《轉(zhuǎn)基因植物》PPT課件.ppt

基因,基因是指細(xì)胞內(nèi)編碼 特定功能蛋白的DNA 片段。,你知道什么是轉(zhuǎn)基因嗎？,走進(jìn)轉(zhuǎn)基因,觀看視頻,農(nóng)業(yè)部在答問中，給出了轉(zhuǎn)基因技術(shù)的概念：轉(zhuǎn)基因技術(shù)是將高產(chǎn)、抗逆、抗病蟲、提高營養(yǎng)品質(zhì)等已知功能性狀的基因，通過現(xiàn)代科技手段轉(zhuǎn)入到目標(biāo)生物體中，使受體生物在原有遺傳特性基礎(chǔ)上增加新的功能特性，獲得新的品種，生產(chǎn)新的產(chǎn)品。,轉(zhuǎn)基因,“轉(zhuǎn)基因”一詞的由來,“轉(zhuǎn)基因生物”一詞的最初來源是英語“Transgenic Organisms”，因?yàn)樵谏鲜兰o(jì)70年代，重組脫氧核糖核酸技術(shù)（rDNA）剛開始應(yīng)用于動植物育種的時候，常規(guī)的做法是將外源目的基因轉(zhuǎn)入生物體內(nèi)，使其得到表達(dá)，因而在早期的英語文獻(xiàn)中，這種移植了外源基因的生物被形象地稱為“transgenic Organisms”，即“轉(zhuǎn)基因生物”。,上世紀(jì)90年代末以來，科學(xué)家們能夠在不導(dǎo)入外源基因的情況下也能改變生物體的遺傳特性，獲得人們希望得到的性狀。因此，現(xiàn)在開始用“Genetically Modified Organisms（簡稱GMO）”，即“基因修飾生物”，來代替早期的“Transgenic Organisms”。,采用基因工程手段將從不同生物中分離或人工合成的外源基因在體外進(jìn)行酶切和連接，構(gòu)成重組DNA分子，然后導(dǎo)入受體細(xì)胞，使新的基因在受體細(xì)胞內(nèi)整合、表達(dá)，并能通過無性或有性增殖過程，將外源基因遺傳給后代，由此獲得的基因改良生物稱為轉(zhuǎn)基因生物。,轉(zhuǎn)基因動物(GMA) 轉(zhuǎn)基因植物(GMP) 轉(zhuǎn)基因微生物(GMM) 轉(zhuǎn)基因作物(GMC) 轉(zhuǎn)基因食品(GMF),轉(zhuǎn)基因生物(GMO)：,轉(zhuǎn)基因生物及其分類：,轉(zhuǎn)基因植物及其歷史,1、何為轉(zhuǎn)基因食品 轉(zhuǎn)基因食品就是以轉(zhuǎn)基因生物體直接作為食品或以其為原料加工生產(chǎn)的食品 。 例如，將魚的抗凍基因轉(zhuǎn)入西紅柿使這可抵御寒冷；把某些病毒的基因接入玉米、大豆的植株中，用以抵抗病害的侵襲。,2、轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展史 轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展歷史實(shí)際上就是基因工程等生物技術(shù)的發(fā)展史。 1982年，將大鼠生長激素重組基因?qū)胄∈笫芫藘?nèi)，獲得了人類歷史上第一個轉(zhuǎn)基因動物轉(zhuǎn)基因“超級鼠”，比一般的小白鼠大一倍。 1983年，世界上第一例轉(zhuǎn)基因植物（一種含有抗生素藥類抗體的煙草）在美國成功培植。 1994年，孟山都(Monsanto)公司下屬Calgene公司研制的延熟保鮮轉(zhuǎn)基因番茄在美國批準(zhǔn)上市，這是發(fā)達(dá)國家批準(zhǔn)商業(yè)化的第一個轉(zhuǎn)基因作物。