 7、(5分)在畜牧养殖业上,科学家利用基因工程的方法培育出了转基因奶牛、超级绵羊等多种转基因动物。“转基因动物”培育利用的原理是 A.基因突变 B.基因重组 C.染色体结构变异 D.染色体数目变异 8、(5分)科学家现在已经能够实现了分子水平遗传物质的人工重组。下列实例中属于分子水平人工重组的是 A.克隆动物 B.能产生抗体的小鼠脾细胞与骨髓细胞的融合细胞 C.人类基因组计划 D.将人的α-抗胰蛋白酶基因导入到羊的DNA分子中 9、(5分)关于现代生物工程技术应用的安全性,下列说法不正确的是 A.中国对于克隆人的态度是不反对治疗性克隆,可以有限制的进行克隆人的实验 B.对待生物武器的态度明确而坚定,即坚决禁止生物武器 C.对转基因植物外源DNA要进行认真选择,避免产生对人体有害或过敏的蛋白质 D.反对设计试管婴儿的原因之一是有人滥用此技术选择性设计婴儿性别 10、(5分)目前科学家把兔子血红蛋白基因导入到大肠杆菌细胞中,在大肠杆菌细胞中合成了兔子的血红蛋白。下列所叙述的哪一项不是这一先进技术的理论依据 A.所有生物共用一套遗传密码子 B.基因能控制蛋白质的合成 C.兔子血红蛋白基因与大肠杆菌的DNA都是由四种脱氧核苷酸构成,都遵循碱基互补配对原则,都具有相同的空间结构 D.兔子与大肠杆菌有共同的原始祖先 11、(5分)下图是某DNA片段,下列有关该图的叙述中,错误的是 A.②③④组成DNA的基本组成单位 B.⑥在DNA中特定排列顺序可代表遗传信息 C.某限制性内切酶可选择①作为切点 D.DNA连接酶可连接⑤处断裂的化学键

人教版高中生物选修三专题四4.1转基因生物的安全性优质教案

专题四第1节转基因生物的安全性 一、教材分析 《转基因生物的安全性》是人教版高中生物选修三《现代生物科技专题》专题4第1节课的教学内容,在学生通过专题1的学习对转基因技术及其成果有了较深入的了解之后,还可能对转基因技术的应用前景怀有不尽的畅想。同时,学生在社会生活中,也接触到了转基因产品,如来自转基因大豆的食用油、巧克力中的卵磷脂。学生从媒体上也听到了一些对转基因产品安全性争论的意见,每个人都会有自己的一些疑虑和想法。那么,对于转基因产品我们该如何看待?这节课将给大家一次发表看法的机会。 二、教学目标 1、知识目标: 关注转基因生物的安全性问题,对生物技术安全性问题讨论的必要性。 2、能力目标: 举例说明转基因生物安全性问题的不同观点和论据。 3、情感、态度和价值观目标: 形成对待转基因生物安全性问题的理性、求实的态度。 三、教学重点难点 重点: (1)对转基因生物的安全性问题多层面、多角度的关注。(2)运用生物学知识对不同观点的理由进行辨析和讨论。 难点:

(1)从关注整个生物圈的和谐、稳定与发展的高度去审视转基因生物的安全性。 (2)了解有关转基因生物安全性问题争论背后复杂的政治、经济、宗教和伦理道德背景。 (3)保证课堂讨论、辩论会,以及社会调查的组织工作有序而有效地实施。 四、学情分析 学生从媒体上也听到了一些对转基因产品安全性争论的意见,每个人都会有自己的一些疑虑和想法。学生对转基因生物了解程度也不一样,尽量让每个学生都有发言的机会。 五、教学方法 1.讨论和交流的方式。 2.学案导学:见后面的学案。 3.新授课教学基本环节:预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习 六、课前准备 1.学生的学习准备:阅读课本上的资料以及在网上查找相关信息。 2.教师的教学准备:多媒体课件制作,课前预习学案,课内探究学案,课后延伸拓展学案。 七、课时安排:2课时 八、教学过程

