章-转基因技术与作物育种

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1、第16章转基因技术与作物育种1作物转基因育种就是根据育种目标，从供体生物中分离目的基因，经DNA重组与遗传转化或直接运载进入受体作物，经过筛选获得稳定表达的遗传工程体，并经过田间试验与大田选择育成转基因新品种或种质资源。转基因作物（GMC，geneticallymodifiedcrops）什么是转基因育种?2与常规育种技术相比，转基因育种在技术上较为复杂，要求也很高，但是具有常规育种所不具备的优势：1.拓宽可利用的基因资源；2.培育高产、优质、高抗优良品种提供了崭新的育种途径；3.可以对植物的目标性状进行定向变异和定向选择；4.可以大大提高选择效率，加

2、快育种进程。此外，还可将植物作为生物反应器生产药物等生物制品。3TraditionalcrossbreedingRecombinantDNAtechniques4一、转基因技术的发展现状第一节作物的转基因技术自从1983年第一株转基因烟草获得以来，至今已有120种植物转基因获得成功。1996年全球大面积种植，并不断扩大。国际农业生物技术应用服务局（ISAAA）统计结果5世界银行下属机构预测，世界范围内转基因作物产业的交易额：2005年达到60亿美元；2010年达到200亿美元，1500万农民种植转基因作物种植国家先后有30多个国家批准了3000多例田间

3、试验，涉及的植物种类有40多种；2000年有13个国家种植商品化转基因植物；2004年有17个国家种植商品化转基因植物。（2004年）美国（59%），阿根廷（20%），加拿大（6%）中国（5%），欧洲很少2004年3月英国批准大面积种植转基因，但要求非常严格。2005年德国通过法案，严格限制（包括实验室研究）。6美国：3900万公顷加拿大：350万公顷阿根廷：1350万公顷中国：210万公顷7转基因作物种类主要为大豆、玉米、棉花和油菜等，以转基因大豆面积最大。目标性状抗除草剂：2000年使用抗除草剂大豆、玉米和棉花占转基因作物74%。抗虫和抗病毒病：2

4、000年，Bt玉米、Bt棉花占19%。耐除草剂+抗虫性双价的转基因棉花和玉米占7%。8美国三大转基因作物历年种植面积9Firstbiotechplantproduct–Flav’rSav’rtomato10我国转基因作物研究与利用概况我国是世界上第一个商品化种植转基因作物的国家。自行培育的双价转基因烟草的抗病虫性达到60％，产量比对照增加15％，产值增加20％，1992年每亩增收200元，遗憾的是由于市场的原因现已不推广。到1999年我国已批准中试的转基因作物有48项：包括水稻、小麦、玉米、番茄、白菜、番木瓜、甜瓜、花生、棉花、烟草、广藿香等11种作物

5、；主要目标性状是抗虫、抗病、耐盐、抗冻、耐储藏和抗衰老等。已批准环境释放的有49个品种，涉及水稻、玉米、大豆、马铃薯、番茄、甜椒、线辣椒、棉花、杨树、烟草等10种作物。11经全国基因工程安全委员会批准商品化生产的作物已有：我国自行研制开发的抗虫转基因棉花（转Bt及Bt+CpTI双价抗虫棉）；2004年种植转基因棉花370万公顷，占棉花种植面积的50%美国Monsanto公司开发的Bt抗虫棉；延迟成熟期的转基因番茄；抗黄瓜花叶病毒(CMV)转基因番茄；抗CMV转基因甜椒；转查尔酮合酶（CHS）反义RNA基因矮牵牛。12由中国农科院生物工程中心开发的Bt棉

6、对棉铃虫有显著的抗性。与对照相比减少农药用量80％，并减少用工150个/hm2，以上两者可使每公顷节省1500元，Bt转基因棉种深受棉农的欢迎。13二、转基因育种的程序基因分离体外重组转化转化体安全性评价结合常规育种转基因品种遗传稳定性评价市场开发载体的构建农杆菌介导基因枪轰击筛选14(一)目的基因的获得根据获得基因的途径主要可以分为两大类：根据基因表达的产物—蛋白进行基因克隆；从基因组DNA或mRNA序列克隆基因。1.根据基因表达的产物—蛋白进行基因克隆主要步骤如下：利用这种方法人类首次人工合成了胰岛素基因。虽然在早期采用这种方式已经成功地克隆了许多

7、基因。局限性：兼并密码子效率低未知基因及产物分离蛋白质明确氨基酸序列推导核苷酸序列人工合成152.从基因组DNA或mRNA序列克隆基因(1)同源序列法(HomologyBasedCandidateGeneMethod)根据基因家族成员所编码的蛋白质结构中具有保守氨基酸序列的特点克隆基因家族未知成员。氨基酸序列比较设计简并引物PCR扩增文库筛选/RACE16(2)表达序列标签EST是指能够特异性标记某个基因的部分序列，通常包含了该基因足够的结构信息区，可以与其它基因相区分。主要是通过cDNA的途径获得。获得EST的途径:大规模cDNA文库测序各种mRNA

8、水平的分析手段mRNAcDNA反转录酶cDNA文库PCR差异显示抑制消减杂交…ESTRACE/