第9章 遺傳工程課件

第9章遺傳工程

§9.1細(xì)胞工程(自學(xué)）

§9.2基因工程

§9.3克隆技術(shù)(了解)第9章遺傳工程

遺傳工程就是人類(lèi)用近代科學(xué)技術(shù)的最新成就，在離體條件下進(jìn)行遺傳操作，按照既定目標(biāo)，有計(jì)劃地改變生物遺傳性，甚至建造新物種的一門(mén)學(xué)科。

廣義的遺傳工程包括細(xì)胞工程、染色體工程、基因工程和在此基礎(chǔ)上的克隆技術(shù)等幾個(gè)方面的內(nèi)容。

狹義的遺傳工程則指在分子水平上進(jìn)行遺傳操作的基因工程。第9章遺傳工程植物細(xì)胞融合TomatoPotato+Pomato薯茄第9章遺傳工程（1）定義：按照預(yù)先設(shè)計(jì)的生物施工藍(lán)圖，采用分子生物學(xué)和現(xiàn)代生物技術(shù)，對(duì)基因進(jìn)行操縱，以達(dá)到定向改變生物的目的。（2）目的：將目的基因引入宿主細(xì)胞，并在宿主細(xì)胞中整合、表達(dá)和傳代，從而創(chuàng)造出新型的生物，如新型微生物，轉(zhuǎn)基因動(dòng)物、植物等。

9.2.1.基因工程的概念

§9.2基因工程第9章遺傳工程（3）作用：

○克服常規(guī)雜交育種的盲目性，大大縮短育種周期；○打破物種親緣關(guān)系的限制，有可能使生物的基因在人、動(dòng)物、植物和微生物四大系統(tǒng)里進(jìn)行廣泛交流，創(chuàng)造出自然界原本沒(méi)有的生物類(lèi)型。

第9章遺傳工程9.2.2基因工程施工的程序

●施工準(zhǔn)備材料,即“目的”基因，載體和工具酶等?！癜涯康幕蚺c載體結(jié)合成重組DNA分子?！癜阎亟MDNA分子引入受體細(xì)胞，即基因轉(zhuǎn)移，建立分子無(wú)性繁殖或稱(chēng)克隆。●鑒定篩選轉(zhuǎn)基因系，即把目的基因能表達(dá)的受體細(xì)胞挑選出來(lái)。第9章遺傳工程關(guān)鍵元件與技術(shù)

1）載體用來(lái)運(yùn)載目的基因的工具稱(chēng)為載體(vector)。常用的載體包括質(zhì)粒載體和病毒栽體。第9章遺傳工程載體的條件：①具有復(fù)制原點(diǎn)，能自我復(fù)制；②具多克隆位點(diǎn)，即有多種限制酶的酶切位點(diǎn)；③具有可供篩選的遺傳標(biāo)記，如抗生素基因，鑒別有無(wú)載體的宿主細(xì)胞；顯色表型，檢測(cè)重組質(zhì)粒存在與否；④易從宿主細(xì)胞中回收。第9章遺傳工程

細(xì)菌質(zhì)粒pBR322如果將這種質(zhì)粒導(dǎo)入無(wú)質(zhì)粒的、對(duì)抗生素敏感的細(xì)菌寄主細(xì)胞中，則細(xì)菌表現(xiàn)型將變?yōu)閷?duì)兩種抗生素的有抗性。在質(zhì)粒的抗四環(huán)素基因中，具有若干酶切位點(diǎn)。當(dāng)外源DNA片段插入到這些位點(diǎn)時(shí)，位點(diǎn)所在的抗四環(huán)素基因?qū)⒈憩F(xiàn)失活；但與這些位點(diǎn)無(wú)關(guān)的抗氨芐青霉素基因不受影響?！獢y帶著若干種限制酶的單一切點(diǎn)和兩個(gè)抗性基因：

