茶树育种学第八章分子育种

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1、第八章：分子育种第一节：基因工程与育种一、基因工程的概念应用人工方法把生物的遗传物质（通常是DNA）分离出来，在体外进行切割、拼接和重组，然后将重组的DNA导入某种宿主细胞或个体，从而改变他们的遗传特性；有时还使新的遗传信息在新的宿主细胞或个体中大量表达，以获得基因产物，这种创造新生物并给予新生物以特殊功能的过程就是基因工程，也称DNA重组技术。二、植物基因工程的方法和步骤（一）目的基因的分离和克隆1、基因芯片技术基因芯片是把生物活性大分子（如核酸和蛋白质）或细胞等密集排列固定在固相载体（如硅片

2、、玻片、聚丙烯或尼龙膜）上，所形成的微型检测器。基因芯片技术就是利用特异性的分子间相互作用，如核酸杂交、抗原-抗体特异结合、蛋白质-蛋白质间特异结合等，将待测样本标记后与生物芯片反应，通过激光共聚莹光扫描仪等检测手段获得信号，经电脑系统处理、分析得到信号值，以次来检测样本的结构和性质。因此，可利用基因芯片技术从基因组中发现或找出某个目的基因。2、基因文库技术基因文库是指汇集和克隆了某一基因组所有DNA序列的DNA群体（二）目的基因的转化1、基因的转化的作用⑴创造新品种。⑵研究基因表达或用于基因作

3、图和基因克隆。2、基因的转化的条件⑴有适宜的目的基因。⑵有适当的组织培养系统。能脱分化和再分化．⑶有适当的转化途径和方法。要求损失小，频率高，且外源基因能稳定地整合到基因组，并且具有正常的时空表达能力．3、目前植物基因转化的方法⑴农杆菌介导的基因转化法。①原理。在自然条件下，农杆菌通过伤口侵染植物，并广泛寄生于双子叶植物中。农杆菌中存在一种与肿瘤诱导有关的质粒，即Ti质粒。该质粒能够把本身的一段DNA转移至植物细胞，整合进植物基因组得以表达，并能够通过减数分裂传递给后代。可转移的DNA片段称为T

4、-DNA。T-DNA的转移与边界序列有关，而与T-DNA区段的其他基因或序列无关，因而，可将T-DNA区段上的无关序列去掉，插入外源目的基因，当农杆菌侵染植物时，将目的基因转移到植物中去。②转化过程：受体系统的建立→Ti质粒转化载体的构建→目的基因的转化。③转化方法：整体植株接种共感染法；叶盘转化法；原生质体共培养转化法。⑵化学和物理诱导DNA直接转化①聚乙二醇（PEG）法。（原生质融合）②脂质体法。用脂类化学物质包裹DNA成球体，通过植物原生质体的吞噬或融合作用把内含物转入受体细胞。③电击法。

5、④超声波法。⑤显微注射法。⑥激光微束法。⑦基因枪法。⑶种质系统介导的基因转化种质系统介导的基因转化也称生物媒体转化，即通过植物的生殖系统的细胞以及细胞结构将外源DNA转入宿主植物中去。①花粉管通道法。②生殖细胞浸泡法。③胚囊、子房注射法。4、基因转化方法的评价⑴农杆菌介导的基因转化法的转化频率高，周期短，可以转移大片段DNA而被广泛使用。但其受体植物只是双子叶植物。⑵化学和物理诱导DNA直接转化法不受宿主植物的限制，应用广泛，但成本较高，转化频率也不如农杆菌高。⑶种质系统介导的基因转化法简单易行

6、，但成功率低。（三）转基因植株的鉴定１、转化植株的再生．目的基因的直接受体一般是细胞或组织，在鉴定目的基因被导入与否，先要诱导这些细胞或组织再分化，形成转化植株．２、转基因植株的鉴定⑴分子生物学鉴定．主要是通过分子杂交来鉴定，包括southern杂交、northern杂交、western杂交．⑵性状鉴定．即外源基因在宿主植物表达的鉴定，如果是无性繁殖，外源基因表达要在下一代稳定表现，如果是有性繁殖，外源基因表达则要在后代稳定表现．三、基因工程的安全性评价（一）安全性评价的意义生物安全性评价就是要

7、对生物技术（主要是基因工程）活动本身及其产品，可能对人类和环境的不利影响及其不确定性和风险性进行科学评估，并采取必要措施加以管理和控制，以保障人类健康和环境安全．（二）转基因植物安全性评价２００２年我国农业部发布了《农业转基因生物安全评价管理办法》，将农业转基因产品的生产、加工活动对转基因生物安全等级的影响分为三种类型（即：增加转基因生物的安全性；不影响转基因生物的安全性；降低转基因生物的安全性。），并根据农业转基因生物的安全等级和产品生产、加工活动对其安全等级的影响类型和影响程度，将转基因产品

8、分为四个安全等级．（三）转基因植物各阶段安全性评价申报要求转基因植物生产分为五个阶段，即：立项→中间试验→环境释放→生产试验→安全证书申报．在各个阶段都要进行安全性评价申报，通过安全性评价后才能进行下一阶段的试验或生产．每次申报都要提交相关材料，如在立项阶段必须提交：实验研究报告书；农业转基因生物的安全等级和确定安全等级的依据；相应的实验室安全设施、安全管理和防范措施。在申报安全证书之前，必须提交：安全评价申报书；农业转基因生物的安全等级和确定安全等级的依据；农业部委托的农业转基因生物技术检测机