第十七章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)

1、 第第17章章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種l作物轉(zhuǎn)基因育種作物轉(zhuǎn)基因育種：根據(jù)育種目標(biāo)，從供體生物：根據(jù)育種目標(biāo)，從供體生物中分離目的基因，經(jīng)中分離目的基因，經(jīng)DNADNA重組與遺傳轉(zhuǎn)化或直接重組與遺傳轉(zhuǎn)化或直接運(yùn)載進(jìn)入受體作物，經(jīng)過篩選獲得穩(wěn)定表達(dá)的運(yùn)載進(jìn)入受體作物，經(jīng)過篩選獲得穩(wěn)定表達(dá)的遺傳工程體，在經(jīng)過田間試驗(yàn)與大田選擇育成遺傳工程體，在經(jīng)過田間試驗(yàn)與大田選擇育成轉(zhuǎn)基因新品種或種質(zhì)資源。轉(zhuǎn)基因新品種或種質(zhì)資源。 轉(zhuǎn)基因作物（GMC，genetically modified crops） 第第17章章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種經(jīng)全國基因工程安全委員會(huì)批準(zhǔn)商品化

2、生產(chǎn)的作物已有： 我國自行研制開發(fā)的抗蟲轉(zhuǎn)基因棉花（轉(zhuǎn)Bt及Bt+CpTI雙價(jià)抗 蟲棉）；2004年種植轉(zhuǎn)基因棉花370萬公頃，占棉花種植面積的50% 美國Monsanto公司開發(fā)的Bt抗蟲棉； 延遲成熟期的轉(zhuǎn)基因番茄； 抗黃瓜花葉病毒(CMV)轉(zhuǎn)基因番茄； 抗CMV轉(zhuǎn)基因甜椒； 轉(zhuǎn)查爾酮合酶（CHS）反義RNA基因矮牽牛。 第第17章章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種由中國農(nóng)科院生物工程中心開發(fā)的由中國農(nóng)科院生物工程中心開發(fā)的BtBt棉對(duì)棉鈴蟲有顯著的抗性。棉對(duì)棉鈴蟲有顯著的抗性。與對(duì)照相比減少農(nóng)藥用量與對(duì)照相比減少農(nóng)藥用量8080，并減少用工，并減少用工150150個(gè)個(gè)/hm/h

3、m2 2，以上兩，以上兩者可使每公頃節(jié)省者可使每公頃節(jié)省15001500元，元，BtBt轉(zhuǎn)基因棉種深受棉農(nóng)的歡迎轉(zhuǎn)基因棉種深受棉農(nóng)的歡迎。 第第17章章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種抗蟲棉： 轉(zhuǎn)入抗蟲基因后，該基因在植株體內(nèi)表達(dá)一種毒素，進(jìn)入昆蟲體內(nèi)后，破壞其消化系統(tǒng)或其他組織導(dǎo)致其死亡。 第第17章章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種 第第17章章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因西紅柿具有更長的儲(chǔ)藏期 第第17章章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種l與常規(guī)育種技術(shù)相比，轉(zhuǎn)基因育種具與常規(guī)育種技術(shù)相比，轉(zhuǎn)基因育種具有很大優(yōu)勢(shì)：有很大優(yōu)勢(shì)： a.可以利

4、用的基因資源大大拓寬。 b.為培育優(yōu)良品種提供了嶄新的育種途徑。 c.可以對(duì)植物的目標(biāo)性狀進(jìn)行定向變異和定向選擇。 d.可以大大提高選擇效率，加速育種進(jìn)程。 第第17章章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種第一節(jié) 作物的轉(zhuǎn)基因技術(shù) 第第17章章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種一、轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀（一）國際轉(zhuǎn)基因植物研究與現(xiàn)狀全球轉(zhuǎn)基因作物種植面積比較全球轉(zhuǎn)基因作物種植面積比較 （單位：萬公頃）（單位：萬公頃）作物 1996年 1997年 1997年/1996年 大豆玉米煙草棉花油菜合計(jì) 50301008012280 5103201601401201250 10.210.71