抗氨芐青霉素基因和抗四環(huán)素基因第9章遺傳工程Ti質(zhì)粒（Tumourinducingplasmid）T-DNA(轉(zhuǎn)移DNA)是Ti質(zhì)粒的重要組成成分，大約有20kb，在感染植物細(xì)胞后能夠隨機(jī)地共價(jià)整合到植物染色體DNA中，成為正常的遺傳成分。這個(gè)區(qū)域所含的冠癭堿合成酶基因的啟動(dòng)子，能夠啟動(dòng)外源基因在植物細(xì)胞中表達(dá)。目前已經(jīng)以Ti質(zhì)粒為基礎(chǔ)，構(gòu)建了許多新的載體，如PGV-3850，PMONl28，PTIB6S3(SEV系統(tǒng))等。TL、TR分別表示T-DNA片段的左端和右端第9章遺傳工程第9章遺傳工程●病毒載體：λ噬菌體（λPhage）λ噬菌體(溫和型)：噬菌體DNA中間約1/3的序列為中間基因簇，位于兩端的為DNA左、右臂。中間基因簇可被外源DNA替代而不影響浸染細(xì)菌的能力。能接受15kb外源DNA片段，可以作為cDNA或核DNA克隆的載體。第9章遺傳工程Schematicrepresentationofthefullvirusvectorstrategyandofsomeexamplesofthedeconstructedvirusstrategy.CP,coatprotein;GOI,geneofinterest;MP,movementprotein;P,promoter;Pol,RNAdependentRNApolymerase;RS,recombinationsite;T,terminator第9章遺傳工程Schematicdescriptionofinfectionandspreadofrepliconsbasedon(a)first-generationand(b)second-generationviralvectors.第9章遺傳工程2）重組DNA分子的構(gòu)建

重組DNA（recombinantDNA）分子：外源DNA與載體DNA相連接而形成的DNA分子。基因工程的核心：

——體外DNA重組(Recombination)，即人工將一段目的DNA插入一個(gè)載體的過(guò)程。第9章遺傳工程●構(gòu)建重組DNA分子的方法：天然粘性末端切口的限制性核酸內(nèi)切酶分別處理目的基因DNA和載體DNA→粘性末端→堿基互補(bǔ)形成雙鏈→連接酶彌合切口→重組DNA分子。第9章遺傳工程第9章遺傳工程平切的限制性?xún)?nèi)切酶處理載體和目的基因→平口→端部人工建造粘性末端→兩個(gè)DNA分子粘合→重組DNA分子。平切的限制性?xún)?nèi)切酶處理載體和目的基因→平口→T4噬菌體的連接酶直接把平口連起來(lái)→重組DNA分子。第9章遺傳工程高油酸轉(zhuǎn)化事件MON87705表達(dá)載體pMON95829抗除草劑轉(zhuǎn)化事件MON87701表達(dá)載體pMON53570抗除草劑轉(zhuǎn)化事件MON89788目標(biāo)基因插入位置

無(wú)冗余序列和額外編碼框、序列優(yōu)化、啟動(dòng)子（增強(qiáng)子、內(nèi)含子、信號(hào)肽序列等）、UTR序列、終止子序列、MAR序列等。商業(yè)化載體的構(gòu)建及載體質(zhì)量控制第9章遺傳工程3）受體細(xì)胞

受體細(xì)胞是接受重組DNA分子，目的DNA在其中得以復(fù)制擴(kuò)增、目的基因得以表達(dá)產(chǎn)生出正確的表達(dá)產(chǎn)物的細(xì)胞。從理論上講，任何原核生物和真核生物的細(xì)胞，植物和動(dòng)物的細(xì)胞都可以作為受體細(xì)胞。第9章遺傳工程

