第七章目的基因在宿主中的表达2.ppt

6.1利用植物生物反应器生产医用蛋白 借助于根瘤农杆菌介导的转化系统，将小鼠抗体的轻链和重链编码基因分别置于两种烟草植物体内表达。 然后两种重组植物品系进行杂交，产生的子代植物能同时合成小鼠的轻链和重链两种多肽。 从这种转基因烟草的叶子里可检测到完整的抗体分子，含量为叶细胞蛋白总量的1.5%。 实验结果表明，植物细胞的蛋白分泌系统能够有效识别小鼠抗体前体的信号肽序列。 （1）转基因烟草表达小鼠抗体 2011-10-22 * 目的基因在宿主中的表达 人葡萄糖脑苷脂酶（hGC）是治疗高歇斯症（Gausher disease）遗传病的特效药，可能也称得上当今世界最昂贵的药物。 每生产一个剂量的hGC要消耗2000-8000只人类胎盘，因此这种药物一直供不应求。 美国VPI研究机构的专家将克隆的hGC基因经改造导入到烟草中，并获得高效表达。 在每克这种转基因烟草的新鲜叶片中，hGC的含量竟高达1mg，也就是说，从一株转基因烟草中就能产生出传统工艺需要消耗数千只胎盘才能获得的药物。 （2）转基因烟草表达人葡萄糖脑苷脂酶 2011-10-22 * 目的基因在宿主中的表达 果聚糖是果糖的多聚体，可被人体肠胃中的微生物发酵，刺激双歧杆菌生长，释放短链脂肪酸进入循环系统，保健价值高。 3-6聚体的果聚糖有甜味，是低能量的助甜剂，有助于降低体重，因此国际上果聚糖的销售量很大。 荷兰科学家把果糖基转移酶基因导入烟草和马铃薯中，在获得的转基因植株中，果聚糖含量占8%（干重）以上，具有良好的开发前景。 （1）转基因烟草和马铃薯生产果聚糖 2011-10-22 * 目的基因在宿主中的表达 6.2利用植物生物反应器生产食品或饲料添加剂 在许多植物的种子中，磷元素主要是以肌醇-6-磷酸（即植酸）的形式存在。 单胃动物如猪和家禽几乎不能利用这些磷元素，因此必须在饲料中添加无机磷以满足动物营养的需要。 在饲料中添加植酸酶，则可以提高动物对植酸磷元素的利用率，减少动物粪便中磷酸盐含量，改善畜牧业发达地区磷酸盐富集化污染的程度。 荷兰科学家从黑曲霉菌中克隆到植酸酶基因，并将之导入到烟草的种子中表达。在饲料中添加这种转基因烟草的种子便可达到良好的降解植酸的效果。 （2）转基因烟草生产植酸酶 2011-10-22 * 目的基因在宿主中的表达 6.3利用植物生物反应器生产工业原料 首批用于大规模生产并取得巨大经济效益的非食用性转基因植物产品是工业用油，其中包括制造肥皂等去垢剂的十二碳月桂酸。 油菜通常产生十八碳的不饱和脂肪酸，只要在其体内表达另一个基因即可使转基因油菜改为合成月桂酸，并可使其含量提高到44%。 此外，鉴于油菜易生长且产量高的特点，人们还致力于用它来生产其它工业用油，如可作润滑油和尼龙生产原料的芥酸以及用于冰淇淋制作的6-十八碳烯酸等。 （1）转基因油菜生产月桂酸 2011-10-22 * 目的基因在宿主中的表达 聚-β-羟基烷酸（PHAs）和聚羟基丁酸（PHB）：两种结构相似的多聚体，具有热塑性好、可被微生物完全分解的特性，因此被认为是最好的无污染性塑料原料。 将真养产碱菌的PHB生物合成基因导入拟南芥中，转基因植物在整个生命周期中，PHB的含量逐步增加，并达到每克湿重植物产10 mg PHB的最大产量，大约相当于细胞干重的14%。 （2）转基因拟南芥生产聚羟基丁酸 2011-10-22 * 目的基因在宿主中的表达 7.植物转基因技术在植物品种改良中的应用 控制果实成熟的转基因植物 抗病虫害的转基因植物 抗除草剂的转基因植物 抗环境压力的转基因植物 产高品质产物的转基因植物 改变花卉形状和颜色的转基因植物 2011-10-22 * 目的基因在宿主中的表达 7.1控制果实成熟的转基因植物 蔬菜和水果成熟后，其组织呼吸速度和乙烯合成速度普遍加快，并迅速导致果实皱缩和腐烂。 控制蔬菜水果细胞中乙烯合成的速度，能有效延长果实的成熟状态及存放期，为长途运输提供了有利条件，具有重要的经济效益。 植物细胞中的乙烯由S-腺苷甲硫氨酸经氨基环丙烷羧酸合成酶ACC和乙烯合成酶EFE催化裂解而成。 科学家采用反义RNA技术封闭番茄细胞中上述两个酶编码基因的表达，由此构建出的重组番茄的乙烯合成量分别仅为野生植物的3%和0.5%，明显增长了番茄的保存期。 2011-10-22 * 目的基因在宿主中的表达 7.2抗病虫害的转基因植物 昆虫对农作物的危害极大，全世界每年因此损失数千亿美元。 目前对付昆虫的主要武器仍是化学杀虫剂，它不但严重污染环境，而且还诱使害虫产生相应的抗性。 将抗虫基因导入农作物是植物基因工程的得意之笔，能避免化学杀虫剂所造成的许多负面影响。 目前，抗虫作物已占全球转基因作物的22％。 用于构建抗虫害转基因植物常见的外源基因：苏云金芽孢杆菌的毒蛋白基因、蛋白酶