转基因植物-PPT课件

基因Ø基因是指细胞内编码特定功能蛋白的DNA片段。观看视频农业部在《答问》中，给出了转基因技术的概念：转基因技术是将高产、抗逆、抗病虫、提高营养品质等已知功能性状的基因，通过现代科技手段转入到目标生物体中，使受体生物在原有遗传特性基础上增加新的功能特性，获得新的品种，生产新的产品。转基因“转基因”一词的由来•“转基因生物”一词的最初来源是英语“TransgenicOrganisms”，因为在上世纪70年代，重组脱氧核糖核酸技术（rDNA）刚开始应用于动植物育种的时候，常规的做法是将外源目的基因转入生物体内，使其得到表达，因而在早期的英语文献中，这种移植了外源基因的生物被形象地称为“transgenicOrganisms”，即“转基因生物”。•上世纪90年代末以来，科学家们能够在不导入外源基因的情况下也能改变生物体的遗传特性，获得人们希望得到的性状。因此，现在开始用“GeneticallyModifiedOrganisms（简称GMO）”，即“基因修饰生物”，来代替早期的“TransgenicOrganisms”。采用基因工程手段将从不同生物中分离或人工合成的外源基因在体外进行酶切和连接，构成重组DNA分子，然后导入受体细胞，使新的基因在受体细胞内整合、表达，并能通过无性或有性增殖过程，将外源基因遗传给后代，由此获得的基因改良生物称为转基因生物。转基因动物(GMA)转基因植物(GMP)转基因微生物(GMM)转基因作物(GMC)转基因食品(GMF)转基因生物(GMO)：转基因生物及其分类：转基因植物及其历史1、何为转基因食品•转基因食品就是以转基因生物体直接作为食品或以其为原料加工生产的食品。•例如，将鱼的抗冻基因转入西红柿使这可抵御寒冷；把某些病毒的基因接入玉米、大豆的植株中，用以抵抗病害的侵袭。2、转基因技术的发展史•转基因技术的发展历史实际上就是基因工程等生物技术的发展史。•1982年，将大鼠生长激素重组基因导入小鼠受精原核内，获得了人类历史上第一个转基因动物——转基因“超级鼠”，比一般的小白鼠大一倍。•1983年，世界上第一例转基因植物（一种含有抗生素药类抗体的烟草）在美国成功培植。•1994年，孟山都(Monsanto)公司下属Calgene公司研制的延熟保鲜转基因番茄在美国批准上市，这是发达国家批准商业化的第一个转基因作物。2019年全球转基因作物种植面积1100万公顷；2019年就达到3000万公顷；2019年，达到5870万公顷。全球轉基因作物商业种植始于2019年，18年來，种植面积从170萬公頃增加到1.75亿公頃，3、转基因作物的种类及种植面积•目前全球已拥有120多种转基因植物，其中转基因大豆、棉花、玉米、油菜、西红柿等51种转基因作物已开始商品化生产。•在所有转基因作物中，转基因的大豆、玉米、棉花和油菜的种植面积占99%以上。•全球种得最多的转基因作物是大豆，占全球大豆总种植面积的62%，接下来是玉米（21%）和棉花（12%）。•种植转基因作物所带来的总价值估计为42.5亿美元，而在前一年则为38亿美元。在2019年,全球27个国家有超过1800万农民种植转基因作物,美国以占世界四成的种植面积位居第一,中国位列第六。国际农业生物技术应用服务组织ISAAA荣誉主席克莱夫·詹姆斯：中国，90%以上的棉花都是转基因棉花；美国，90%的玉米、90%的棉花、93%的大豆和98%的甜菜都是转基因作物；澳大利亚，99.5%的棉花；阿根廷100%的大豆也都采用转基因技术。•目前我国极少生产粮食、油料作物等转基因食品，只有一些转基因抗虫棉，但并不进入人的食物链。我国的转基因食品基本上都是进口的。•排在前三位的是：大豆、玉米、油菜。我国去年进口大豆6338万吨。