大豆未成熟子葉轉(zhuǎn)化（轉(zhuǎn)化效率1.2%）

大豆子葉節(jié)轉(zhuǎn)化（0.6%）

大豆胚尖轉(zhuǎn)化再生系統(tǒng)（0.9%）第9章遺傳工程受體選擇：○受體細(xì)胞來(lái)源的生物類(lèi)型要與所使用的載體相互適應(yīng)，即要選擇合適的載體——受體系統(tǒng)。○受體細(xì)胞要易于培養(yǎng)，適應(yīng)于大規(guī)模生產(chǎn)或易于再生成完整的生物個(gè)體?！鹩袝r(shí)由于特殊的要求而需要選用特定的受體。如某些蛋白藥物需要翻譯后糖基化修飾才具有功能，必需要以真核細(xì)胞為受體。第9章遺傳工程4）重組DNA分子轉(zhuǎn)入受體

將目的基因的DNA分子連結(jié)到載體DNA分子上后，就可以通過(guò)它進(jìn)入到宿主細(xì)胞中。轉(zhuǎn)化（transformation）：以細(xì)菌質(zhì)粒DNA作載體，將外源DNA導(dǎo)入宿主細(xì)胞的過(guò)程。轉(zhuǎn)染（transfection）：以噬菌體或病毒DNA為載體，將外源DNA片段導(dǎo)入宿主細(xì)胞的過(guò)程。第9章遺傳工程9.2.3.植物的轉(zhuǎn)化技術(shù)

一個(gè)成熟、實(shí)用性強(qiáng)的植物轉(zhuǎn)基因系統(tǒng)應(yīng)該具備以下條件：

●獲得轉(zhuǎn)基因植株的效率高；●重復(fù)性好；●設(shè)備要簡(jiǎn)單，易于操作；●由轉(zhuǎn)化至獲得轉(zhuǎn)基因植株的時(shí)間相對(duì)較短；●無(wú)基因型的依賴(lài)性，即方法的適用范圍廣，能在同一個(gè)植物種的許多基因型上成功。

第9章遺傳工程AgrobacteriumremainedthefavouredDNAdeliverymethodforthetransformationofplantsby57%,followedbyparticlebombardment(25%)anddirecttransferofDNAintoprotoplasts(14%).第9章遺傳工程1）用Ti和Ri質(zhì)粒進(jìn)行基因轉(zhuǎn)移利用農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒作為載體的農(nóng)桿菌介導(dǎo)法進(jìn)行植物基因的轉(zhuǎn)移起初只被用于雙子葉植物中，對(duì)于作為重要糧食作物的禾谷類(lèi)單子葉植物來(lái)說(shuō)其侵染率是很低，限制了其在基因轉(zhuǎn)移中實(shí)際應(yīng)用。但近年來(lái)，農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化在一些單子葉植物（尤其是水稻）中也得到了廣泛應(yīng)用。

轉(zhuǎn)基因方法：第9章遺傳工程ShrawatAK&Lǒrz,ThePlantBiotechnologyJoural,2006,4:575-603第9章遺傳工程2）微注射法(microinjection)

首先將植物細(xì)胞游離出原生質(zhì)體，用一種特制的儀器將單個(gè)原生質(zhì)體吸住，然后用鋒利微管（注射針）刺入原生質(zhì)體中，將目的基因DNA通過(guò)微管注射到受體細(xì)胞中。

第9章遺傳工程3）電穿孔法

短時(shí)間的高壓直流電脈沖的沖擊可以使原生質(zhì)膜的分子疏松，形成暫時(shí)性的小孔(3nm～4nm)，以后可以恢復(fù)正常，對(duì)原生質(zhì)體生活力無(wú)大影響。存在于原生質(zhì)體周?chē)芤褐械耐庠碊NA可以通過(guò)這種小孔進(jìn)入原生質(zhì)體，實(shí)現(xiàn)基因的直接轉(zhuǎn)移。這種方法轉(zhuǎn)化效率較高，操作簡(jiǎn)便。第9章遺傳工程4）微束激光打孔法