转基因生物的安全性辩论稿

第一阶段:双方1辩立论陈词 正1:我方的观点是转基因生物存在着安全问题,应禁止。理由如下:由于科学发展水平的限制,目前科学家们对基因的结构,基因间的相互作用,以及基因的调控机制等都了解的相当有限;再加上转移的基因虽然是功能已知的基因,但不少却非同种生物的基因,由于外源基因插入宿主基因组的部位是往往随机的,因此在转基因生物中,很可能会出现一些人们意想不到的后果。例如在转基因食品中,可能会出现新的有毒物质或过敏原,对人类的生命安全造成危害;在生物安全方面,我们担心将各类活的转基因生物释放到环境中,可能会对生物的多样性构成潜在的风险和威胁。在环境保护方面,转基因生物还有可能会对生态系统的稳定性和人类的生活环境造成破坏。综上所诉,我们有理由认为;转基因生物无论是在食品安全,生物安全还是环境安全方面,都存在着安全隐患。 反1:我方的观点是转基因生物是安全的,应提倡。我们认为,基因工程自20世纪70年代兴起后,在短短的30年间,就得到了飞速的发展,目前已成为生物科学的核心技术,在农牧业,工业,环境,医药卫生等方面展示出巨大的成就和美好的前景。例如在农业方面,科学家将抗虫基因,抗病基因,抗旱基因,抗除草剂基因等,导入农作物中以提高其抗逆能力,在改良了农作物品质的同时,还减少了农药的使用,保护了环境。在医药方面,现在利用转基因工程菌生产的药物已有60多种投放市场,最常见的就是胰岛素,干扰素等,有效的解决了像糖尿病这些常见病给人类带来的困扰。转基因产品给人类带来的福音还有很多,而对方辩友所提到的那些安全隐患,我认为是过分担忧,并没提供出实际的事例来证明,我们不能怕噎着,就不去吃饭吧,所以我方坚持认为:转基因生物是安全的,应提倡。

转基因生物的类型

转基因生物用于生物和医学研究,生产药品,实验药品(如基因疗法)和农业(如黄金米)。“基因改造生物”,并不总是意味着,但也包括从一个插入的基因,有针对性的物种到另一个。例如,从水母的基因,编码荧光蛋白质称为绿色荧光蛋白,可实际联系起来,从而共表达与哺乳动物的基因,以确定位置的细胞蛋白质编码的绿色荧光蛋白基因在哺乳动物标签。这种方法是有用的工具生物学家在许多领域的研究,包括研究过程中的机制,谁的人力和其他疾病或生物的基本真核或原核细胞。 迄今为止,也是最有争议的转基因技术的应用最为广泛采用的是专利保护的是食用作物抗除草剂商业或能够产生杀虫蛋白做既从工厂内或堆叠性状的种子,。在转基因作物种植比重最大的是全球范围内所拥有的美国公司孟山都。[12] 2007年,孟山都的性状技术进行种植二亿四千六万英亩(100万平方公里)在世界各地,2006年增长百分之十三的。然而,在第一个专利,孟山都的产品进入市场将开始于2014年到期,民主化孟山都的产品。此外,研究委员会从2007年的报告预测,欧洲联合,到2015年,全球40多个市场的百分之进入新的转基因植物将得到亚洲开发英寸[13] 在玉米市场,孟山都的三栈玉米结合了YieldGard玉米螟和草甘磷2杂草控制技术YieldGard 根虫昆虫的控制是在美国市场的领头羊。美国玉米种植的农民超过32万英亩(十三点○○万公里2)三栈2008年玉米,[14] ,据估计该产品可)种植56万英亩(二三○○○○公里2 2014-2015年。在棉花市场,Bollgard的Flex II与草甘磷种植在约五百点零零万英亩2)美国棉花(20,000公里于2008年。[15] 根据对农业生物技术应用组织(ISAAA),在大约14万农民谁在2009年增长了生物技术作物国际服务,有90%是在发展中国家资源贫乏的农民。其中包括约700万中国农民的棉花种植区,估计有560万小印度(Bt棉),25万农民在菲律宾,南非(生物技术棉花,玉米,往往是生活的妇女农民种植大豆)和在其它12个发展中国家的增长在2009年生物技术作物。[16]千万更小,资源贫乏的农民可能已经在中国的Bt棉中学的受益者。 2008年全球种植转基因作物的商业价值估计为1300亿美元。[16] 在美国,美国农业部对美国农业部(USDA)报告的转基因品种的种植面积。[17]据国家农业统计服务,这些表在美国出版的代表81-86玉米种植面积占所有,百分之88-90的所有大豆种植面积,所有81-93陆地棉种植面积(依年度而定)的百分比。 美国农业部不会收集全球范围的数据。估计数字,由ISAAA)国际服务(用于购置农业生物技术应用,可报告发现,在“转基因作物的全球商业化现状:2007”。[18] 转基因动物也成为有用的商业化。 2月6日2009年美国食品和药物管理局批准了第一个人体生物药物的生产从这样一种动物,山羊。该药物ATryn,是抗凝血剂的可能性,从而降低了血液凝块在手术或分娩。这是摘自羊奶。[19] [ 编辑 ]检测