5、.61.8104.5 第第17章章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種自從1983年第一株轉(zhuǎn)基因煙草獲得以來，至今已有120種植物轉(zhuǎn)基因獲得成功。1996年全球大面積種植，并不斷擴(kuò)大。國際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應(yīng)用服務(wù)局（ISAAA）統(tǒng)計(jì)結(jié)果一、轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀（一）國際轉(zhuǎn)基因植物研究與現(xiàn)狀 第第17章章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種全球轉(zhuǎn)基因作物種植情況 第第17章章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種(二) 我國轉(zhuǎn)基因作物研究與利用概況 我國是世界上第一個(gè)商品化種植轉(zhuǎn)基因作物的國家。自行培育的雙價(jià)轉(zhuǎn)基因煙草的抗病蟲性達(dá)到60，產(chǎn)量比對(duì)照增加15，產(chǎn)值增加20，1992年每

6、畝增收200元，遺憾的是由于市場(chǎng)的原因現(xiàn)已不推廣。 到1999年我國已批準(zhǔn)中試的轉(zhuǎn)基因作物有48項(xiàng)：包括水稻、小麥、玉米、番茄、白菜、番木瓜、甜瓜、花生、棉花、煙草、廣藿香等11種作物；主要目標(biāo)性狀是抗蟲、抗病、耐鹽、抗凍、耐儲(chǔ)藏和抗衰老等。 已批準(zhǔn)環(huán)境釋放的有49個(gè)品種，涉及水稻、玉米、大豆、馬鈴薯、番茄、甜椒、線辣椒、棉花、楊樹、煙草等10種作物。 第第17章章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種 第第17章章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種二、轉(zhuǎn)基因育種的程序基本過程目的基因或DNA的獲取含有目的基因或者DNA的重組質(zhì)粒的構(gòu)建受體材料的選擇和再生系統(tǒng)的建立轉(zhuǎn)基因方法的確定

7、和外源基因的轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化體的篩選和鑒定轉(zhuǎn)基因植株的育種利用 第第17章章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種( (一一) )目的基因的獲得目的基因的獲得 根據(jù)獲得基因的途徑主要可以分為兩大類：根據(jù)獲得基因的途徑主要可以分為兩大類： 根據(jù)基因表達(dá)的產(chǎn)物根據(jù)基因表達(dá)的產(chǎn)物蛋白進(jìn)行基因克?。坏鞍走M(jìn)行基因克??； 從基因組從基因組DNADNA或或mRNAmRNA序列克隆基因。序列克隆基因。1.根據(jù)基因表達(dá)的產(chǎn)物蛋白進(jìn)行基因克隆 主要步驟如下：利用這種方法人類首次人工合成了胰島素基因。雖然在早期采用這種方式已經(jīng)成功地克隆了許多基因。局限性：兼并密碼子 效率低 未知基因及產(chǎn)物分離蛋白質(zhì)明確氨基酸序列推導(dǎo)核

8、苷酸序列人工合成 第第17章章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種2.2.從基因組從基因組DNADNA或或mRNAmRNA序列克隆基因序列克隆基因 (1)(1)同源序列法同源序列法 (Homology Based Candidate Gene Method) (Homology Based Candidate Gene Method) 根據(jù)基因家族成員所編碼的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中具有保守氨基酸序列的特根據(jù)基因家族成員所編碼的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中具有保守氨基酸序列的特點(diǎn)克隆基因家族未知成員。點(diǎn)克隆基因家族未知成員。氨基酸序列比較設(shè)計(jì)簡(jiǎn)并引物PCR擴(kuò)增文庫篩選/RACE 第第17章章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)

