基因工程-转基因概况.pptVIP

基因工程 の 转基因生物的安全问题 主要内容 一、转基因动植物的概况 二、转基因动植物的基本方法 三、基因工程的应用 四、转基因动植物及生物安全 五、预想 六、基因编辑新技术 一、转基因动植物的概况 转基因作物是指科学家在实验中，把作物的基因加以改变，再制造出具备新特征的作物。转基因与杂交是完全不同的概念。杂交只能在同类之间发生，如圆皱豌豆杂交。而转基因则可以提取不同种类植物甚至动物的基因，将其移植到植物上。 转基因作物种植地区：00年有13个国家种植，主要集中在南美、北美和澳洲。 种植面积：全球转基因作物的种植总面积为4420万公顷，种植大国美国、阿根廷、加拿大、澳大利亚的种植面积占全球总面积的99%，其中美国68%、阿根廷23%、加拿大7%、澳大利亚1%，余下的1%为墨西哥、西班牙、法国、南非等。 品种分布：大豆约占58%，玉米约占23%，棉花约占12%，油菜籽约占6%，其他占1%。 我国转基因作物的概况 我国是最早开始研究转基因作物的国家之一。 正在进行中间实验的转基因作物48种，涉及作物11种，其中水稻、小麦、玉米、西红柿、白菜、甜瓜、香木瓜、花生和广藿香等为转基因食品植物。 正在进行环境释放试验的转基因作物49种，其中水稻、玉米、大豆、马铃薯、西红柿、甜椒和线辣椒为转基因食品植物。 转基因动物 将外源重组基因转染并整合到动物受体细胞基因组中，从而形成在体内表达外源基因的动物，称为转基因动物。转基因动物表达系统，包括外源基因、表达载体和受体细胞等，基因组的转移则是细胞核移植和动物克隆技术，人工合成与设计基因、全基因乃至基因组的转基因技术是合成生物学。 遗传的基本物质是DNA，基因则是位于染色体上有遗传效应的DNA片段，对于储存在生物全套染色体中的全部遗传信息，可称其为基因组。由于不同种类、不同个体的生物基因组成是不同的，因此对动物个体来说，非自身的基因成分属于外源基因，如果把外源基因整合或导入动物染色体基因中，那么这个外源基因就被称为转基因(transgene)(即转移来的基因)，这种动物就是转基因动物（transgenic animals）。 转基因动物是指将特定的外源基因导全动物受精卵或胚胎，使之稳定整合于动物的染色体基因组并能遗传给后代的一类动物。 二、转基因动植物的基本方法 1、植物转基因的方法 a．农杆菌介导转化法 农杆菌是普遍存在于土壤中的一种革兰氏 阴性细菌，它能在自然条件下趋化性地感染大 多数双子叶植物的受伤部位，并诱导产生冠瘿 瘤或发状根。根癌农杆菌和发根农杆菌中细胞 中分别含有Ti质粒和Ri质粒，其上有一段 T-DNA，农杆菌通过侵染植物伤口进入细胞后 ，可将T-DNA插入到植物基因组中。因此，农 杆菌是一种天然的植物遗传转化体系。人们将 目的基因插入到经过改造的T-DNA区，借助农 杆菌的感染实现外源基因向植物细胞的转移与 整合，然后通过细胞和组织培养技术，再生出 转基因植株。 农杆菌介导法起初只被用于双子叶植物中， 近年来，农杆菌介导转化在一些单子叶植物（ 尤其是水稻）中也得到了广泛应用。 b．基因枪介导转化法 利用火药爆炸或高压气体加速（这一加速设备被称为基因枪），将包裹了带目的基因的DNA溶液的高速微弹直接送入完整的植物组织和细胞中，然后通过细胞和组织培养技术，再生出植株，选出其中转基因阳性植株即为转基因植株。与农杆菌转化相比，基因枪法转化的一个主要优点是不受受体植物范围的限制。而且其载体质粒的构建也相对简单，因此也是目前转基因研究中应用较为广泛的一种方法。 c．花粉管通道法 在授粉后向子房注射合目的基因的DNA溶液，利用植物在开花、受精过程中形成的花粉管通道，将外源DNA导入受精卵细胞，并进一步地被整合到受体细胞的基因组中，随着受精卵的发育而成为带转基因的新个体。该方法于80年代初期由我国学者周光宇提出，我国目前推广面积最大的转基因抗虫棉就是用花粉管通道法培育出来的。该法的最大优点是不依赖组织培养人工再生植株，技术简单，不需要装备精良的实验室，常规育种工作者易于掌握。 2、动物转基因的方法 a、显微注射 是最常用且成功率较高的方法，以转基因小鼠的制作为例，大致步骤如下： 采集受精卵 ↓ 向受精卵雄性原核注入DNA溶液 ↓ 将2细胞的受精卵移植到假妊娠雌性小鼠的输卵管中 ↓ 导入基因的鉴定 b、胚胎干细胞法 胚胎干细胞(ES细胞）是指从囊胚期的内细胞团中分离出来的尚未分化的胚胎细胞，具有发育全能性，能进行体外培养；扩增、转化和制作遗传突变型等遗传操作。本法以整合有外