,1997年全球轉(zhuǎn)基因作物種植面積1100萬公頃； 1998年就達(dá)到3000萬公頃； 2002年，達(dá)到5870萬公頃。,全球轉(zhuǎn)基因作物商業(yè)種植始于1996年，18年來，種植面積從170萬公頃增加到1.75億公頃，,3、轉(zhuǎn)基因作物的種類及種植面積 目前全球已擁有120多種轉(zhuǎn)基因植物，其中轉(zhuǎn)基因大豆、棉花、玉米、油菜、西紅柿等51種轉(zhuǎn)基因作物已開始商品化生產(chǎn)。 在所有轉(zhuǎn)基因作物中，轉(zhuǎn)基因的大豆、玉米、棉花和油菜的種植面積占99%以上。 全球種得最多的轉(zhuǎn)基因作物是大豆，占全球大豆總種植面積的62%，接下來是玉米 （21%）和棉花（12%）。 種植轉(zhuǎn)基因作物所帶來的總價值估計為42.5億美元，而在前一年則為38億美元。,在2013年,全球27個國家有超過1800萬農(nóng)民種植轉(zhuǎn)基因作物,美國以占世界四成的種植面積位居第一,中國位列第六。,國際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應(yīng)用服務(wù)組織ISAAA榮譽(yù)主席克萊夫詹姆斯： 中國，90%以上的棉花都是轉(zhuǎn)基因棉花； 美國，90%的玉米、90%的棉花、93%的大豆和98%的甜菜都是轉(zhuǎn)基因作物； 澳大利亞，99.5%的棉花； 阿根廷100%的大豆也都采用轉(zhuǎn)基因技術(shù)。,目前我國極少生產(chǎn)糧食、油料作物等轉(zhuǎn)基因食品，只有一些轉(zhuǎn)基因抗蟲棉，但并不進(jìn)入人的食物鏈。我國的轉(zhuǎn)基因食品基本上都是進(jìn)口的。 排在前三位的是：大豆、玉米、油菜。我國去年進(jìn)口大豆6338萬噸。目前我國進(jìn)口大豆主要用做加工原料，生產(chǎn)豆油、豆腐、豆奶等制品。,4、作物轉(zhuǎn)入的外源基因的類型及方法 類型：轉(zhuǎn)基因作物涉及的遺傳改良性狀主要包括：抗除草劑基因占總面積的71%，抗蟲基因占28%，抗病毒基因占1%。,方法： 農(nóng)桿菌介導(dǎo)法：農(nóng)桿菌中有一種致瘤的環(huán)型DNA，稱為Ti質(zhì)粒。被農(nóng)桿菌感染的植物之所以長瘤正是由于TDNA插入了植物染色體。從此，人們便利用這種天然的轉(zhuǎn)化體系向植物轉(zhuǎn)基因。 基因槍：把所要轉(zhuǎn)入的基因包被在金粉或鎢粉上之后，利用基因槍將其打入培養(yǎng)細(xì)胞中來完成轉(zhuǎn)基因過程。,5、轉(zhuǎn)基因大豆 轉(zhuǎn)基因大豆的研究主要以耐除草劑和改善大豆品質(zhì)為主： 耐除草劑：在美國有3個轉(zhuǎn)基因大豆品種已應(yīng)用，最多的是對除草劑草丁膦和草甘膦具有耐性的個品種。2002年種植面積占美國大豆的74%。可見，目前美國的大豆生產(chǎn)已經(jīng)基本上普及了耐除草劑的轉(zhuǎn)基因品種。 改善大豆成分：Mazur等(1999) 獲得了種子油酸相對含量高達(dá)85%的大豆新品系，而且農(nóng)藝性狀優(yōu)良。,6、轉(zhuǎn)基因玉米 轉(zhuǎn)基因玉米的研究主要集中于提高抗蟲性和耐除草劑方面。 在美國，轉(zhuǎn)基因玉米的種植面積占玉米總種植面積的比例在35%左右。 