9、基因技術(shù)與作物育種 (2)(2)表達(dá)序列標(biāo)簽表達(dá)序列標(biāo)簽ESTEST是指能夠特異性標(biāo)記某個(gè)基因的部分序列，通常是指能夠特異性標(biāo)記某個(gè)基因的部分序列，通常包含了該基因足夠的結(jié)構(gòu)信息區(qū)，可以與其它基因相區(qū)分。主要是通過包含了該基因足夠的結(jié)構(gòu)信息區(qū)，可以與其它基因相區(qū)分。主要是通過cDNAcDNA的途徑獲得。的途徑獲得。 獲得EST的途徑: 大規(guī)模cDNA文庫測(cè)序 各種mRNA水平的分析手段mRNAcDNA反轉(zhuǎn)錄酶cDNA文庫PCR差異顯示抑制消減雜交ESTRACE/文庫篩選dbESTGenBank 第第17章章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種(3)根據(jù)連鎖圖譜克隆目的基因 圖位克隆技術(shù)(

10、Map-based cloning) 第第17章章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種染色體步行(chromosome walking ）MrakerTarget gene 第第17章章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種(4)(4)轉(zhuǎn)座子標(biāo)簽法轉(zhuǎn)座子標(biāo)簽法 轉(zhuǎn)座子是染色體上一段可復(fù)制、移動(dòng)的轉(zhuǎn)座子是染色體上一段可復(fù)制、移動(dòng)的 DNADNA片片段。當(dāng)轉(zhuǎn)座子插入到某個(gè)功能基因內(nèi)部時(shí)，就會(huì)引起該基因的失活，段。當(dāng)轉(zhuǎn)座子插入到某個(gè)功能基因內(nèi)部時(shí)，就會(huì)引起該基因的失活，并誘導(dǎo)產(chǎn)生突變型；當(dāng)轉(zhuǎn)座子再次轉(zhuǎn)座或切離這一位點(diǎn)時(shí)，失活基因并誘導(dǎo)產(chǎn)生突變型；當(dāng)轉(zhuǎn)座子再次轉(zhuǎn)座或切離這一位點(diǎn)時(shí)，失活基因的

11、功能又可得到恢復(fù)。的功能又可得到恢復(fù)。目前應(yīng)用最為廣泛的轉(zhuǎn)座子系統(tǒng)是Ac/Ds玉米轉(zhuǎn)座子系統(tǒng)。插入突變體篩選突變DNA文庫，PCR，RACE鑒定性狀遺傳分析轉(zhuǎn)座子DNA探針基因部分DNA探針篩選野生型DNA文庫，PCR，RACE完整目的基因互補(bǔ)實(shí)驗(yàn) 第第17章章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種(5)(5)差異顯示法差異顯示法 在生物個(gè)體發(fā)育不同階段，或不同的組織與細(xì)胞中或不同環(huán)境下，基因表達(dá)差異。即不同基因有序的時(shí)空表達(dá)方式，叫做基因的差異表達(dá)。差異顯示PCR(differential display-PCR,DD-PCR)是指通過對(duì)來源特定組織類型的總mRNA進(jìn)行PCR擴(kuò)增、電泳，

12、并找出待測(cè)組織和對(duì)照之間的特異擴(kuò)增條帶。葉mRNA 根mRNA 反轉(zhuǎn)錄 反轉(zhuǎn)錄 PCR 隨機(jī)引物+3 錨定poly(t)引物 PCR PAGE葉根 第第17章章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種(6) cDNA(6) cDNA微陣列微陣列, cDNA, cDNA 芯片芯片cDNA序列（純樣）機(jī)器點(diǎn)樣在支持物,與熒光標(biāo)記的不同mRNA樣品分別進(jìn)行雜交,通過激光共聚焦掃描分析不同cDNA序列的雜交信號(hào)強(qiáng)度,判斷該cDNA在不同mRNA樣品中的表達(dá)豐度.mRNA 1mRNA 2 第第17章章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種（二）目的基因重組質(zhì)粒的構(gòu)建質(zhì)粒重組的基本步驟：從原核生物中