原生質(zhì)體在短時(shí)間微束激光照射下也可在質(zhì)膜表面形成小孔(約0.25μm2左右)，使DNA分子進(jìn)入細(xì)胞。此法與電激穿孔法相比，要求的儀器比較復(fù)雜，而且對(duì)細(xì)胞的傷害較高，若光強(qiáng)度和照射時(shí)間掌握不好，形成的小孔無(wú)法恢復(fù)，原生質(zhì)內(nèi)容物流出后會(huì)引起細(xì)胞死亡。第9章遺傳工程5）基因槍法——又稱(chēng)為高速微彈法(particlebombardment)，通過(guò)高速飛行的金屬顆粒將包被其外的目的基因直接導(dǎo)人到受體細(xì)胞內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化。與農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化相比，基因槍法轉(zhuǎn)化的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是不受受體植物范圍的限制。

第9章遺傳工程第9章遺傳工程基因槍轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)（1）克服了農(nóng)桿菌介導(dǎo)的寄主限制；（2）對(duì)靶細(xì)胞幾乎沒(méi)有要求；

（3）簡(jiǎn)化了質(zhì)粒的構(gòu)建；（4）簡(jiǎn)化了轉(zhuǎn)化方法；（5）避免了農(nóng)桿菌污染造成的假陽(yáng)性；（6）可以獲得持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的瞬時(shí)表達(dá)。第9章遺傳工程6）通過(guò)植物性器官進(jìn)行基因直接轉(zhuǎn)移

在棉花等植物受粉后，用外源DNA涂抹柱頭或?qū)⑵渥⑸淙胱臃績(jī)?nèi)，當(dāng)子房和胚珠處于感受態(tài)時(shí)，外源DNA可以通過(guò)花粉管通道和珠孔進(jìn)入胚囊和卵細(xì)胞，使后代某些性狀發(fā)生變化。這種方法簡(jiǎn)便易行，可在植物體上操作。第9章遺傳工程O(píng)vary-drip

transformationPollen-tubepathwaymethod:DNAsolutionwasappliedtothecutstyles.

Ovary-dripmethod:DNAsolutionwasappliedtotheovarieswithentirelydecapitatedstyles第9章遺傳工程Piercing

and

vacuum

infiltration

ofthematureembryoProcedureoftransformation.A.Seedssoakedinwaterfor2days.Thearrowheadsshowtheembryoregion.B.Inoculationofaseedwithaneedle.C.Anillustrationshowingthedirectionofpiercing.Thedirectionofpiercingwasshownindetailinthetoprightcornerillustration.Theneedlepiercedthesideoftheplumulewhichliedbeneaththehuskwhereashootwouldlateremerge.D.ThepiercedseedssoakedintheAgrobacteriuminoculumanddrawnvacuumforinfiltration.E.Seedlingsafterincubationindarkfor9days第9章遺傳工程

除農(nóng)桿菌介導(dǎo)的轉(zhuǎn)化用Ti和Ri質(zhì)粒為載體進(jìn)行基因轉(zhuǎn)移外，其他5種方法（微注射法、電穿孔法、微束激光打孔法、基因槍法、花粉管通道法）均不需載體，屬于基因的直接轉(zhuǎn)移。

基因的直接轉(zhuǎn)移大大擴(kuò)大了植物基因轉(zhuǎn)移的范圍，特別是能對(duì)禾谷類(lèi)等原生質(zhì)體培養(yǎng)比較困難的重要糧食作物進(jìn)行基因轉(zhuǎn)移。

第9章遺傳工程轉(zhuǎn)化方法PEG法電擊法微針注射法花粉管通道法受體材料原生質(zhì)體原生質(zhì)體原生質(zhì)體卵細(xì)胞宿主范圍無(wú)無(wú)無(wú)有性繁殖植物組培條件復(fù)雜復(fù)雜復(fù)雜無(wú)嵌合體比例無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)操作復(fù)雜性簡(jiǎn)單復(fù)雜復(fù)雜簡(jiǎn)單設(shè)備要求便宜昂貴昂貴便宜工作效率低低低低單子葉植物應(yīng)用可行可行可行廣泛第9章遺傳工程9.2.4.動(dòng)物的轉(zhuǎn)基因技術(shù)（自學(xué)）