高中生物 4.1转基因生物的安全性课后习题 新人教版选修3

A.番茄—马铃薯新物种 B.高产的青霉菌菌株 C.袁隆平培育的“超级水稻” D.能进行生物固氮的酵母菌品种 解析:番茄—马铃薯是通过植物体细胞杂交技术获得的,是细胞工程操作的实例。“超级水稻”的原理是基因重组,通过杂交育种获得。高产青霉菌菌株来自诱变育种。培育能进行生物固氮的酵母菌品种,需要将固氮菌的固氮基因通过重组DNA技术导入酵母菌,该过程属于基因工程操作。 答案:D 2.下列关于转基因技术应用的叙述,不正确的是( ) A.可以将抗病虫害、抗除草剂等基因转入农作物,使其具有相应的抗性 B.可以使用DNA重组的微生物生产稀缺的基因药物 C.可以通过转基因技术使奶牛变成生物反应器,使它们的乳汁中富含某种营养物质、珍贵药材或人类所需要的蛋白质 D.将不同生物的DNA进行转移和重组,可以创造出新物种 解析:只有产生生殖隔离后,才能出现新的物种,转基因生物和没有转基因的生物,仍然能进行基因交流,属于同一个物种。 答案:D 3.下列哪一观点缺乏科学依据?( ) A.由于存在生殖隔离,转基因植物很难与其他植物杂交 B.转基因生物可能造成某一区域生态平衡遭到破坏 C.自花授粉的转基因农作物花粉将抗除草剂基因传播到杂草中 D.转基因农作物若缺乏配套的种植技术,也会造成减产 解析:由于存在生殖隔离,转基因植物很难与其他植物杂交。自花传粉的植物不可能与其他杂草杂交。转基因农作物缺乏配套的种植技术,也会造成减产。 答案:C 4.下列关于转基因植物的叙述,正确的是( ) A.转入到油菜的抗除草剂基因,可能通过花粉传入环境中 B.转抗虫基因的植物,不会导致昆虫群体抗性基因频率增加 C.动物的生长激素基因转入植物后不能表达 D.如转基因植物的外源基因来源于自然界,则不存在安全性问题 解析:若把抗除草剂基因导入油菜的细胞核中,则会在减数分裂时进入配子,然后随花粉进入环境。抗虫植物会对捕食它的昆虫群体进行自然选择,导致昆虫群体抗性基因频率增加。条件允许时,动物基因同样可以在植物体内表达,在修饰和改造后也可以在原核生物体内表达。转基因生物的外源基因不管是来源于自然界还是由人工合成,都可能存在安全性问题。 答案:A 5.基因污染是指在天然物种的DNA中嵌入了人工重组基因,这些外来基因可随被污染生物的繁殖、传播而发生扩散。下列叙述错误的是( ) A.基因工程间接导致了基因污染 B.基因工程破坏生物原有的基因组成 C.基因工程是通过染色体的交叉互换导致基因交换,从而获得了生物的新性状 D.人类在发展基因工程作物时,没有充分考虑生物和环境之间的相互影响 解析:基因工程是将外源基因导入宿主细胞内,从而使生物获得新的性状。而染色体的交叉互换发生在有性生殖过程中,基因工程并没有涉及减数分裂和受精作用。 答案:C

转基因生物的安全性知识梳理

转基因生物的安全性知识梳理 一、丰硕的转基因成果 1.微生物方面 (1)制造出具有重要经济价值的各种_____,如清除石油污染的_____。 (2)使用_____的微生物生产生化药物,即_____。 2.转基因动物方面 (1)在培育_____、_____的转基因家畜、家禽方面不断取得辉煌成就,如转基因牛、猪、鸡、鲤鱼等。 (2)科学家把转基因动物变成_____,让它们的奶中富含某种营养物质、_____或人类所需的_____。 3.转基因植物方面 (1)成果:目前,科学家已经培育出了大批具有_____、_____、抗除草剂、_____等全新性状的农作物。 (2)推广国家及品种:全球种植转基因农作物的国家已经有十几个,种植面积最大的前四个国家分别是_____、_____、_____和_____,种植的转基因植物中以_____最多,其次是_____和_____。 二、对转基因生物安全性的争论 1.转基因生物存在安全性的原因 (1)由于科学发展水平的限制,目前科学家对_____、_____以及_____等都了解得相当有限。 (2)转移的基因虽然功能已知,但不少却是_____的基因,同时,由于外源基因插入_____的部位是随机的,因此在转基因生物中可能会出现一些人们意想不到的后果。2.对转基因生物安全性争论的内容 (1)转基因生物与食物安全 ①引起食物安全问题的理由 a.反对“实质性等同”,因为对食物安全性检测不仅要检测其_____,还应包括其他方面的测试结果。 b.担心出现_____,因为转基因植物的DNA经过重组后,有可能合成出对人体有_____蛋白质。 c.担心出现__________。 d.担心_____改变,因为转基因农作物尽管只是部分DNA发生重组,但是有些基因足以使植物体内某些_____发生改变,从而导致转基因农作物营养成分的改变。e.把动物蛋白基因转入农作物,是否侵犯了__________或_____的权益? ②不引起食物安全问题的理由 a.多环节、严谨的__________。 b.科学家的_____可以防止过敏源的产生。 c.若干年来尚未发现一例因食物是_____而影响人体健康的实例。 (2)转基因生物与生物安全

