植物基因工程的目的基因.ppt

1）抑制细菌致病和毒性因子的基因 阻止致病因子表达的基因 如：N-酰基高丝氨酸内酯（AHLs）水解酶基因 降解病原菌致病毒素的基因 如：乙酰转移酶（TTR）基因 抗病原菌毒素酶的基因 夺取病菌生长所需营养物质的基因 2）非植物抗菌蛋白基因 昆虫裂解肽 Lactoferrin的编码基因 Lactoferrin是哺乳动物受感染时产生的一类抗菌蛋白，对细菌生长有抑制作用。 溶菌酶基因 将外源溶菌酶基因导入转基因植物，在信号肽引导下表达分泌溶菌酶到细胞间隙。目前已将鸡卵清、T4噬菌体和人的溶菌酶应用到植物抗细菌基因工程。转基因马铃薯提高了对E.carotovora ssp atroseptica的抗性。 3 抗真菌病毒基因 真菌病害一直是危害植物生长、影响植物产量的主要病害，在植物病害所造成的损失中真菌病害约占70%。 植物真菌病害对农作物产量和人类健康可能造成灾害性的影响，如19世纪中叶的马铃薯晚疫病大流行制造了爱尔兰大饥荒。 抗真菌病毒基因主要包括： 抗真菌的蛋白基因 植保素基因 增强细胞壁强度酶的基因 改变细胞壁结构成分的基因 植物诱导性抗性基因 来自植物的抗真菌病基因 现在有一部分抗真菌蛋白质的编码基因已经被克隆，并被转化到有关的植物当中，获得了抗性的表达。常见的有 (i)几丁质酶基因和葡聚糖酶基因 (ii)核糖体失活蛋白基因(iii)防卫蛋白基因 (iV)硫蛋白素。 第三节 抗非生物胁迫基因 植物一生完全生活在绝对适宜的环境中的情况是罕见的。有些植物整个生活周期都是在极严酷的环境中完成。胁迫指对植物生存和生长不利的各种环境因素的总和； 胁迫分生物胁迫和非生物胁迫两类； 生物胁迫指病害、虫害和杂草； 非生物胁迫则指不利的理化因子，包括温度、水、辐射、化学因素（养分、除草剂、酸、碱、盐）、风、雨、雪、磁、电等。 抗非生物胁迫基因主要包括： 抗旱、抗盐基因 耐寒基因 耐热基因 耐除草剂基因 1. 抗旱、抗盐基因 抗旱耐盐渗透调节物质合成基因。 清除活性氧基因。 保护生物大分子及膜结构的蛋白质基因。 抗旱耐盐相关蛋白类基因； 编码转录因子的调节基因。 1）抗旱耐盐渗透调节物质合成基因 植物在干旱盐渍胁迫环境会产生一些变化来适应环境，积累渗透物质维持渗透平衡和保持体内水分。 脯氨酸。脯氨酸合成酶P5cs； 甜菜碱。甜菜碱醛脱氢酶BADH和胆碱加氧酶CMO； 多醇类。6-磷酸山梨醇脱氢酶（gutD），甘露醇-1-1磷酸脱氢酶基因（mtlD）,1-磷酸L肌醇合成酶（PINO1）等； 糖类。海藻糖-6-磷酸合成酶基因(otsA,otsB,TPS),果聚糖合成酶(sacB)等； 多胺类。小鼠鸟氨酸脱羧酶Odc，燕麦精氨酸脱羧酶Adc等。 转基因P5cs 转基因mtlD 转基因CMO 转基因TPS 2）抗旱耐盐相关蛋白类基因 LEA蛋白 late-embryogenesis-abundant protein,广泛存在于高等植物的细胞质、细胞核、内质网、线粒体和叶绿体中，受发育阶段、干旱、高盐、低温和外源ABA的调节，使植物能够在水分亏缺时，保持细胞膜系统及生物大分子免受破坏。 转LEA烟草 耐低温 耐干旱 水通道蛋白 水通道蛋白是一类高效特异转运水分子的整合膜蛋白，在植物水分转移过程中起着重要作用。各种费生物胁迫因素包括盐碱、干旱、洪涝、高温、寒冷等，都会造成植物细胞的水分失衡。 香蕉中水通道蛋白MaPIP1转基因拟南芥耐盐 干旱高盐胁迫下蛋白激酶类信号因子 蛋白质磷酸化和去磷酸化过程在细胞的信号识别与转导中起重要作用。细胞信号识别与转导直接关系着植物体对环境变化的感应和对逆境信息的传递，在这个过程中蛋白激酶记着重要的作用。如钙依赖和钙调素不依赖的蛋白激酶CDPK、类受体蛋白激酶RLKs等。 转OsCPK9基因水稻 转RLK基因LP2对干旱敏感 3）转录因子基因 转录因子也称反式作用因子，与真核基因启动子区域的顺式作用元件结合，对转录有激活或抑制作用的DNA结合蛋白。 转录因子在植物响应外界环境变化刺激、最终诱导植物相关防御和抗性基因的表达过程起着极其重要的作用。 DREB DREB1可被低温诱导但不被干旱和高盐诱导，而DREB2基因可悲干旱和高盐诱导，因此，DREB1蛋白调节低温应答基因的表达，而DREB2参与干旱响应基因的表达。有些DREB类转录因子可被外源ABA诱导表达。 转DREB2基因抗旱、耐盐 转GhDREB基因小麦抗旱、耐寒 MYB MYB类转录因子是植物转录因子最大家族之一。拟南芥中有180个成员，大豆中有320个成员。 MYB与其它转录因子相互作用，特别是bHLH，调节植物细胞的形成与模式建成、调节植物次生代谢，并对外界环境、激素及病虫害等作出应答