生物技术知识《蚕桑生物技术》之一.ppt

2020 2 11 山东农业大学 1 生物技术知识 蚕桑生物技术 之一 2020 2 11 山东农业大学 2 讲课内容 植物转基因育种研究进展遗传转化中常用的标记基因转基因抗虫植物研究进展SARS病毒疫苗研制的策略酵母双杂交系统植物功能基因组研究技术蛋白质组学及其研究技术 1 2 作业 每人提交课程论文1篇 并做报告 2020 2 11 山东农业大学 3 一 植物育种的基本内涵变异 选择二 转基因育种的特点1 转基因育种的基本概念根据育种目标 从供体生物中分离或提取目的基因 经过DNA重组与遗传转化或直接运载 使目的基因进入受体植物 通过筛选获得目标性状发生定向变异的遗传工程体 经田间实验和大田选择 形成新品种或新种质资源 2 转基因育种的特点与常规育种技术相比 转基因育种具有以下特点 打破生物分类界限 实现远缘遗传物质的渗透 可以定向创造变异 只改变个别性状 育种速度快 植物转基因育种研究进展 2020 2 11 山东农业大学 4 植物转基因技术示意图 2020 2 11 山东农业大学 5 三 转基因育种的技术体系重组DNA 入植物 培养再生 选择转化体 新品种技术体系包括 1 重组DNA技术 目的基因的制备所用载体A克隆载体 E coli的多拷贝小质粒 保存和克隆目的基因B中间克隆载体 在大肠杆菌质粒中插入T DNA片段 目的基因和标记基因 是构建中间表达载体的基础 表达载体含植物特异启动子的中间载体 是作为构建转化载体的基础 C卸甲载体 解除Ti Ri致瘤 构建转化载体的受体质粒D转化载体 导入目的基因的载体 由卸甲载体和中间表达载体构建而成 根据其结构特点又可分为一元载体系统和双元载体系统 T DNA与Vir基因是否在两个独立的质粒上 2020 2 11 山东农业大学 6 三 转基因育种的技术体系 2 遗传转化技术 重组DNA导入植物细胞或组织 载体转化系统直接转化系统种质转化系统评价转化方法的指标 A转化率 B工作效率 C适用范围 D重复性 E操作 F获得转基因植株的速度 2020 2 11 山东农业大学 7 农杆菌共培养侵染 诱导愈伤组织 分化生芽 生根 叶盘转化法 1 叶盘法双子叶植物较为常用 简单有效的方法 2020 2 11 山东农业大学 8 植物遗传转化系统总汇 2020 2 11 山东农业大学 9 常用植物遗传转化方法比较 2020 2 11 山东农业大学 10 好的转化受体系统必须具备如下条件A高效稳定的再生能力B较高的遗传稳定性C具有稳定的外植体来源D对选择性抗生素的敏感性E对农杆菌感染的敏感性 2020 2 11 山东农业大学 11 三 转基因育种的技术体系 2 遗传转化技术 转化体的筛选 培养基中施加选择压 转化体的鉴定认可转基因植物的证据应包括以下几个方面A有严格的对照 包括阳性和阴性对照 B外源基因整合和表达的分子生物学证据 PCR Southern Northern Western杂交 ELISA C外源基因控制表型性状的证据D根据植物的繁殖方式提供遗传证据 2020 2 11 山东农业大学 12 三 转基因育种的技术体系 3 组织培养的再生技术建立组织培养系统 转化体的筛选与植株再生 外植体 幼年型 增殖能力强 萌动期 强再生能力基因型 遗传稳定性 培养基 A各类培养基的特点 B背景调查 C选择原则 物种 器官 营养成分与栽培条件的相似性 MS通用性 无机盐应作为主要参数 有机成分种类 含量 蔗糖浓度 磷酸根 水解酪蛋白D激素 生长素和细胞分裂素浓度和比例 培养条件 光照和温度 抗生素的敏感性试验 筛选 抑菌 受体对农杆菌的敏感性 2020 2 11 山东农业大学 13 培养基的类型及特点 2020 2 11 山东农业大学 14 三 转基因育种的技术体系 4 转化体的选择技术在得到转基因植株并确认目的基因稳定表达后 在控制条件下的中间试验及与生产性试验相结合进行选择 既要考虑目的基因的表达性状 又要兼顾优良的农艺性状 直至形成新品种 进行商品化生产 2020 2 11 山东农业大学 15 四 转基因改良的性状 