《植物转基因工程》PPT课件.ppt

植物转基因工程 2003年10月25日 自1983年首次获得转基因烟草 马铃薯目前已经获得转基因植株的植物已达100种以上 包括水稻 玉米 马铃薯等作物 棉花 大豆 油菜 亚麻 向日葵等经济作物 番茄 黄瓜 芥菜 甘蓝 花椰菜 胡萝卜 茄子 生菜 芹菜等蔬菜作物 苜蓿 白三叶草等牧草 苹果 核桃 李 木瓜 甜瓜 草莓等瓜果 矮牵牛 菊花 香石竹 伽蓝菜等花卉 以及杨树等造林树种 转基因植物研究取得了令人鼓舞的进展 以往的工作重点多在容易做的模式植物上 从而使烟草 马铃薯 番茄 矮牵牛 拟南芥菜等植物的分子生物学和转基因技术发展很快 近年内以实用为目标的研究数目大大增加 在国外 主要的种子公司和一些小公司竞相开发重组DNA技术 用于重要作物的商业应用 将研究机构和大学首创的原理和科技用于开发 导致植物基因工程向重要粮食和豆科作物遗传改良的实用化目标迈进 在1988年以前 重要谷类作物和豆科作物的转化十分困难 只是在一种生物技术的新工具 基因枪 研制成功以后 才使得这些作物的转基因不但成为可能 而且常常可以做到不依赖于品种或基因型 基因枪是用火药爆炸 电容放电或高压气体作为加速的动力 发射直径仅1微米左右的金属颗粒 微粒表面用优选的基因包覆 高速射入植物细胞 并在细胞内表达产生有活性的基因产物 从而达到改良品种的目的 最初大豆基因工程的重点放在原生质体和胚性悬浮细胞的再生上 但进展很慢 获得转基因大豆是一个很大的难题 基因枪的出现 使大豆转基因成为现实 实际上目前大豆已成为许多难转化作物的模式作物 在1988至1990年仅两年时 建立了可实用的大豆转化体系 这是目前唯一的不依赖于基因型的大豆转化方法 抗除草剂Bastar和Roundup的基因也已转入大豆 并在过去三年中连续进行了田间试验 预期不久将可商业化 这将是豆科作物基因工程商业化应用的一个里程碑 大豆基因工程今后的目标可包括蛋白质和油脂成分的修饰 抗虫 抗病毒及其他病害抗性等 水稻为世界第二大谷类作物 但在我国则为最大的粮食作物 年产18992万吨 中国农业年鉴1993 我国和印度的水稻产量占世界总产量的60 全球几乎一半人口以稻米为主要热量的来源 水稻和爪洼稻 籼稻占栽培水稻的80 供世界20多亿人食用 水稻得到转基因植始于1988年 最初均以原生质体为受体 采用DNA直接转移法 再生出了可育的转基因植株 但是 原生质体再生体系的限制很大 粳稻上只有少数品种如台北309等 可由原生质体再生植株 大多数优良的粳稻品种和绝大多数籼稻品种都难以由原生质体再生 可由原生质体再生植株的籼稻品种迄今尚未获得转基因植株 由于水稻未成熟胚的盾片再生植株的能力很强 几乎所有水稻栽培品种均能由未成熟幼胚再生 因此 一些科学家认为 原生质体转化在水稻上应用前景有限 最好是用基因枪转化水稻幼胚 最近水稻幼胚和盾片来源的愈伤组织 用根癌农杆菌转化都获得了转基因植株 从目前的研究情况看 一些重要粮食作物的转基因效率还不高 而且只在少数品种上成功 转基因技术如何达到高效 快速 简便 适用性广 仍然是植物基因工程的一个重要限制因子 植物基因在减少病虫草方面有什么突破 一 抗病毒方面 病毒是农作物一个大敌 由它引起的产量损失极大 仅以马铃薯为例 因马铃薯X病毒 PVX 损失可达10 马铃薯Y病毒 PVY 的损失可高达80 自1986年美国把烟草花叶病毒的外壳蛋白基因转移到番茄体内 培育出抗烟草花叶病毒的番茄植株以后 抗黄瓜叶病毒的转基因植株也陆续获得成功 我国科学家利用转基因方法 已经培育出抗病毒烟草和抗病毒番茄 并且已开始进行田间实验 二 抗细菌及真菌方面 细菌和真菌都是农业生产上的主要病害 历史上记载有因植物病害而改变千百万人生活的残酷事件 最突出的例子是爱尔兰 1845 1860 因马铃薯晚疫病 真菌病害 绝产而导致100万人饥饿 并迫使另外200万人移民至北美 据估计 全世界马铃薯每年因细菌性病害减产25 约计40亿美元 常规病育种对农