轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用

1、轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用第1頁2轉(zhuǎn)基因技術(shù) 將人工分離和修飾過基因?qū)爰毎停ɑ颍┥矬w內(nèi)，并經(jīng)過導入基因表示引發(fā)生物體性狀可遺傳性修飾。這一技術(shù)稱之為轉(zhuǎn)基因技術(shù)（Transgenic technology）。 轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用第2頁3轉(zhuǎn)基因生物 經(jīng)轉(zhuǎn)基因技術(shù)修飾生物體被稱為“遺傳修飾過生物體”（Genetically modified organism，簡稱GMO），或轉(zhuǎn)基因生物（transgenic organism ），包含轉(zhuǎn)基因微生物、轉(zhuǎn)基因植物及轉(zhuǎn)基因動物。 轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用第3頁4一、基因-基因工程-轉(zhuǎn)基因微生物PromoterGene 1Gene 2Gene 3Termi

2、nator多個結(jié)構(gòu)基因串聯(lián)轉(zhuǎn)錄調(diào)控序列原核生物基因結(jié)構(gòu)示意圖轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用第4頁5exonintronATGTAAPoly A siteAATAAA, 30bpdownstream enhancerterminatordownstream silencerinitiation sitepromoterupstreamsilencerupstreamenhancercoding strandtemplate strand5312n12n-1TATA boxCAAT boxGC box真核生物基因結(jié)構(gòu)示意圖轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用第5頁6基因工程（gene engineering）：指在體外對DNA分子

3、按照既定目標和方案，對DNA進行剪切和重新連接，然后把它導入宿主細胞，以擴增相關DNA片段或表示相關基因產(chǎn)物等研究。 又稱為基因操作、分子克隆、基因克隆或基因重組等。轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用第6頁7基因工程技術(shù)操縱主要步驟（）重組體轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用第7頁8重組原核表示載體某真核基因cDN序列轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用第8頁9基因工程技術(shù)操縱主要步驟（）重組體DNA水平檢測基因表示水平檢測轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用第9頁10 經(jīng)過基因工程技術(shù)取得經(jīng)過遺傳改造并能穩(wěn)定遺傳微生物即轉(zhuǎn)基因微生物。 但要取得多細胞轉(zhuǎn)基因生物，還須進行其它操縱。轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用第10頁11轉(zhuǎn)基因微生物應用舉例轉(zhuǎn)有凝乳酶基因（生產(chǎn)奶酪）菌株，可防止了

4、小牛無辜死亡，也降低了生產(chǎn)成本。導入人類胰島素基因菌株，因為胰島素制備。導入人類干擾素基因菌株。用于改進醬油、酒等食品風味菌株。轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用第11頁12轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用第12頁13二、從基因工程到轉(zhuǎn)基因動物利用基因工程取得攜帶有目標基因重組DNA或重組病毒。目標基因?qū)胧芫选⑴咛?、胚胎干細胞或其它受體細胞。細胞或胚胎判定。胚胎發(fā)育。個體判定（DNA、RNA及蛋白水平）。轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用第13頁14LTR目標基因SV40neoLTR重組逆轉(zhuǎn)錄病毒載體真核重組表示載體目標基因轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用第14頁15受精卵-基因顯微注射X1-cell pronuclear stagemouse embry

5、o.PMS + hCGto superovulate Pregnant Foster MotherOviduct Transfer+2-cell stage embryoHolding PipetteInjection Pipette+轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用第15頁16顯微操作儀轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用第16頁17 制作轉(zhuǎn)基因動物效率低是制約以顯微注射法生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因動物關鍵:小鼠、大鼠、兔、牛、豬、綿羊轉(zhuǎn)基因陽性率分別為26%、44%、15%、0.7%、0.9%、0.9%。轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用第17頁18精子載體法外源DNA導入精子體外授精 將成熟精子與外源共培養(yǎng)，成熟精子與外源DNA預培養(yǎng)之后，使精子有能力攜帶

6、外源DNA進入卵子中，使之受精，并使外源DNA 整合到染色體中。轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用第18頁19精子載體法取得轉(zhuǎn)基因熒光豬轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用第19頁20胚胎-逆轉(zhuǎn)錄病毒介導轉(zhuǎn)基因技術(shù)MoMuLV Producing CellsMouseembryosInsertion of viral DNA containingtransgene into embryosTransgenic Mouse轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用第20頁21日本轉(zhuǎn)基因狨猴 轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用第21頁22體細胞克隆與轉(zhuǎn)基因轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用第22頁23綠色熒光蛋白“轉(zhuǎn)基因”克隆豬 轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用第23頁24胚胎干細胞基因打靶重組載體染色體校正后