13、獲取目的基因的載體并進(jìn)行改造；利用限制性內(nèi)切核酸酶將載體切開，并用連接酶把目的基因連接到載體上，獲得DNA重組體。目的基因體外重組到適當(dāng)?shù)囊迅脑斓馁|(zhì)粒中包括保存用中間載體（大腸桿菌寄主）：pBR322、pUC、 pBluescript K、pKS,pGEM-T 繁殖載體（大腸桿菌寄主）： JM109, TOP10 植物轉(zhuǎn)化載體（農(nóng)桿菌寄主）： pBI121, pCAM1001 第第17章章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種 第第17章章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種 第第17章章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種農(nóng)桿菌農(nóng)桿菌: : used extensively

14、for genetic engineering of plants. 包含包含TiTi質(zhì)粒質(zhì)粒 Tumor inducing plasmid (bacterial plasmid) T-DNA (Transferred-DNA), 可以轉(zhuǎn)移進(jìn)入植物基因組.Tumor induced byA. tumefaciens 第第17章章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種T-DNA regionLeft borderRight bordervir genesori已知農(nóng)桿菌附著到植物細(xì)胞后，只留在細(xì)胞間隙中。T-DNA首先在細(xì)菌中被加工、剪切、復(fù)制，然后轉(zhuǎn)入植物細(xì)胞。auxin 第第17章章 轉(zhuǎn)

15、基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種Ti質(zhì)粒是根癌農(nóng)桿菌染色體外的遺傳物質(zhì)，為雙股共價(jià)閉合的環(huán)狀DNA分子，其分子量為95156106D, 約有200kb組成。根據(jù)其誘導(dǎo)的植物冠癭瘤中所合成的冠癭堿種類不同，Ti質(zhì)粒可以被分成四種類型：章魚堿型(octopine)胭脂堿型(nopaline)農(nóng)桿堿型（agropine）農(nóng)桿菌素堿型（agrocinopine）或稱琥珀堿型(succinamopine)TiTi質(zhì)粒的遺傳特性及類型質(zhì)粒的遺傳特性及類型 第第17章章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種Ti質(zhì)粒的功能區(qū)域（1）T-DNA區(qū)（transferred-DNA regions）： 農(nóng)

16、桿菌侵染植物細(xì)胞時(shí)，從Ti質(zhì)粒上切割下來轉(zhuǎn)移到植物細(xì)胞的一段DNA，稱為轉(zhuǎn)移DNA。該DNA片段上的基因與腫瘤的形成有關(guān)。（2）Vir區(qū)（virulence region） 該區(qū)段上的基因能激活T-DNA轉(zhuǎn)移，使農(nóng)桿菌表現(xiàn)出毒性。T-DNA區(qū)與Vir區(qū)在質(zhì)粒DNA上彼此相鄰，約占Ti質(zhì)粒DNA的三分之一。（3）Con區(qū)（regions encoding conjugations） 該區(qū)段上存在著與細(xì)菌接合轉(zhuǎn)移的有關(guān)基因（tra），調(diào)控Ti質(zhì)粒在農(nóng)桿菌之間的轉(zhuǎn)移。冠癭堿能激活tra基因，誘導(dǎo)Ti質(zhì)粒轉(zhuǎn)移，因此稱之為接合轉(zhuǎn)移編碼區(qū)。（4）Ori區(qū)（origin of replication） 該區(qū)

17、段基因調(diào)控Ti質(zhì)粒的自我復(fù)制，故稱之為復(fù)制起始區(qū)。 第第17章章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種（三）受體材料的選擇受體：受體：是指用于接受外源DNA的轉(zhuǎn)化材料。（1）良好的植物基因轉(zhuǎn)化系統(tǒng)應(yīng)具有的條件：高效穩(wěn)定的再生能力；受體材料要有較高的遺傳能力；具有穩(wěn)定的外植體來源；對(duì)選擇性篩選劑敏感。對(duì)農(nóng)桿菌的侵染具有敏感性,但不具備過敏性反應(yīng).（2）常用受體材料的類型：l愈傷組織再生系統(tǒng)l直接分化再生系統(tǒng)l原生質(zhì)體再生系統(tǒng)l胚狀體再生系統(tǒng)l生殖細(xì)胞再生系統(tǒng) 第第17章章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種（四）轉(zhuǎn)基因方法的確定和外源基因的轉(zhuǎn)化1.載體介導(dǎo)轉(zhuǎn)移系統(tǒng) 將外源基因重組進(jìn)入適