世界上第一只轉(zhuǎn)基因動(dòng)物——轉(zhuǎn)基因小鼠

美國(guó)科學(xué)家戈登(Gordon)等（1981）將小鼠的受精卵取出來(lái)，在顯微鏡下將胸苷激酶基因用玻璃微管送入受精卵的雄原核，然后立刻輸入假孕母鼠的輸卵管中，使其在子宮內(nèi)著床，最終發(fā)育成轉(zhuǎn)基因小鼠。第9章遺傳工程9.2.5應(yīng)用領(lǐng)域與意義●基因工程是研究分子遺傳學(xué)基本理論的一個(gè)重要手段。與細(xì)胞分化、生長(zhǎng)發(fā)育、腫瘤發(fā)生、基因的精細(xì)結(jié)構(gòu)、功能、調(diào)控機(jī)理等研究有關(guān)?！窕蚬こ虨榻鉀Q農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)學(xué)、環(huán)境和能源等方面的許多重大問(wèn)題開(kāi)辟了新途徑。如固氮基因的轉(zhuǎn)移，提高谷類(lèi)作物的蛋白質(zhì)含量，提高工業(yè)發(fā)酵產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，創(chuàng)造清除環(huán)境污染的新微生物類(lèi)型，人類(lèi)遺傳疾病的治療，用工業(yè)微生物發(fā)酵方法生產(chǎn)人類(lèi)所需要的疫苗、抗體、激素、酶和維生素等。第9章遺傳工程

（1）種植業(yè)方面：轉(zhuǎn)基因新品種的選育和利用

利用基因工程技術(shù)可以將外源基因?qū)胫参锛?xì)胞獲得轉(zhuǎn)基因植物，為農(nóng)林育種提供了一條十分有用的途徑，人們可以在一定范圍內(nèi)根據(jù)自己的意愿來(lái)改造植物的一些性狀。到目前為止，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)獲得60多種轉(zhuǎn)基因植物（如抗病毒、抗真菌、抗蟲(chóng)害和抗除草劑等特性的植物），其中玉米、大豆、油菜、馬鈴薯、番茄和棉花等已經(jīng)大面積種植。第9章遺傳工程●轉(zhuǎn)基因植物

轉(zhuǎn)Bt基因棉花——抗棉鈴蟲(chóng)第9章遺傳工程●轉(zhuǎn)基因植物

轉(zhuǎn)基因番木瓜——抗環(huán)斑病毒第9章遺傳工程改變花色的轉(zhuǎn)基因矮牽牛花第9章遺傳工程藍(lán)色玫瑰一直是人類(lèi)美麗的夢(mèng)想基因工程正在將它變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)第9章遺傳工程