基因工程在转基因动物领域的应用现状及展望

生命科学院 分子生物学 期末综述 题目:基因工程在转基因动物领域的应用现状及展望 班级:09动物科学 姓名:曾雪婷 学号:2009084548 【摘要】本文阐述了基因工程和转基因技术研究的原理、基本路线,介绍了转基因技术和生产转基因动物的方法,总结转基因技术在哺乳动物领域的应用,提

出了转基因动物面临的问题,并对转基因技术及转基因动物的前景进行了展望。【关键词】基因工程;原理;转基因动物;应用;展望 基因工程是改变生物的遗传组成,增加生物的遗传多样性,赋予转基因生物新的表型特征,使其能够更好地服务于人类社会的一项工程技术。基因工程在转基因动物领域的应用具有巨大的发展潜力,促进了转基因方法的不断发展和转基因动物应用领域的迅速扩大。 1.基因工程与动物基因工程的原理 基因工程又名遗传工程(geneticengineering)、一主要包括DNA重组技术、分子克隆或基因克隆等技术,它是指在分子水平上提取(或合成)不同生物的遗传物质,在体外切割,再和一定的载体拼接重组,然后把重组的DNA分子引入细胞或生物体内,使这种外源DNA(基因)在受体细胞质中进行了复制与表达,按人们的需要繁殖扩增基因或生产不同的产物或定向创造生物的新性状,并能稳定遗传给后代[1]。基因工程的核心内容包括基因克隆和表达。 动物基因工程就是利用基因工程技术来人为地改造动物遗传特性的技术体系。它的具体应用就是生产转基因动物(transgenicanimal),即用基因工程的方法获得目的基因并导入到动物的受精卵中,使外源基因与动物本身的基因组DNA整合到一起,并随细胞的分裂而增殖,从而在动物体内得到表达,产生具有特定性

高中生物选修3优质学案5:4.1 转基因生物的安全性

转基因生物的安全性 【知识提炼】 1.转基因生物存在安全性问题的原因: ①目前对基因的结构、基因间的相互作用及基因的调控机制了解有限。 ②转移的基因往往是异种生物的基因。 ③外源基因插入宿主基因组的部位是随机的。 2.转基因生物主要在食物安全、生物安全和环境安全三个方面存在争论。 3.转基因生物在生物安全和环境安全方面可能会破坏生态平衡,威胁生物多样性。4.对待转基因技术的正确做法:趋利避害,不能因噎废食。 【学习过程】 一、转基因成果令人叹为观止 1.微生物方面 (1)制造出具有重要经济价值的各种重组微生物,如可以清除石油污染的假单胞杆菌等。 (2)使用DNA重组的微生物生产生化药物,即基因制药。 2.转基因动物方面 (1)在培育生长迅速、营养品质优良的转基因家畜、家禽方面,不断取得辉煌成就。 (2)把转基因动物变成生物反应器,让它们的奶中富含某种营养物质、珍贵药物或人类所需要的蛋白质。 3.转基因植物方面 (1)成果:目前,科学家已经培育出了大批具有抗虫、抗病、抗除草剂、抗逆等全新性状的农作物。 (2)转基因农作物的种植: ①全球种植转基因农作物的国家已经达到20多个,种植面积较大的国家有美国、阿根廷、巴西、加拿大、印度和中国。 ②种植的转基因植物中以大豆和玉米最多,其次是转基因棉花和油菜。 二、对转基因生物安全性的争论 1.引发争论的原因 (1)目前,科学家对基因的结构、基因间的相互作用以及基因的调控机制等都了解得相当有限。 (2)转移的基因虽然是功能已知的基因,但不少却是异种生物的基因。 (3)由于外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的,因此有时会出现一些人们意想不到的后果。

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