18、合的載體系統(tǒng)，通過載體攜帶將外源基因?qū)胫参锛?xì)胞并整合在核染色體組中隨著核染色體組一起復(fù)制和表達(dá)。 主要方法有：葉盤法真空滲入法原生質(zhì)體共培養(yǎng)法 第第17章章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種2.外源基因直接導(dǎo)入法 這是一種不需要借助載體介導(dǎo)，直接利用理化因素進(jìn)行外援遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)移的方法。 主要方法有：化學(xué)刺激法基因槍轟擊法(gene gun )高壓電穿孔法(electroporation)微注射法(microfibers )超聲波介導(dǎo)法脈沖電泳法離子束介導(dǎo)法 microscopic gold particlesplant cells 第第17章章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育

19、種 第第17章章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種（五）.轉(zhuǎn)化體的鑒定 通過篩選得到的再生植株初步證明標(biāo)記基因整合進(jìn)入受體細(xì)胞。至于目的基因是否整合到受體核基因組、是否表達(dá)，還必須對(duì)抗性植株進(jìn)一步檢測(cè)。(1)DNA水平的鑒定 檢測(cè)內(nèi)容：是否整合、拷貝數(shù)、整合位置。 檢測(cè)方法：特異性PCR（以外源基因兩側(cè)序列設(shè)計(jì)引物） Southern雜交（外源目的基因序列為探針） 第第17章章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因植株中轉(zhuǎn)基因植株中CryIAc基因的基因的Southern鑒定鑒定Southern assay of CryIAc in putative transgenic p

20、lants 第第17章章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種特異性PCR檢測(cè)外源基因整合到受體 第第17章章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種(2) 轉(zhuǎn)錄水平的鑒定常用的方法Northern雜交（標(biāo)記的RNA為探針對(duì)總RNA雜交）RT-PCR 檢測(cè)mRNAcDNAPCR 第第17章章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種Northern雜交 1x 5xEvent11234234 第第17章章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種（3）翻譯水平的鑒定為檢測(cè)外源基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA能否翻譯，還必須進(jìn)行翻譯或者蛋白質(zhì)水平檢測(cè)。主要方法：Western雜交 免疫檢測(cè) 第第17章

21、章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種WerternWertern雜交或蛋白質(zhì)分析雜交或蛋白質(zhì)分析 第第17章章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種表型選擇表型選擇 第第17章章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種第二節(jié)轉(zhuǎn)基因作物的遺傳特點(diǎn) 第第17章章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種一、外源基因整合機(jī)制（一）同源重組整合（homologous recombination） 外源DNA與受體細(xì)胞染色體DNA上的同源序列之間發(fā)生交換替代，并整合到受體染色體組上。（二）位點(diǎn)特異性重組（site-specific recombination） 在兩條DNA的特異位點(diǎn)上，通

22、過位點(diǎn)特異性重組酶的作用對(duì)DNA進(jìn)行特異性切割，實(shí)現(xiàn)外源基因的整合。 第第17章章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種（三）轉(zhuǎn)座作用（transposition） 通過體外重組將外源基因插入到轉(zhuǎn)座子系統(tǒng)中，當(dāng)攜帶有目的DNA片段的重組轉(zhuǎn)座成分復(fù)制并整合插入到染色體其他區(qū)域時(shí)實(shí)現(xiàn)外源基因的整合。（四）異常重組（illegimate recombination） 異常重組整合是外源基因整合到植物基因組的最常見方式。 第第17章章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種二、整合后的外源基因在植物體內(nèi)的表現(xiàn)共抑制：向受體植物種導(dǎo)入一個(gè)與受體內(nèi)某基因同源的基因，導(dǎo)入的基因及受體內(nèi)與它同源的基因表