據(jù)國(guó)際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應(yīng)用服務(wù)組織（ISAAA）統(tǒng)計(jì)，2012年全球轉(zhuǎn)基因作物種植面積達(dá)到1.7億hm2，相當(dāng)于我國(guó)耕地面積的1.38倍，總產(chǎn)值約1800億美元。種植轉(zhuǎn)基因大豆的國(guó)家達(dá)到11個(gè)（轉(zhuǎn)基因作物種植國(guó)家總數(shù)為28個(gè)）。第9章遺傳工程2012年，轉(zhuǎn)基因作物種植面積最大的作物為大豆（8100萬(wàn)公頃，48%）、玉米（5565萬(wàn)公頃，32.7%）、棉花（2430萬(wàn)公頃，14.3%）、油菜（930萬(wàn)公頃，5.5%）。轉(zhuǎn)基因大豆仍然是是主要的轉(zhuǎn)基因作物。2012年，轉(zhuǎn)基因大豆種植面積約占全球大豆種植總面積的81%，玉米為35%，棉花為81%，油菜為30%。第9章遺傳工程法規(guī)評(píng)價(jià)、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)目標(biāo)作物規(guī)?；D(zhuǎn)化、性狀鑒定基因及元件優(yōu)化、目標(biāo)作物轉(zhuǎn)化大通量基因篩選、模式作物測(cè)試階段4：法規(guī)評(píng)價(jià)階段3：轉(zhuǎn)化及鑒定階段2：基因優(yōu)化階段1：基因驗(yàn)證產(chǎn)品上市階段5：商業(yè)化開(kāi)發(fā)研發(fā)周期：10-15年研發(fā)投入：360萬(wàn)美元/天研發(fā)成本：1.35億美元/轉(zhuǎn)基因作物國(guó)外公司轉(zhuǎn)基因作物開(kāi)發(fā)流程第9章遺傳工程項(xiàng)目階段1階段2階段3階段4階段5高產(chǎn)大豆第二代高產(chǎn)大豆抗蟲(chóng)、抗除草劑大豆第二代抗蟲(chóng)、抗除草劑大豆抗線(xiàn)蟲(chóng)大豆抗病大豆易加工高品質(zhì)大豆高油大豆第二代高油大豆Omega3大豆低亞麻酸大豆高飽和脂肪酸大豆未來(lái)5-10年內(nèi)有望進(jìn)入商業(yè)化應(yīng)用的轉(zhuǎn)化事件第9章遺傳工程

轉(zhuǎn)基因大豆材料室內(nèi)接種斜紋夜蛾，感蟲(chóng)指數(shù)在0-14.29之間,表現(xiàn)為高抗，已完成中間試驗(yàn)，正在申報(bào)環(huán)境釋放。轉(zhuǎn)cry1Ac-pta基因大豆室內(nèi)接種斜紋夜蛾鑒定結(jié)果材料名平均感蟲(chóng)指數(shù)/%抗性AH3004-120HRAH3005-214.29HRAH3008-111.43HRAH6001-15.71HRAH6001-20HRAH6006-15.71HRAH6006-68.57HRAH6001-2對(duì)照HC6轉(zhuǎn)cry1Ac基因抗食葉性害蟲(chóng)大豆第9章遺傳工程

（2）畜牧業(yè)方面

一是獲得轉(zhuǎn)基因家畜和家禽，培育出更適合人類(lèi)需要的畜禽新品種，已獲得了轉(zhuǎn)基因兔、雞、豬、牛、羊等基因工程動(dòng)物。

另一方面是生產(chǎn)基因工程疫苗，為獸醫(yī)提供新的預(yù)防和治療藥物以及診斷的探針等。第9章遺傳工程

（3）醫(yī)學(xué)方面

A、醫(yī)藥工業(yè)：用大腸桿菌生產(chǎn)人的生長(zhǎng)激素釋放抑制因子是基因工程第一個(gè)成功的實(shí)例。目前用基因工程方法商業(yè)化生產(chǎn)醫(yī)藥品投產(chǎn)的10多種，如胰島素、干擾素、人生長(zhǎng)激素因子、表皮生長(zhǎng)因子、乙肝疫苗等。

基因工程方法生產(chǎn)的藥品純度高，療效顯著，副作用小，由于是工業(yè)化發(fā)酵生產(chǎn)，成本低，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。生物制藥已經(jīng)成為21世紀(jì)的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)。第9章遺傳工程小鼠單克隆抗體的生產(chǎn)第9章遺傳工程第9章遺傳工程

B、基因治療

——指利用基因工程技術(shù)，將外源基因?qū)嘶颊叩陌屑?xì)胞或組織內(nèi)，糾正或補(bǔ)償致病基因的缺陷，關(guān)閉或抑制異常表達(dá)的基因，從而達(dá)到治療某種疾病的目的。如進(jìn)行遺傳病治療，用正常的基因來(lái)代替缺陷基因或者來(lái)補(bǔ)救缺陷基因的致病因素。第9章遺傳工程基因治療：