7、染色體同源重組轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用第24頁25轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用第25頁26轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用第26頁27賴良學：中國科學院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院研究員 在美國密蘇里大學動物中心試驗室采取基因敲除技術(shù)首次實現(xiàn)了人類培育“基因敲除”克隆豬，科學界普遍認為“這是向異種器官移植邁出關鍵一步”，為人類器官移植開辟了新天地。 轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用第27頁28年1月2日PPL企業(yè)宣告克隆出第三批克隆豬；它們體內(nèi)兩個阿爾法，半乳糖轉(zhuǎn)移酶 基因（GGTA1）中，有一個被“敲出”（knock out）了。 轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用第28頁29 轉(zhuǎn)基因動物基因?qū)敕椒ㄅc受精卵不一樣發(fā)育階段關系 轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用第29頁30轉(zhuǎn)基因動

8、物應用Transgenic Animal Model1）作為人類疾病發(fā)病及治療研究動 物模型 2）用于發(fā)育生物學研究3）提升動物產(chǎn)品質(zhì)量4）作為生物反應器轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用第30頁31左側(cè)老鼠為不具備Nscl2基因轉(zhuǎn)基因鼠左側(cè)轉(zhuǎn)入了人缺點型GH-1基因轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用第31頁32VEGFR-2在傷口愈合過程中誘導表示生物發(fā)光強度Vegfr2-luc轉(zhuǎn)基因小鼠 使用小鼠VEGFR2（血管內(nèi)皮細胞生長因子受體2）基因開啟子及內(nèi)皮細胞特異增強子，以驅(qū)動熒光素酶表示。 轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用第32頁33VEGFR2-Luc轉(zhuǎn)基因小鼠VEGFR2表示逐步降低,碩士物體發(fā)育過程轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用第33頁34轉(zhuǎn)基因鮭

9、魚野生鮭魚表示紅色熒光蛋白轉(zhuǎn)基因魚轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用第34頁35乳腺反應器 在制備轉(zhuǎn)基因哺乳動物，若對目標基因改造有意選擇乳腺細胞特異性表示開啟子和增強子，那么目標基因?qū)⒃趧游锶橄偌毎写罅勘硎?，并從乳汁中分泌出來。這時轉(zhuǎn)基因動物乳腺就成為一個為生產(chǎn)某種生物活性蛋白生物反應器，即乳腺反應器。轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用第35頁36乳汁中分泌人凝血因子IX轉(zhuǎn)基因山羊 轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用第36頁37轉(zhuǎn)基因動物存在問題1）制作轉(zhuǎn)基因動物成功率低、成本高2）外源基因表示水平較低3）造成宿主基因突變轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用第37頁38三、從基因工程到轉(zhuǎn)基因植物利用基因工程取得攜帶有目標基因重組DNA或重組菌體（35S開啟子應用

10、增強基因表示效率）。目標基因?qū)胫参锛毎蚪M織。篩選重組植物細胞。植物細胞促分化培養(yǎng)。植株判定。轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用第38頁39gene of interestpromoterterminatorright T borderpromoterplant selectable markerterminatorleft T borderbacterial selectable markerreplication region重組Ti質(zhì)粒轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用第39頁40目標基因?qū)?利用農(nóng)桿菌介導農(nóng)桿菌共培養(yǎng)侵染誘導愈傷組織分化生芽生根轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用第40頁41目標基因?qū)?基因槍轟擊轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用第41

11、頁42目標基因?qū)?花粉管通道法 指在授粉后向子房注射含目標基因DNA溶液。利用植物在開花、受精過程中形成花粉管通道，將外源DNA導入受精卵細胞，并深入地被整合到受體細胞基因組中，伴隨受精卵發(fā)育而成為帶轉(zhuǎn)基因新個體。 方法簡單無需組織體外培養(yǎng)。轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用第42頁43目標基因?qū)?花粉管通道法轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用第43頁44轉(zhuǎn)基因植物應用舉例抗蟲或抗病毒農(nóng)作物中國轉(zhuǎn)基因稻試驗田轉(zhuǎn)基因與非轉(zhuǎn)基因木瓜對比轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用第44頁45轉(zhuǎn)基因植物應用舉例抗蟲或抗病毒農(nóng)作物轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因甜椒普通棉花與Bt抗蟲棉對比轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用第45頁46轉(zhuǎn)基因植物應用舉例抗除草劑轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用第46頁47非轉(zhuǎn)基因大豆轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用第47頁48轉(zhuǎn)基因植物應用舉例抗逆對照耐鹽轉(zhuǎn)基因水稻轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用第48頁49轉(zhuǎn)基因植物應用舉例含特殊營養(yǎng)或藥用成份含乙肝疫苗轉(zhuǎn)基因土豆富含維生素A轉(zhuǎn)基因金稻轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用第49頁50轉(zhuǎn)基因植物應用舉例其它特殊用途轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用第50頁51轉(zhuǎn)基因植物應用舉例其它特殊用途用于環(huán)境治理轉(zhuǎn)基因煙草帶有檸檬香味轉(zhuǎn)基因西紅柿轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用第51頁52四、安全問題對人類本身可能影響 Pusztai事件對生態(tài)環(huán)境可能影響 斑碟事件 加拿大“超級雜草”事件綠色和平組織抗議示威轉(zhuǎn)基因技術(shù)及應用第52頁