第三章作物基因工程详解.ppt

第三章 作物基因工程 第一节 基因工程与转基因作物 第二节 无标记转基因作物获得技术 第三节 转基因作物的遗传特性 第一节 基因工程与转基因作物 1.1 基因工程1865 1865 1.2 转基因作物 转基因的作用 转基因作物在全球分布 四大转基因作物种植面积 第二节 无标记转基因作物获得技术 第三节 转基因作物的遗传特性 3.1 外源DNA的整合特性 整合位点是随机的，但多发生在同源序列区和高度重复序列区。 农杆菌转化法整合外源基因拷贝数较少，往往是单拷贝；基因枪转化法整合外源基因拷贝数较多，往往多单拷贝；采用强启动子整合外源基因拷贝数较多。 3.2 位点特异性重组 重组只发生在具有特定DNA序列的位置上，由特定的酶来识别该特定序列并产生作用，从而使DNA重组，也称定位重组。 目前发现的有4个定位重组系统： Cre/lox，FLP/FRT，R/RS，Gin/gix 定位重组系统 Cre/lox定位重组系统的工作方式 loxP基因座的序列和结构 3.3 外源基因的表达 3.3.1 瞬时表达 短时间内的外源基因表达。 瞬时表达是未整合的外源基因的表达，是一种正常的表达方式。 常被用来进行农杆菌转化能力的检测，基因表达调控研究，基因功能初步验证。 3.3.2 稳定表达 1 组成型表达及其启动子 特点：上游存在6聚体花纹序列TGACTG，其往往以重复形式出现并被6-8bp隔开。 nos 和 ocs启动子(后者对禾本科无启动能力) 双向启动子：479bp CaMV 35S启动子 2 组织特异性表达及启动子 马铃薯块茎蛋白基因启动子：只在块茎中表达，茎秆和根系偶尔表达，但不在叶片中表达。 小麦胚乳特异表达的ADP-葡萄糖焦磷酸化酶基因启动子；番茄果实成熟特异性表达的多聚半乳糖醛酸酶基因启动子；花粉特异表达基因（lat52）启动子。 3 诱导型表达及启动子 光诱导启动子：SSrbc和LHCPa/b 热诱导启动子：热激蛋白启动子 损伤诱导启动子： 低温诱导启动子： 3.3.3 同源性表达和异源性表达 非植物来源的基因在植物细胞中表达称为异源性表达。 植物基因在同种或非同种植物细胞中的表达称为同源性表达。 习 题 1 转基因作物进展 2 无标记基因转基因作物获得技术有哪些？ 3 外源基因整合和表达有什么特点？ Cre loxP loxP A： B： C： 缺失 倒位 插入，即位点特异性重组 + 质粒 ATAACTTCGTATA TATTGAAGCATAT TATACGAAGTTAT ATATGCTTCAATA ATGTATGC TACATACG * 1972 - Paul Berg Produces first recombinant DNA using EcoRI EcoRI recognition sites Plasmid DNA EcoRI cuts DNA into fragments Sticky end SV40 DNA The two fragments stick together by base pairing DNA ligase Recombinant DNA 1973 - Boyer, Cohen Chang Transform E. coli with recombinant plasmid Stanley Cohen Annie Chan Herbert Boyer Kanamycin resistance gene Plasmid pSC101 Tetracycline resistance gene E. coli transformed with recombinant plasmid Transformed cells plated onto medium with kanamycin and tetracycline Only cells with recombinant plasmid survive to produce colonies 载体结构的三大要素： 多克隆位点 选择标记（耐药性，LacZ） 独立的复制单位 种类： 质粒 噬菌体 酵母人工染色体（YAC） 反转录病毒载体 表达载体 1996年至2008年全球转基因作物种植面积：工业化国家与发展中国家（单位：百万公顷） 资料来源： Clive James，2008 得益于采用复合性状并拓展具有农艺、优质及其他特性的作物，再加上约3年后将应用的耐旱特性，美国、加拿大和澳大利亚的转基因作物会继续保持增长 。 高昂的农产品价格会促进转基因作