《现代农业基因工程》PPT课件

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1、现代农业基因工程Predictedchangesinpopulationandfoodconsumption生产更多的粮食及农产品生产更好的粮食及农产品生物技术基因工程细胞工程蛋白质与酶工程发酵工程中心法则DNA——>RNA——>蛋白质转录转译基因工程在体外将核酸分子插入病毒、质粒或其它载体分子，并使之进入原先没有这类分子的寄主细胞内，并能持续稳定地繁殖。基因工程步骤1、从复杂的生物体中分离出带有目的基因的DNA片段。2、体外将外源DNA片段连接到能够自我复制并具有选择信号的载体分子上，形成重组DNA分子。3、将重组DNA分子转移到适当的寄主细胞中，并与之一起增殖。4、

2、筛选出获得重组DNA分子的寄主细胞克隆。5、从筛选获得的转化子克隆提取出已得到扩增的目的基因。6、将目的基因克隆到表达载体上，导入寄主细胞，使之在新的背景下实现功能表达。植物转基因技术获得高效表达外源基因的纯合稳定的转基因植物，也就是外源基因能在这一新的环境中“安家落户”、“稳扎稳打”。要实现这一目的，需要考虑以下三个要素：植物受体系统、植物表达载体系统、转基因方法植物受体系统愈伤组织再生系统直接分化再生系统原生质体再生系统植物表达载体系统质粒载体系统病毒载体系统外源基因导入植物细胞的方法Ti质粒介导的基因转移基因枪法病毒载体直接将DNA导入植物细胞原生质体显微注射法电

3、击法脂质体融合外源基因导入植物的主要方法农杆菌介导法基因枪法PEG介导的原生质体转化花粉管通道法分泌乙酰丁香酮Pi-VirA诱导Vir基因表达从质粒中切出T-DNA核DNAT-DNAVirGPiVirD2ATP可能存在植物细胞受体VirBVirD4VirD4核孔冠瘿碱T-DNA细胞分裂素植物生长素分泌农杆菌植物细胞CNCWCM伤害农杆菌与植物互作的可能机制PlasmidDNARegenerationSouthernblotbombardmentDNAtransformationBombardmentofcallus植物抗病虫基因工程病害：真菌、细菌、病毒、线虫虫害：常规

4、方法：传统育种方法施用化学杀虫剂其它措施转基因植物StripedStemBorer抗真菌植物基因工程1、抗病基因2、降解真菌细胞壁的抗真菌蛋白：几丁质酶β-1,3葡聚糖3、抗真菌蛋白：核糖体失活蛋白thioninsdefensins4、渗调蛋白5、抗真菌次生代谢产物的基因6、降解真菌产生的毒素抗细菌基因工程1、抗病基因2、抗毒素基因3、其它植物抗病因子：thionins4、非植物抗病基因溶菌酶抗菌肽植物抗体反义基因抗病毒基因工程（一）来源于植物的基因1.抗病基因2.PR蛋白3.商陆抗病毒蛋白（二）来源于病毒的基因1.外壳蛋白2.复制酶3.移动蛋白4.其它蛋白（三）卫星R

5、NA分子（四）作用于病毒的抗性1.抗体2.RNase3.干扰素（五）反义RNA（六）核酶抗除草剂基因工程1.将某种酶的基因转移到作物中，这种酶能够分解除草剂2.针对除草剂可通过识别和破坏光合作用及氨基酸合成所需要的酶来杀死植物的特点，把该酶的基因导入植物3.改变除草剂识别酶的位点，改变该酶蛋白的氨基酸序列，4.用于快速检测和提高杂交稻纯度生物固氮提高光合作用效率基因工程改良品质一、种子贮藏蛋白：与小麦面粉作成生面团后的粘弹性与面包烘烤质量密切相关（麦醇溶蛋白和麦角蛋白）二、通过加入一些原本缺乏的必需氨基酸的密码子来提高种子贮蛋白营养品质（单子叶甲硫氨酸多、双子叶赖氨酸多

6、）①玉米醇溶蛋白导入烟草，表达量占种子总蛋白16%。②巴西坚果2S清蛋白（富含甲硫氨酸Met）导入烟草和油菜，烟草表达量为种子总蛋白80%，Met净增30%。油菜表达量为种子总蛋白40%，Met净增33%。利用基因工程进行保鲜ACC合成酶乙烯合成酶反义RNA技术利用基因工程获得作物雄性不育系从花药发育和花粉形成过程中分离到特异性启动子与核糖核酸酶（RNase）基因连接，而后导入油菜，获得油菜不育系。毒性基因导入作物，使其在花药或花粉发育过程中表达。植物抗逆基因工程渗透蛋白基因与耐盐有关热休克蛋白基因热稳定酶基因抗冻蛋白基因植物基因工程与医疗保健用品生产植物可为人提供药物

7、、酶制剂、生化试剂、化妆用品、食品添加剂：美国Scripps研究所用烟草表达单克隆抗体，表达量达叶子总蛋白1.3%，1%左右烟草土地面积可生产270千克抗体，供27万癌症患者1年治疗美国Bio-resources公司用植物基因工程手段生产白细胞介素-2荷兰用转基因马铃薯生产人的血清蛋白韩国用转基因和番茄生产人的胰岛素我国利用转基因烟草生产天花粉蛋白ProductionofspecialitychemicalsEnkephalinsFattyacidsHumanserumalbuminSugarmonomersSugarthermoplas