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生物多样性保护与利用四.ppt

花匠小妙招
2024-11-08 03:18

生物多样性保护与利用四

第四章生物多样性利用 4.1 遗传多样性利用 4.1.1 细胞繁殖——（植物组织培养、动物克隆） 4.1.2 细胞融合 4.1.2.1 体细胞融合生物技术（多倍体育种、转基因） 4.1.2.2 性细胞融合生物技术（杂交育种、人工受精） 4.2 物种多样性利用 4.2.1 种植业开发 4.2.2 养殖业开发 4.3 生态系统多样性利用 4.3.1 种养业链接——沼气 4.3.2 种养业结合——人工模拟生态系统生物多样性利用生物技术是20世纪末人类科技史上最令人瞩目的高新技术，它迅猛地冲击着生物学的各个领域，为人类解决疾病防治、食品短缺、资源匮乏、环境污染等重大问题发挥了巨大的作用，并逐渐发展成为强大的现代生物技术产业。随着人类文明的进步，人类对自身的行为越来越谨慎，尤其对人类自身的健康和生态平衡更加关注。生物多样性利用植物基因工程是运用分子手段，将人工设计或从生物中获得目的基因导入植物体内，从而实现对植物的遗传改良。从1999年开始，我国设立“国家转基因植物研究与产业化专项”基金项目，将我国转基因植物研究和开发推向新高潮。转基因技术的定义将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中，由于导入基因的表达，引起生物体的性状的可遗传的修饰，这一技术称之为转基因技术（Transgene technology）。转基因技术转基因技术： 1.外源DNA的分离与鉴别 2.目标基因的剪切与载体 3.目标基因的导入与拷贝 4.受体细胞的接纳与融合转基因技术四过程分离（鉴别）剪切（载体）导入（感染法等）重组基因剪切酶——限制性内切核糖酶导入——感染法、金箔法、鸟枪法等植物转基因技术 1．农杆菌介导转化法 2．基因枪介导转化法 3．花粉管通道法动物转基因技术 1．核显微注射法 2．精子介导的基因转移 3．核移植转基因法一、转基因作物的产业化概况自1983年第一例转基因烟草植株问世以来，转基因农作物在全球范围内飞速发展，种植面积直线上升。 1995年种植面积仅120万hm2，1998年达到了2780万hm2，1999年又增加了1200多万hm2，达到3990万hm2。2001年全球转基因作物种植面积超过5000万hm2，2002年更是创出了历史新高，达5867万hm2。据国际有关方面预测，到2010年，世界转基因食物的市场总收入将达30000亿美元，其中仅转基因食物的种子收入就可达3000亿美元。生物多样性利用 20世纪80年代以后，随着“863”计划的实施，我国植物基因工程的研究和开发迅速发展，截至2000年我国正在研究和开发的转基因植物有47种，涉及的各类基因103个，但转基因技术发展的总体水平还较低。 1996~1997年，我国在小范围内推广了转基因植物（包括两种抗棉铃虫棉花-Bt棉及Bt+CpTⅠ棉、转花色矮牵牛、耐储存番茄、抗病毒番茄和抗黄瓜花叶病毒的甜椒）商业化种植后，转基因植物种植面积才迅速扩大。在这6种作物中，番茄和甜椒的商品化种植还未形成规模，抗虫棉是目前我国种植面积最大，并能大规模进入国际市场的一种转基因植物。我国是世界上第二个有转基因抗虫棉花自主知识产权的国家，国内已有12个抗虫棉品种通过审定。2002年抗虫棉种植面积占棉花总种植面积的40%，累计推广面积达133.3万hm2，减少农药用量30%，增加皮棉1亿kg，创经济效益50亿元人民币。总体上看，虽然我国转基因棉花出口增长迅速，但总量并不大，棉花质量与其他产棉大国相比存在着差距，在国际竞争中处于劣势，而且棉花价格比国际市场高约30%。二、转基因植物的潜在风险与生物安全性 1. 转基因植物释放引发“超级杂草” 目前转入植物的基因以抗除草剂的为多，其次以抗虫和抗病毒，然后是抗逆。当这些基因通过基因流逐渐在野生种群中定居后就使得作物的野生亲缘种具有了选择优势的潜在可能。通过花粉的传播与受精将某些基因（主要是抗除草剂基因）漂入野生近缘种或近缘杂草而产生难以控制的“超级杂草”。由于超级杂草可产生严重的经济和生态上的后果，因而转基因作物可能转变为杂草便成为最主要风险之一。虽然超级杂草目前并不存在，一旦成为现实，则后果十分严重。为防止超级杂草的产生应采取有效的措施与对策来进行预防。生物多样性利用 2. 转基因植物中35S启动子的生物安全性启动子是基因表达所必需的，决定了外源基因表达的空间、时间和表达的强度等，是人们定向改造生物的重要限制因素。最常用的启动子是35S启动子，该启动子能够在植物组织中高水平表达。因此，35S启动子已经被引入许多转基因植物中。 35S启动子的潜在风险：（1）如果35S启动子插入到原来整合到植物基因组中的隐性病毒基因