第十一章转基因技术.pptVIP

第十一章  转基因技术 讲课人：何剑雄 第一节 概述 第二节 转基因技术的原理与方法 第三节 外源基因的整合、表达与遗传 第四节 外源基因的检测 第五节 转基因水产动物的安全性 第一节 概述 （一）转基因技术的发展 1953年 沃森和克里克提出DNA双螺旋结构 1973年 科恩和伯耶一道将外源基因拼接在质粒中，并在大肠杆菌中表达，揭开基因工程的序幕 20世纪70年代末 用微生物来生产人的胰岛素和干扰素等产品 1982年 科学家将大鼠的生长激素基因转入小鼠体内，培育出具有大鼠雄健体魄的转基因小鼠及其子代 （二）转基因技术在水产动物育种中的应用 转基因：指在DNA操作过程中整合到动植物受体细胞染色体上的外源基因。 1、转基因技术与传统育种技术 共同点：本质都是通过获得优良基因对目标动、植物进行遗传改良 不同点： （1）、传统杂交和选择技术一般是在个体水平上进行，不能对某个基因进行操作选择，选出优良遗传性状的概率极低，且花费时间很长。转基因技术操作和转移的是明确的基因，功能清楚，其表现可准确预测，花费时间短 （2）、传统育种技术只能在种内个体间实现基因转移，转基因技术不受生物体间亲缘关系的限制 2、在水产动物育种中的应用方面 （1）、改良养殖性能，如加快生长，提供饲料利用率及抗逆性 （2）、生产医药生物制品，如生产珍贵蛋白质 （3）、培育新型观赏鱼或其他用途，如各种颜色的荧光斑马鱼 3、鱼类转基因研究 鱼类是脊椎动物中较原始的类群，且鱼类可塑性强，不同种属之间亲合和协调较容易，是进行转基因研究的理想材料。 1985年 朱作言首先进行鱼类转基因研究，将小鼠重金属结合蛋白基因启动子与人生长激素基因序列的重组DNA片段，注入鲤、鲫和泥鳅的受精卵中。后又克隆鲤和草鱼肌动蛋白基因，获得其启动子，和草鱼的生长激素基因组合成全鱼基因，导入鲤和银鲫。 1993年 孙效文构建转鲤MT启动子-大麻哈鱼生长激素基因这一全鱼融合基因鲤。 4、虾类转基因研究 1992年 孔杰首先成功运用精子介导外源基因转移到中国对虾卵子中 1996年 刘萍将羊生长激素基因导入中国对虾受精卵 2000年 刘志毅用基因枪法获得具有绿色荧光蛋白基因表达产物的转基因对虾。 5、贝类的转基因研究 首例报道：利用电脉冲导入法将鱼生长激素基因导入去膜的贻贝受精卵内，结果表明阳性率到达41%。 2000年 lin利用一个新的转基因载体将外源基因导入短劲蛤中，并且利用同一载体将鲑生长激素基因导入海湾扇贝受精卵，在子代中检测到此导入基因。 第二节 转基因技术的原理和方法 生产转基因动物的主要技术包括外源基因的构建、外源基因有效地导入生殖细胞或胚胎干细胞、外源基因的表达与检测等。 一、外源基因的构建 包括：启动子、目的基因、转录终止信号 （一）启动子 RNA聚合酶特异性识别和结合的DNA序列，和增强子一起构成基因转录的顺式作用原件，控制基因表达（转录）的起始时间和表达的程度。启动子就像“开关”，决定基因的活动。 1、来自高等动物病毒基因的启动子 转基因研究早期，使用的启动子大多为病毒启动子，如SV40、RSV等 2、来自高等动物的启动子和增强子 早期使用较多的是高等动物金属硫蛋白基因（MT）的启动子 3、来自鱼类基因的启动子 可使外源基因有较高水平的表达或表达组织特异性、时期特异性。 （二）目的基因 1、选择目的基因的原则 （1）改变受体的代谢特征：目的基因的表达应该对受体水产动物的代谢产生重要影响 （2）改变受体对环境适应能力：目的基因的表达能够改变受体水产动物的环境适应能力，增强抗逆性，使受体水产动物表现出抗病、耐寒或者耐高温等特性 2、常用目的基因 （1）生长激素基因：生长激素的主要生理功能是促进神经组织以外的所有其他组织生长；促进机体合成代谢和蛋白质合成；促进脂肪分解；抑制葡萄糖利用而使血糖升高等作用。 鱼类基因转移的第一个热点。 ?鱼类是人类主要蛋白质来源之一 C很多动物的生长激素基因序列都已研究清楚，为各种动物基因转移的研究和实践准备好现成材料 ?很多实验结果表明，向鱼类转移生长激素基因，如果能够整合和表达，对鱼的生长就会有促进作用 （2）增强抗逆性的基因：抗逆性是指生物对不良环境的抵抗能力，包括抗病、抗寒、抗高温和耐低溶氧等。 ?抗冻蛋白基因：具有降低胞内溶液凝固点的作用。 ?抗病性基因：将抗病相关基因导入鱼体内，可达到增强鱼抵御各种病害能力的目的。 ?珠蛋白基因：鱼类耐低溶氧能力主要是由红细胞内的血红蛋白决定的，而血红蛋白的合成是由珠蛋白基因编码和调控的。 （3）报告基因：是一种编码可被检测的蛋白质或酶的基因。 需具有的条件：