基因工程专题1-2

1、棉铃虫,长期以来，棉铃虫是我国棉花重大害虫之一，而棉铃虫的防治主要以化学防治为主。上世纪九十年代，由于气候条件适宜、棉铃虫抗药性增强等原因，棉铃虫连续暴发为害，每年给国家造成几十亿甚至上百亿元的经济损失。因此，棉农不得不高频次、高浓度地施用杀虫剂，每年防治棉铃虫20余次，不仅增加了棉花的生产成本和棉农的劳动强度，也破坏了生态环境，同时还严重损害了棉农的身心健康。据不完全统计，19921996年棉农因防治棉铃虫而中毒的人数超过24万人次。,早在1938年，苏云金芽孢杆菌（即Bt）作为一种生物杀虫剂就用于防治地中海粉螟。1981年，科学家首次成功克隆了第一个编码Bt杀虫晶体蛋白基因。1988年美国

2、孟山都公司获得转Bt棉花。我国科学家于1992年底研制成功具有自主知识产权的Bt杀虫基因，并将Bt杀虫基因导入棉花，创造出转基因抗虫棉，这使我国成为第二个能够独立研制抗虫棉的国家。2002年我国建成“棉花规模化转基因技术体系平台”，培养周期由原来的12个月缩短到6个月，转基因试管苗移栽成活率提高到90%以上；可以同时利用农杆菌介导法、花粉管通道法和基因枪轰击法3种方法进行外源基因的遗传转化，实现了流水线操作，年产转基因植株8000株以上，真正做到了棉花转基因规模化和工厂化。,重组DNA导入棉花体细胞（受体细胞）,基因工程的三种工具：限制性核酸内切酶-“分子手术刀”；DNA连接酶-“分子缝合针”

3、；基因进入受体细胞的载体-“分子运输车”-“分子工具”,识别序列的中轴线处切开平末端,识别序列的中轴线两侧分别切开-粘性末端,T4DNA连接酶有何特点？,（作用对象-双链片段）,DNA连接酶是一种封闭DNA链上缺口酶，借助ATP等水解提供的能量催化DNA链的5-PO4与另一DNA链的3-OH生成磷酸二酯键（必须是两条紧邻DNA链才能被DNA连接酶催化成磷酸二酯键。）。,将外源DNA带入宿主细胞并进行复制的运载工具称为运载体（vector），运载体通常是质粒、 噬菌体衍生物、动植物病毒。,质粒是细菌拟核外自主复制的遗传因子，多为闭环DNA分子，天然存在于细菌、真菌（如酵母菌）细胞内，质粒可以自发

4、地从一个细菌迁移进入另一个细菌。宿主细胞指的是目的基因进行克隆的细胞。如果目的基因的宿主是细菌或真菌，通常用质粒做目的基因的运载体，特殊情况下用噬菌体做运载体；如果宿主细胞是动植物，载体通常选取病毒或染色体DNA构建。我们把经过改造完成的能运送目的基因的载体称为克隆载体。,理想的基因工程运载体一般至少有以下几点要求： 能在宿主细胞中保存并能够大量复制。 具有多个限制酶的切点，而且每一种限制酶的切点 最好只有一个，可适于多种限制酶切割的DNA插入。 重组DNA 导入后不影响其进入宿主细胞和在细胞中的复制，并能在细胞中自我复制，或整合到染色体上，随染色体DNA同步复制，使用安全。 具有一定的标记基因，具有容易被识别筛选的标志，当其进入宿主细胞、或携带着外来的核酸序列进入宿主细胞都能容易被辨认和分离出来，并能淘汰未重组的空运载体 运载体质粒通常是在天然质粒的基础上进行过人工改造的。,DNA连接酶：主要是连接DNA片段之间的磷酸二酯键，在基因工程中起作用。DNA聚合酶：主要是连接DNA片段与单个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，在DNA复制中起做用。DNA聚合酶是以一条DNA链为模板，将单个核苷酸通过磷酸二酯键形成一条与模板链互补的DNA链；而DNA连接酶是将DNA双链上的两个缺口同时连接起来。因此DNA连接酶不需要模板。解旋酶：是一