方法：減毒的病毒DNA作載體(retrovirusDNA)→構(gòu)建重組DNA分子→用病毒包裝物包裝后形成的減毒病毒感染患者的細(xì)胞→將正常基因整合到染色體上。第9章遺傳工程

（4）環(huán)境保護(hù)方面

環(huán)境監(jiān)測(cè)：利用基因工程技術(shù)合成特異的核酸片段(DNA或RNA)作為探針來(lái)快速而靈敏地檢測(cè)環(huán)境中有害微生物的存在和數(shù)量。

環(huán)境凈化：利用基因工程技術(shù)改造微生物或植物，使之能有效降解環(huán)境中的污染物，或利用工農(nóng)業(yè)廢料再生有用的產(chǎn)品，或富積環(huán)境中的某些元素達(dá)到凈化環(huán)境和回收利用的目的等（如，合成的“超級(jí)細(xì)菌”能吞食和分解多種污染環(huán)境的物質(zhì))。

第9章遺傳工程GreenFuture—Bioenergyorbiodisel第9章遺傳工程9.2.6.轉(zhuǎn)基因的安全Goodorbad?第9章遺傳工程Footandmonthdisease,birdflu第9章遺傳工程第9章遺傳工程第9章遺傳工程第9章遺傳工程Questions?Aregeneticmodifiedcropsnew?What’sthedifferenceofGMcropscomparedtotraditionalcropbreeding?HowweproducedGMcrops?Isthereanyneedforsomenewregulatoryapproach?WhataretheprinciplesorcriterianeededforGMcrops?第9章遺傳工程Questions(cont’d)6.WhataretheimpactsofGMcropsonecology(environment)andeconomy(tradeorsociety)?7.HowwejudgethesafetyofGMfoods?8.HowwedecidetherelatedpolicyofGMcrops(riskassessmentandevaluation)?9.HowwegrowandmanagetheGMcropsgrowthandproduction?第9章遺傳工程PlantBiotechnologyTimeline

Adaptedfrom:CouncilforBiotechnologyInformationhttp://=2157第9章遺傳工程PlantBiotechnologyTimeline(Con’t)Adaptedfrom:CouncilforBiotechnologyInformationhttp://=2157第9章遺傳工程

Plantbiotechnologyisanextensionofthistraditionalplantbreedingwithoneveryimportantdifference--plantbiotechnologyallowsforthetransferofagreatervarietyofgeneticinformationinamoreprecise,controlledmanner.Adaptedfrom:CouncilforBiotechnologyInformation第9章遺傳工程9.2.6.轉(zhuǎn)基因的安全1.植物基因工程與人類(lèi)食物安全2.植物基因工程與生態(tài)安全3.植物基因工程與社會(huì)發(fā)展4.植物基因工程的新策略5.轉(zhuǎn)基因植物的安全評(píng)價(jià)第9章遺傳工程1.植物基因工程與人類(lèi)食物安全

PotentialRiskstoHumanHealthallergieshorizontaltransferandantibioticresistanceeatingforeignDNAchangednutrientlevels

第9章遺傳工程1996InternationalFoodBiotechnologyCouncil/theAllergyandImmunologyInstituteoftheInternationalLifeSciencesInstitute(IFBC/ILSI)DecisionTree第9章遺傳工程第9章遺傳工程●Co-transformation●Site-specificrecombination-mediatedmarkerDeletion●Transposon-basedmarkermethods●Intrachromosomalrecombinationsystem●Removalofchloroplastmarkergenes●MarkersnotbasedonantibioticorherbicideresistanceMethodstoproducemarker-freetransgenicplantsDarbaniB.,etal.Methodstoproducemarker-freetransformedplants.Biotechnol.J.,2007,2:83-90第9章遺傳工程

Geneticengineeringofcanolaoilthatishighinlauricacid第9章遺傳工程第9章遺傳工程Adaptedfrom:...

