现代生物技术在育种上的应用

现代生物技术在育种上的应用第2章生物科学与农业从社会中来抗虫棉为什么能抗虫呢？为什么传统的杂交育种方法培育不出抗虫棉呢？转基因作物会危害人体健康吗？转基因作物会不会影响生态系统的稳定性？1.转基因技术育种转基因技术：是指按照人们的意愿，把一种生物的某个基因克隆出来，加以修饰和改造，再转移到另一种生物的细胞里，从而定向地改造生物的遗传性状。1.转基因技术育种图2－8植物转基因技术流程示意图细胞基因分离目的基因载体（质粒）基因导入载体（重组质粒）受体细胞组织或细胞目的基因导入受体农杆菌转化法基因枪转化法转化组织或细胞转化与未转化植株转基因植株选优筛选植株再生移苗入土植物转基因技术育种过程2.转基因植物的实例转基因作物于1986年在美国和法国首次进入大田试验，到1997年底全世界转基因作物的田间试验已达25,000例。2002年全球转基因作物推广面积达5,870万公顷，比1996年增长了34.5倍；种植转基因作物的国家从1996年的6个增加到2002年的16个。据不完全统计，目前至少已在200种植物中成功进行了转基因种类包括：水稻、玉米、马铃薯等粮食作物，棉花、大豆、油菜、亚麻、向日葵等经济作物，番茄、黄瓜、荠菜、甘蓝、花椰菜、胡萝卜、茄子、生菜、芹菜、苜蓿、白三叶草、苹果、核桃、李、木瓜、甜瓜、草莓、矮牵牛、菊花、香石竹和杨树等；涉及性状包括：抗虫、抗病毒、抗细菌、抗真菌、抗除草剂、抗旱、抗盐渍，以及品质改良、生长发育的调控和提高产量等。在国际上，抗虫、抗病、抗除草剂的转基因棉花、玉米、大豆、马铃薯等已进入商业化应用阶段，并有较大面积的推广。1994年，美国首次批准了转基因延熟番茄的商品化生产。到1997年底，全世界共有51种转基因植物产品被正式批准投入商品化生产。根据国际农业生物技术应用服务机构的统计和预测，全球范围内，1998年转基因农作物的销售额为12－15亿美元，2000年为30亿美元，预计2010年将达到250亿美元。转基因农作物将成为21世纪农业的主导产品，转基因植物产业将成为21世纪新的经济增长点。2.转基因植物的实例图2－9转基因耐贮藏番茄（左）和普通番茄（右）（1）转基因耐贮藏番茄（2）转基因抗虫作物遭到玉米螟侵害和真菌感染的普通玉米(左)与Bt玉米(右)转基因番木瓜——抗环斑病毒转基因杨树——抗舞毒蛾（3）抗除草剂作物其他金大米3.转基因动物的实例动物乳腺生物反应器“转基因荧光猪”不含胆固醇的转基因小鼠荧光斑马鱼荧光热带鱼转基因幼猴和母亲首只转基因猴降生转基因鲑鱼(上)与同年龄的野生鲑鱼(下)转基因蝴蝶转基因食品安全吗？1984年，中国科学院武汉水生生物研究所鱼类基因工程研究组研制出世界上第一批转基因鱼，随后建立了转基因鱼理论模型，构建了由鲤鱼和草鱼基因组件组成的、拥有全部自主知识产权的重组生长激素基因，即“全鱼”基因，并培育出快速生长的转“全鱼”基因黄河鲤鱼和不育三倍体“863吉鲤”。鱼类基因工程研究组用420只小鼠进行了转“全鱼”基因鱼食品消费安全的详细研究。高强度饲喂转“全鱼”基因鱼，对小鼠的生长、脏器发育、血液生理生化指针、繁殖能力及其后代的生长发育均无影响，实验证实了转“全鱼”基因鱼食品与非转基因鱼在食品安全上具实质等同性。||国内法规||※进出境转基因产品检验检疫管理办法※农业转基因生物安全评价管理办法※农业转基因生物进口安全管理办法※农业转基因生物安全管理条例※关于颁发第一批转基因农产品进口临时证明和标识审查认可批件的通知※农业转基因生物标识管理办法※转基因农产品安全管理临时措施※转基因食品卫生管理办法||国外法规||※卡塔赫纳生物安全议定书※生物多样性公约检测机构(参加转基因产品定性检测水平测试实验室名单)中国检验检疫科学研究院动植物检疫研究所北京出入境检验检疫局技术中心转基因实验室河南出入境检验检疫局动植物食品实验室新疆出入境检验检疫局动植物检验检疫实验室宁波出入境检验检疫局转基因实验室深圳出入境检验检疫局动植物与食品检验检疫技术中心转基因检测实验室辽宁出入境检验检疫局技术中心生物实验室浙江检验检疫局转基因实验室上海出入境检验检疫局转基因产品检测实验室广州检验检疫局食品实验室转基因科云南检验检疫局转基因实验室天津检验检疫局食品实验室青岛检验检疫局食品实验室厦门检验检疫局转基因实验室吉林检验检疫局转基因产品检测实验室江苏检验检疫局食品实验室福建检验检疫局检验检疫技术中心转基因产品及DNA检测鉴定实验室中国进出口商品检验技术研究所转基因食品检测中心山西局技术中心动植检实验室湖南出入境检验检疫局检验检疫技术中心安庆检验检疫局综合实验室（转基因实验室）汕头检验检疫局技术中心食品实验室湖北局技术中心检疫及微生物实验室珠海局技术中心植物病虫害检验室珠海局技术中心微生物实验室河北局技术中心练习1.抗虫棉抗虫机理是由于：①转入了苏云金芽孢杆菌Bt基因②抑制昆虫消化道内淀粉酶活性③抗虫棉产生了Bt毒蛋白④Bt毒蛋白能破坏鳞翅目昆虫的消化系统⑤使昆虫不能正常摄食、消化食物中的蛋白质A①②⑤B①③④C②④⑤D③④⑤B2.转基因耐贮藏番茄作用机理是：A抑制生长素的合成B抑制代谢，代谢减弱C抑制细胞呼吸D封闭乙烯合成途径中关键酶基因D3.乳腺生物反应器可用于：A动物抗病育种B生产药用蛋白C治疗人类疾病D分泌大量乳汁B4.细胞杂交育种细胞杂交：指将同类或不同类生物体的原生质体或体细胞，在一定的物理或化学条件下进行融合形成杂种细胞，再创造条件将杂种细胞培养成完整的杂种生物个体。新性状的杂种个体：胡萝卜－羊角芹白菜－甘蓝萝卜－油菜柑橘－枳烟草－海岛烟草动物细胞杂交：人－鼠人－猴人－蛙练习1.运用下列各种细胞工程技术培育生物新品种，操作过程中能形成愈伤组织的是:①植物组织培养②植物体细胞杂交③动物细胞培养④转基因植物的培育A①②③B①②④C①③④D①②③④B2.动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较中，正确的是：A诱导融合的方法完全相同B所用的技术手段完全相同C采用的原理完全相同D都能形成杂种细胞D3.植物体细胞杂交的目的中，错误的是：A把两个植株优良性状集中在杂种植株上B克服远源杂交不亲和的障碍C获得杂种植株D实现原生质体融合D