其中抗蟲Bt玉米的種植面積發(fā)展最快，所占近比例最大，2002年約占玉米種植總面積的24；耐除草劑玉米占7 10之間；兼具抗蟲和耐除草劑特性的轉(zhuǎn)基因玉米品種種植規(guī)模仍然不大，近年來僅占玉米種植總面積的1 -2。,7、轉(zhuǎn)基因水稻 轉(zhuǎn)基因水稻的研究主要集中在以下三個方面： 提高光合效率：將C4作物玉米的PEPC基因?qū)胨镜幕蚪M，從而改良了水稻的光合作用效率。 提高營養(yǎng)品質(zhì)：Ye等（2000）成功地將來自其他物種的psy、cntl和lcy基因整合到水稻基因組中，解決了水稻胚乳不能合成維生素A的難題。 增加抗逆性：紐約康乃爾大學(xué)的加戈等將大腸桿菌中兩種負(fù)責(zé)合成海藻糖的基因?qū)氲蕉i稻中。轉(zhuǎn)基因水稻在惡劣環(huán)境條件下的生存能力比普通水稻更強(qiáng)。,8、轉(zhuǎn)基因馬鈴薯 抗病基因?？共《?、抗真菌、抗細(xì)菌、抗除草劑和Bt基因。1996年美國的轉(zhuǎn)基因土豆種植面積約有1萬英畝，1999年增加到了5萬英畝。 生產(chǎn)可食疫苗。Tacket等(1998)利用表達(dá)腸產(chǎn)毒性大腸桿菌熱不穩(wěn)定性毒素(LT)的轉(zhuǎn)基因馬鈴薯進(jìn)行了人體免疫試驗(yàn)，結(jié)果表明這種轉(zhuǎn)基因馬鈴薯在人體中也具有預(yù)期的免疫作用。,抗病毒和抗軟化基因西紅柿,轉(zhuǎn)基因抗蟲番茄,由中國農(nóng)科院生物工程中心開發(fā)的Bt棉對棉鈴蟲有顯著的抗性。與對照相比減少農(nóng)藥用量80，并減少用工150個/hm2，以上兩者可使每公頃節(jié)省1500元，Bt轉(zhuǎn)基因棉種深受棉農(nóng)的歡迎。,轉(zhuǎn)基因抗蟲棉,轉(zhuǎn)基因棉花,脂肪含量高,含-胡蘿卜素,9、轉(zhuǎn)基因植物帶來的經(jīng)濟(jì)效益 獲益的主要途徑有三個： 當(dāng)遇到蟲害和雜草危害時，常規(guī)品種減產(chǎn)幅度較大，轉(zhuǎn)基因作物品種相對增產(chǎn)； 由于減少了殺蟲劑和除草劑等農(nóng)藥的用量，降低了生產(chǎn)成本，農(nóng)民的純收入相對增加； 通過減少農(nóng)田害蟲和雜草防治的工作量，節(jié)省勞力成本，相對增加了農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收入。,10、轉(zhuǎn)基因植物帶來的環(huán)境效益 ： 保護(hù)動物：增加有益昆蟲和動物種群的數(shù)量 1996年開始推廣抗病蟲作物以來，美國各種鳥類的數(shù)量均有明顯增加。 降低農(nóng)藥污染 1996年開始推廣種植抗蟲和耐除草劑玉米、大豆和棉花后， 1998年與1997年相比，這種作物的農(nóng)藥施用面積約減少了1910萬英畝，相當(dāng)于這3種作物農(nóng)藥施用總面積的6.2，農(nóng)藥有效成份的用量也減少了大約250萬磅。,轉(zhuǎn)基因植物的種類： 糧食作物：水稻、小麥、玉米、高粱、馬鈴薯、甘薯等； 經(jīng)濟(jì)作物：棉花、大豆、油菜、亞麻、向日葵等； 蔬菜：番茄、黃瓜、芹菜、甘藍(lán)、花椰菜、胡籮卜、茄子、芹菜等； 瓜果：蘋果、核桃、李、番木瓜、甜瓜、草莓、香蕉等； 花卉：矮牽牛、菊花、番石竹等； 樹木：泡桐、楊樹等。,上市的轉(zhuǎn)基因食品, 抗除草劑基因大豆 抗蟲基因玉米 抗病毒基因油菜 抗病毒土豆 轉(zhuǎn)抗蟲基因棉花,