23、達(dá)都可能減弱的現(xiàn)象。基因沉默：轉(zhuǎn)基因植株由于外源基因的結(jié)構(gòu)被破壞或者外源基因插入了染色體異染色質(zhì)區(qū)域，出現(xiàn)外源基因序列不表達(dá)。 第第17章章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種第三節(jié)轉(zhuǎn)基因作物品種的選育 第第17章章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種一、轉(zhuǎn)基因作物育種目標(biāo)的制定依據(jù)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的需要和生產(chǎn)發(fā)展前景依據(jù)不同的自然環(huán)境、栽培條件落實(shí)具體性狀目標(biāo)要考慮品種的搭配要充分考慮轉(zhuǎn)基因作物，尤其是外援目的基因?qū)θ祟惤】岛铜h(huán)境安全的影響 第第17章章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種二 轉(zhuǎn)基因作物品種的選育 純系育種 回交育種 雜交育種 雜交種 第第17章章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物

24、育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種第四節(jié) 轉(zhuǎn)基因作物的生物安全性 第第17章章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種對(duì)轉(zhuǎn)基因作物的安全性爭(zhēng)論，國際上有幾個(gè)典型的事件。 Pusztai事件：英國Rowett研究所有位Pusztai博士，他用轉(zhuǎn)雪花蓮凝集素基因的土豆喂大鼠，1998年秋天在英國電視臺(tái)發(fā)表講話，聲稱大鼠食用了這種土豆后，體重和器官重量減輕，免疫系統(tǒng)受到了破壞。后果：綠色和平組織、地球之友等反生物技術(shù)組織把這種土豆說成“殺手”，并策劃了破壞轉(zhuǎn)基因作物試驗(yàn)地等行動(dòng)，焚燒了印度的兩塊試驗(yàn)田，甚至美國加州大學(xué)戴維斯分校的非轉(zhuǎn)基因試驗(yàn)材料也遭破壞，以致研究生畢業(yè)論文都無法如期完成。英國皇家學(xué)會(huì)組織了

25、同行評(píng)審，并于1999年月發(fā)表評(píng)論，指出Pusztai的試驗(yàn)有六方面的錯(cuò)誤：不能確定轉(zhuǎn)基因和非轉(zhuǎn)基因馬鈴薯的化學(xué)成分有差異；對(duì)食用轉(zhuǎn)基因土豆的大鼠，未補(bǔ)充蛋白質(zhì)以防止饑餓；供試動(dòng)物數(shù)量少，飼喂幾種不同的食物，且都不是大鼠的標(biāo)準(zhǔn)食物，缺少統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；試驗(yàn)設(shè)計(jì)差；統(tǒng)計(jì)方法不當(dāng)；試驗(yàn)結(jié)果無一致性等。 第第17章章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種 斑蝶事件： 1999年5月，康奈爾大學(xué)的一個(gè)研究組在Nature雜志上發(fā)表文章，聲稱轉(zhuǎn)基因抗蟲玉米的花粉飄到一種名叫“馬利筋”的雜草上，用馬利筋葉片飼喂美國大斑蝶，導(dǎo)致44的幼蟲死亡。 這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果在科學(xué)上沒有說服力：玉米的花粉非常重，擴(kuò)散不遠(yuǎn)，在