目前我国进口大豆主要用做加工原料，生产豆油、豆腐、豆奶等制品。4、作物转入的外源基因的类型及方法•类型：转基因作物涉及的遗传改良性状主要包括：抗除草剂基因占总面积的71%，抗虫基因占28%，抗病毒基因占1%。方法：•农杆菌介导法：农杆菌中有一种致瘤的环型DNA，称为Ti质粒。被农杆菌感染的植物之所以长瘤正是由于T—DNA插入了植物染色体。从此，人们便利用这种天然的转化体系向植物转基因。•基因枪：把所要转入的基因包被在金粉或钨粉上之后，利用基因枪将其打入培养细胞中来完成转基因过程。5、转基因大豆•转基因大豆的研究主要以耐除草剂和改善大豆品质为主：•耐除草剂：在美国有3个转基因大豆品种已应用，最多的是对除草剂草丁膦和草甘膦具有耐性的２个品种。2019年种植面积占美国大豆的74%。可见，目前美国的大豆生产已经基本上普及了耐除草剂的转基因品种。•改善大豆成分：Mazur等(2019)获得了种子油酸相对含量高达85%的大豆新品系，而且农艺性状优良。6、转基因玉米•转基因玉米的研究主要集中于提高抗虫性和耐除草剂方面。•在美国，转基因玉米的种植面积占玉米总种植面积的比例在35%左右。•其中抗虫Bt玉米的种植面积发展最快，所占近比例最大，2019年约占玉米种植总面积的24％；耐除草剂玉米占7％—10％之间；兼具抗虫和耐除草剂特性的转基因玉米品种种植规模仍然不大，近年来仅占玉米种植总面积的1％-2％。7、转基因水稻转基因水稻的研究主要集中在以下三个方面：•提高光合效率：将C4作物玉米的PEPC基因导入水稻的基因组，从而改良了水稻的光合作用效率。•提高营养品质：Ye等（2000）成功地将来自其他物种的psy、cntl和lcy基因整合到水稻基因组中，解决了水稻胚乳不能合成维生素A的难题。•增加抗逆性：纽约康乃尔大学的加戈等将大肠杆菌中两种负责合成海藻糖的基因导入到籼稻中。转基因水稻在恶劣环境条件下的生存能力比普通水稻更强。8、转基因马铃薯•抗病基因。抗病毒、抗真菌、抗细菌、抗除草剂和Bt基因。2019年美国的转基因土豆种植面积约有1万英亩，2019年增加到了5万英亩。•生产可食疫苗。Tacket等(2019)利用表达肠产毒性大肠杆菌热不稳定性毒素(LT)的转基因马铃薯进行了人体免疫试验，结果表明这种转基因马铃薯在人体中也具有预期的免疫作用。抗病毒和抗软化基因西红柿转基因抗虫番茄由中国农科院生物工程中心开发的Bt棉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。转基因抗虫棉转基因棉花脂肪含量高含Β-胡萝卜素9、转基因植物带来的经济效益•获益的主要途径有三个：①当遇到虫害和杂草危害时，常规品种减产幅度较大，转基因作物品种相对增产；②由于减少了杀虫剂和除草剂等农药的用量，降低了生产成本，农民的纯收入相对增加；③通过减少农田害虫和杂草防治的工作量，节省劳力成本，相对增加了农民的经济收入。10、转基因植物带来的环境效益：•保护动物：增加有益昆虫和动物种群的数量2019年开始推广抗病虫作物以来，美国各种鸟类的数量均有明显增加。•降低农药污染2019年开始推广种植抗虫和耐除草剂玉米、大豆和棉花后，2019年与2019年相比，这３种作物的农药施用面积约减少了1910万英亩，相当于这3种作物农药施用总面积的6.2％，农药有效成份的用量也减少了大约250万磅。转基因植物的种类：n粮食作物：水稻、小麦、玉米、高粱、马铃薯、甘薯等；n经济作物：棉花、大豆、油菜、亚麻、向日葵等；n蔬菜：番茄、黄瓜、芹菜、甘蓝、花椰菜、胡箩卜、茄子、芹菜等；n瓜果：苹果、核桃、李、番木瓜、甜瓜、草莓、香蕉等；n花卉：矮牵牛、菊花、番石竹等；树木：泡桐、杨树等。上市的转基因食品抗除草剂基因大豆抗虫基因玉米抗病毒基因油菜抗病毒土豆转抗虫基因棉花