基因工程对植物遗传的改良ppt课件.ppt

1 基因工程对植物遗传的改良 2 摘要 概述了植物基因工程的发展历史及基因工程在抗虫 抗病 抗除草剂 抗逆 品质改造 植物生物发生器 花卉等方面的研究与运用状况 分析植物基因工程在植物遗传改良中的潜在风险 并对今后基因工程在植物遗传改良中的运用前景进行了展望 关键词 基因工程植物遗传改良 3 常规植物基因改良技术是以基因突变和有性杂交为基础的 通常情况下基因自发或诱发突变的频率低 其中有益突变则更少 同时 某种植物可利用的种质资源由于受生殖隔离等特性的制约 而局限在一个非常有限的范围类 使植物的遗传改良在很极大程度上受到了限制 随着分子生物学的发展 人们对外源基因导入细胞及导入细胞后转化子的再生 进行了探索和研究 建立了确实可行的遗传转化体系 使得植物基因工程技术日趋完善 给人类的生存和发展带来了新的希望和曙光 4 抗虫基因工程 据不完全统计 全世界作物每年因病虫害造成的损失约占其总产量的37 其中13 是由害虫引起的 目前 基因工程技术的发展为培育抗虫作物提供了有力手段 主要途径是利用苏云金杆菌产生的一类蛋白酶抑制剂 BT杀虫晶体蛋白基因导入到植物体中来获得抗虫基因 5 抗病基因工程 植物病毒常常造成农作物大幅度减产 1986年首次将烟草花叶病毒 TMV 外壳蛋白 CP 基因导入烟草 培育出抗MTV工程植株 开创了植物抗病毒植物基因工程的新纪元 通常情况下 植物主要通过抗性基因 R 和病毒的无毒基因 AVR 之间的相互作用诱发过敏反应并进一步激活防卫基因的表达从而表现抗病性 实际上真正发挥抗病功能的是防卫基因的产物 所以 通过直接导入防卫基因可以提高植物的抗病性 6 抗除草剂基因工程 主要有两种类型 一是修饰除草剂作用的靶蛋白 使其对除草剂不敏感 或使其过量表达以使植株受到除草剂作用后仍能进行正常代谢 二是引入酶或酶系统 在除草剂发生作用前将其降解或解毒 7 抗逆基因工程 通过利用转基因技术研究具有抗寒 抗盐碱 抗重金属污染的或自身有生物固氮特性的以及高光效的植物品种 目前 用于该领域的基因大体有以下几类 1 逆境诱导的植物蛋白激酶基因 如受体激酶基因等 2 编码细胞渗透压调节物质的基因 如HVA1蛋白基因等 3 超氧化物歧化酶 SOD 基因 如MN SOD基因等 4 类黄酮途径相关酶基因 如苯丙氨酸解氨酶基因等 5 防止细胞蛋白质变性的基因 如编码蛋白族HSP60等 6 其他除草剂解毒剂基因 8 9 品质改良基因工程 日本研究发现 杨树木质素形成过程中有过氧化物酶的基因参与 而编码过氧化物酶的基因是PRXA3A 与对照相比转基因杨树中总的过氧化物酶活性有所下降 且木质素含量下降了3 26 10 植物生物发生器 研究的重点主要是利用转基因植物生产口服疫苗 以此来简化传统的医用疫苗制备方法 降低生产成本 而且无需加工提纯和冷藏保存 使用方便 如正在研究的抗HIV香蕉疫苗 11 花卉基因工程 世界上首例基因工程改变矮牵牛花色的成功 是人工改造花色成为可能 同时利用转基因工程技术也可以改变鲜花的形态和花期 12 13 植物基因工程的潜在风险及对策 常规遗传改良是通过近缘杂交自然选择 适者生存 不适者被淘汰这个过程进行的 而植物基因工程在培育所需要的高产 稳产 优质 抗逆和新性状等植物新品种上 显示出独特的技术优势和全新的开发前景 对策 严格管理 采取谨慎与科学的态度 充分重视转基因植物的安全性 14 转基因作物育种已成为最富活力的农业技术 转基因植物在生产中正在发挥重要的影响 它不仅创造了可观的经济社会和生态效益 在解决食品短缺 增进人类健康 增加和节约能源 保护自然资源和生态环境等方面产生越来越大的作用 而且显示对未来解决环境