Processandgenesinvolvedingoldenriceproduction第9章遺傳工程

“Onedayinthefuture,oralpoliovaccinewillbestoppedandcountrieswillbefreeofpolio.”

—DavidL.Heymann,MD

Backgroundimage:Poliovirus.Source:CDC/J.J.EspositoandF.A.MurphyWorld'sfirstoralplantvaccinehepatitisBvirus,CornellUniversityPlantscanbeusedtodeliverediblevaccinesforhumanhealthybenefit第9章遺傳工程2.植物基因工程與生態(tài)安全

Damagetothenaturalenvironmentcrop-to-weedgeneflowleakageofGMproteinsintosoilreductionsinpesticidespraying:aretheyreal?第9章遺傳工程第9章遺傳工程第9章遺傳工程SuzanneI,etal.,GeneFlow,Invasiveness,andEcologicalImpactofGeneticallyModifiedCrops.THEYEARINEVOLUTIONARYBIOLOGY2009第9章遺傳工程Disruptionofcurrentpracticesoffarmingandfoodproductionindevelopedcountriescrop-to-cropgeneflowDisruptionoftraditionalpracticesandeconomiesinlessdevelopedcountriesLackofresearchonconsequencesoftransgeniccropsdisruptionofnaturalecosystemsintroductionofdiseasescreationofbiologicalweapons3植物基因工程與社會(huì)發(fā)展第9章遺傳工程4.植物基因工程的新策略

1）基于RNAi的基因操作2）核酶基因操作3）定點(diǎn)重組系統(tǒng)4）質(zhì)體/葉綠體的轉(zhuǎn)化策略5）多基因轉(zhuǎn)化第9章遺傳工程安全性評(píng)價(jià)過(guò)程華恢1號(hào)及Bt汕優(yōu)63的選育1995-1998年中間性試驗(yàn)1999-2000年環(huán)境釋放試驗(yàn)2001-2002年生產(chǎn)性試驗(yàn)2003-2004年申報(bào)安全證書(shū)2005年獲得安全證書(shū)2009/8/17農(nóng)業(yè)部組織的第三方驗(yàn)證2007-2008年第9章遺傳工程ReactionofBtShanyou63(right)andShanyou63control(left)againstartificialinfestationofyellowstemborer抗鱗翅目害蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因水稻新材料研制第9章遺傳工程華恢1號(hào)安評(píng)批件第9章遺傳工程Conceptforbio-safetyregulationAlwayscasebycase,stepbystep (precautionaryprinciple)2.Safetyrequirementdependsonwhereyouare.第9章遺傳工程§9.3克隆技術(shù)

自英國(guó)科學(xué)家利用體細(xì)胞培養(yǎng)克隆羊成功后（發(fā)表在1997年2月27日出版的《自然》雜志上），在全世界引起了一場(chǎng)“克隆風(fēng)暴”。

第9章遺傳工程9.3.1克隆的概念

克?。╟lone）一詞源于希臘語(yǔ)“Klón”，意為“小分枝”或“后代”。在生物學(xué)里，“克隆”表示復(fù)制一個(gè)生物個(gè)體，如用一只動(dòng)物或一株植物，復(fù)制出一群個(gè)體，其中的每一個(gè)體都具有與母本相同的基因(遺傳因子)。“克隆”一詞原先被用于描述由植物體通過(guò)無(wú)性繁殖所生產(chǎn)出來(lái)的后代。由單個(gè)細(xì)胞經(jīng)無(wú)性繁殖發(fā)育成新的生物個(gè)體稱(chēng)為克隆。

第9章遺傳工程△根據(jù)其研究或操作的對(duì)象，克隆可分為四大類(lèi)：

基因