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第三章植物基因工程技术及应用

花匠小妙招
2024-11-09 15:23

?基因工程(ic engineering)–基因工程(gene engineering),又称为重组DNA技术,是按着人们的科研或生产需要,在分子水平上,用人工方法提取或合成不同生物的遗传物质(DNA片段),在体外切割,拼接形成重组DNA,然后将重组DNA与载体的遗传物质重新组合,再将其引入到没有该DNA的受体细胞中,进行复制和表达,生产出符合人类需要的产品或创造出生物的新性状,并使之稳定地遗传给下一代。–基因工程的基本特点:分子水平操作,细胞水平表达。基因工程的概念在这个过程中:1.“基因剪刀”——限制性核酸内切酶2.“缝纫针”——DNA连接酶3.“交通工具”——载体4.“乘客”——目的基因植物基因工程技术及应用植物基因工程技术及应用一、植物基因工程的发展历程一、植物基因工程的发展历程1983 年美国和比利时科学家首次将外源基因导入烟草和胡萝卜1983 年美国和比利时科学家首次将外源基因导入烟草和胡萝卜1994 年世界上第一种耐储藏的番茄在美国批准上市1994 年世界上第一种耐储藏的番茄在美国批准上市1995 年转基因的抗虫、抗除草剂的玉米和棉花在美国投入生产1995 年转基因的抗虫、抗除草剂的玉米和棉花在美国投入生产2000 年美国转基因大豆的种植面积首次超过普通大豆2000 年美国转基因大豆的种植面积首次超过普通大豆到2005年为止,世界上共批准了12种作物、6大类性状的48个转基因品种进行商业化生产,其中包括水稻、玉米、马铃薯、小麦、黑麦、红薯、大豆、豌豆、棉花、向日葵、油菜、亚麻、甜菜、甘草、卷心菜、番茄、生菜、胡萝卜、黄瓜、芦笋、苜蓿、草莓、木瓜、猕猴桃到2005年为止,世界上共批准了12种作物、6大类性状的48个转基因品种进行商业化生产,其中包括水稻、玉米、马铃薯、小麦、黑麦、红薯、大豆、豌豆、棉花、向日葵、油菜、亚麻、甜菜、甘草、卷心菜、番茄、生菜、胡萝卜、黄瓜、芦笋、苜蓿、草莓、木瓜、猕猴桃二、植物基因工程中常用遗传转化的基因元件?1、目的基因?真菌和细菌:GUS、HPT、NPTⅡ、GNA均来自大肠杆菌;杀虫蛋白基因cry1Ab、cry1Ac、cry2A则来自苏云金芽孢杆菌;抗除草剂基因Bar来自吸水链霉菌。?病毒:几丁质酶基因。?植物:蛋白酶抑制基因、凝集素基因等、Xa21、C4相关基因、水稻中生产胡萝卜素—前维生素A的基因。?动物:来自水母的绿色荧光蛋白基因(GFP)、蝎的昆虫毒素基因、蜘蛛毒素基因。?人工合成基因:Wx的反义基因。?2、选择标记基因?新霉素磷酸转移酶基因NptII:表达产物可以拮抗卡那霉素、G418 ?潮霉素磷酸转移酶Hpt基因:表达产物可以抗潮霉素(Hygromycin B)?Bar 基因:表达产物可以抗PPT)三、转基因的主要方法及原理植植物物基基因因转转化化系系统统受体细胞转化方法转化原理载体转化系统名称共感染法(整体接种法)Ti质粒Ri质粒农杆菌原生质体共培养法(细胞接种法)RNA载体转化系统叶盘法DNA病毒基因枪法各种受体微针注射法电击法电泳法物理原理原生质体超声波法激光法直接转化系统脂质体法PEG法化学原理浸泡法卵细胞花粉管通道法花粉粒生殖细胞细胞细胞转化法茎尖细胞种质细胞种质转化系统植物成功应用的转化方法:直接转化法:是通过物理或化学方法将外源基因导入植物细胞或原生质体,由此获得转基因植株的方法。基因枪法、花粉管通道法、电击法、PEG法、超声波法、激光束法、脂质体法和减压渗透法等。间接转化法:是通过生物体(如农杆菌、细菌球、病毒等)介导,将外源基因导入植物细胞。根癌农杆菌介导转化法。

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