26、玉米地以外米，馬利筋葉片/CM2上只找到一個(gè)玉米花粉；2000年開始在美國三個(gè)州和加拿大進(jìn)行的田間試驗(yàn)都證明，抗蟲玉米花粉對(duì)斑蝶并不構(gòu)成威脅，實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)中用倍于田間的花粉量來喂大斑蝶的幼蟲，也沒有發(fā)現(xiàn)對(duì)其生長發(fā)育有影響。 斑蝶減少的真正原因，一是農(nóng)藥的過度使用，二是墨西哥生態(tài)環(huán)境的破壞。 第第17章章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種 加拿大“超級(jí)雜草”事件：由于基因漂流，在加拿大油菜地里發(fā)現(xiàn)了個(gè)別油菜植株可以抗一種、兩種或三種除草劑，因而有人稱此為“超級(jí)雜草”，并怪罪于轉(zhuǎn)基因。基因漂流并不是從轉(zhuǎn)基因作物開始。如果沒有基因漂流，就不會(huì)有進(jìn)化，世界上也就不會(huì)有這么多種的植物和現(xiàn)在的作物栽

27、培品種。舉例來說，小麥由、三個(gè)基因組組成，它是由分別帶有、基因組的野生種經(jīng)過基因漂流合成的。所以，以此來禁止轉(zhuǎn)基因作物，也是沒有道理的。 第第17章章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種中國t抗蟲棉破壞環(huán)境事件： 2002年6月3日，南京環(huán)科所與綠色和平組織在北京召開會(huì)議，月日China daily上發(fā)表了題為“GM Cotton Damage Enviroment”的文章。 當(dāng)天,綠色和平組織在其網(wǎng)站上刊登了南京環(huán)科所、綠色和平組織顧問薛達(dá)元先生長達(dá)26頁的英文報(bào)告，從而再次引發(fā)國際爭(zhēng)論，在歐、美產(chǎn)生巨大反響。 月日德國農(nóng)業(yè)報(bào)發(fā)表了題為 “中國研究：棉破壞環(huán)境巨大”。 綠色和平組織的“

28、中國項(xiàng)目主管”聲稱：“棉農(nóng)將面對(duì)不受控制的超級(jí)害蟲”、 “轉(zhuǎn)基因抗蟲棉不但沒有解決問題，反而制造了更多的問題”、“棉農(nóng)將被迫使用更多、更毒的農(nóng)藥”。 事實(shí)上，抗蟲棉在中國實(shí)踐多年，深受廣大棉農(nóng)的歡迎。中國、美國、德國、加拿大、比利時(shí)、印度等國的科學(xué)家已在網(wǎng)上紛紛發(fā)表評(píng)論，反駁綠色和平組織的觀點(diǎn)。 第第17章章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種我們所要了解的我們所要了解的-轉(zhuǎn)基因植物的潛在風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)基因植物的潛在風(fēng)險(xiǎn): :1. 轉(zhuǎn)基因植物釋放引發(fā)“超級(jí)雜草”目前轉(zhuǎn)入植物的基因以抗除草劑的為多，其次以抗蟲和抗病毒，然后是抗逆。如果這些基因逐漸在野生種群中定居后，就具有選擇優(yōu)勢(shì)的潛在可能，成為難

29、以控制的“超級(jí)雜草”。 第第17章章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種2. 轉(zhuǎn)基因植物中35S啟動(dòng)子的生物安全性啟動(dòng)子是基因表達(dá)所必需的，決定了外源基因表達(dá)空間、表達(dá)時(shí)間和表達(dá)強(qiáng)度等，是人們定向改造生物的重要限制因素。最常用的啟動(dòng)子是35S啟動(dòng)子，該啟動(dòng)子能夠在植物組織中高水平表達(dá)。因此已經(jīng)被引入許多轉(zhuǎn)基因植物中。潛在風(fēng)險(xiǎn)問題: 35S啟動(dòng)子內(nèi)有一重組熱點(diǎn)。（1）如果35S啟動(dòng)子插入到隱性病毒基因組旁，可能會(huì)重新活化病毒。（2）啟動(dòng)子插入到某一編碼毒素蛋白的基因上游，可能會(huì)增強(qiáng)該毒素的合成。（3）當(dāng)轉(zhuǎn)基因植物被動(dòng)物或人類食用后，35S啟動(dòng)子可能會(huì)插入到某一致癌基因上游，活化并且導(dǎo)致癌變。 第第17