自从1983年得到第一个烟草转基因植物至今 通过转基因改良的植物性状已达40多种 主要有抗除草剂 抗逆性 抗虫 抗病毒病 抗真菌病 抗细菌病 抗旱与耐盐 品质性状 经济性状 标记抗性 2020 2 11 山东农业大学 16 2020 2 11 山东农业大学 17 五 转基因植物的安全性评价 安全性评价的必要性目前科学技术发展水平不能精确地预测转基因可能产生的所有表型效应 基因工程产品对人类及环境的安全性 要求采取必要措施 防患于未然 美国及一些发达国家对此项工作开展的较早 我国在进入九十年代后才开始重视此问题 1993年12月国家科委颁布了 基因工程安全管理办法 1996年7月农业部颁布了 农业生物基因工程安全管理实施办法 2002 3 20新规定 2020 2 11 山东农业大学 18 1 目的 促进研究与开发 防止遗传工程体及其产品对人类健康 人类赖以生存的环境和农业生态平衡可能造成的危害 2 项目类别 实验研究 中间试验 环境释放 生产性实验 安全证书3 申请转基因植物进入田间试验或环境释放应提供的资料 A受体植物的生物学特性 B基因操作的安全性 C转基因植物的生物学特性 D释放地点的生态 环境资料 E检测方法及控制措施 2020 2 11 山东农业大学 19 4 安全性等级及审批 5 结果反馈受理日期 每年6 31和12 31反馈 受理后三个月通知结果 2020 2 11 山东农业大学 20 六 转基因植物的商品化 1983年得到第一个转基因烟草转基因成功的植物种类已达35科120多种覆盖植物类别 粮食作物 蔬菜 观赏植物 药用植物 水果 林木和牧草植物等 1986年首批转基因植物进入田间试验1994年首先批准了转基因延迟成熟番茄的商品化生产1998年底美国已有30个转基因植物品种得到应用2001年全球有5百50万农民种植 面积突破5000万公顷2008年全球转基因作物种植面积增至1 25亿hm2 2020 2 11 山东农业大学 21 1 转基因植物的田间试验 美国转基因植物的田间试验情况 USDADatabase Phenotype 10Genes 399Organisms 109Institutions 206Notifications 7292ReleasePermits 1117 2020 2 11 山东农业大学 22 2020 2 11 山东农业大学 23 StatusofAllNotificationsandReleasePermitsbyYear 2002 2 27 2020 2 11 山东农业大学 24 2020 2 11 山东农业大学 25 Corn 3412 10 37 10 65Total 102 2020 2 11 山东农业大学 26 StatusofNotificationsandReleasePermitsbyCompany First10byTotal 2020 2 11 山东农业大学 27 FieldTrialsofTransgenicPlantsinEuropeanCommission 4 23 2001 TotalfortheEuropeanUnion 1668 2020 2 11 山东农业大学 28 Total 67 10 14 4 9 14 4 39 FieldTrialsofDifferentTransgenicPlantsinEuropeanCommission 4 23 2001 2020 2 11 山东农业大学 29 Total 67 10 14 4 9 14 4 39 FieldTrialsofDifferentTransgenicPlantsinEuropeanCommission 4 23 2001 2020 2 11 山东农业大学 30 1997 1998年我国转基因植物的田间实验情况 2020 2 11 山东农业大学 31 2020 2 11 山东农业大学 32 2 转基因植物的商品化 2020 2 11 山东农业大学 33 2020 2 11 山东农业大学 34 1998 2001年全球转基因作物种植面积 2001年