6.2 基因工程的应用--农业 (2).pptx

;基因工程技术在农业中的应用;一. 黄金大米;黄金大米的研发背景;维生素A缺乏症患者的视觉、免疫系统、血液的形成和骨骼生长的状态都很差，科学家估计这是导致每年200万人死亡的罪魁祸首。1992年，联合国儿童基金会估计，全球大约有1.24亿名儿童严重缺乏维生素A，这导致每年大约有50万名儿童眼盲，其中有许多甚至因为缺乏维生素而死。;美国洛克菲勒基金会，决定资助一些能解决这方面问题的研究项目。 来自瑞士苏黎世理工大学的植物科学家Ingo Potrykus和德国弗莱堡大学的Peter Beyer一起成功争取到了基金会解决微量营养素缺乏尤其是维生素A缺乏的资助项目。;黄金大米的研发过程;β—胡萝卜素与维生素A之间的关系：植物来源的β—胡萝卜素是人体内合成维生素A的重要前体;最终，黄金大米相关的研究结果发表在了《Science》杂志上，当时研究结果一发表就引起了科学界、媒体和公众极大的关注，2000年7月31日，美国《时代》杂志对黄金大米的研发做了封面报道;第二代黄金大米;二. Bt抗虫转基因作物;使用传统杀虫剂已经形成了一个恶性循环： 杀虫剂不仅消灭了害虫，也杀死了其他很多昆虫，因而影响了敏感的生态学平衡，也会逐渐毒害其他生物，如以昆虫为食的鸟类 杀虫剂残留物会通过食物链进入人类的食物中;比如在玉米的种植过程中，玉米蛀虫和玉米根蛀虫是对玉米危害性最大的害虫，玉米蛀虫的幼虫孵化出来以后以叶轮为食，最后转移到茎孔中化蛹从而逃脱了杀虫剂的作用；而根蛀虫已经对各种农药产生了抗性，根蛀虫的一个变种已经进化出能够抵抗作物轮种的方法。;;科学家发现了一种叫苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis）的细菌，这是一种土壤细菌, 在其孢子体形成过程中可产生一种原毒蛋白——δ-内毒素。 当δ-内毒素进入敏感害虫的中肠后, 可被其中的蛋白酶剪切成具有活性的毒蛋白, 这些大小为60 ～ 65 Da 的有毒多肽很快就和害虫肠道上皮细胞结合。;经过几年的试验，科学家发现苏云金芽孢杆菌有很好的除虫作用。 一开始，人们是通过将苏云金芽孢杆菌在生物反应器中大量培养，做成生物制剂来使用，一吨的微生物产物足够消灭740英亩有虫害的森林、甜菜地、棉地或水果种植园。;Bt转基因作物的产生;Bt作物能够针对目标虫害提供高效的自我保护，其保护水平至少不低于之前使用的虫害控制强度。与化学杀虫剂不同，Bt作物的抗虫能力是内在的本质属性，并且能够持续作用一个季节，对虫害的保护也有所强化，因此能增加产量。 降低了杀虫剂的需求，从而降低了使用农药的成本，增加了收益。 由于Bt植物本身的抗虫性，减少了化学类农药的使用，一些杀虫剂的停用使栖息在田间的益虫得以存活，这样也提供了对害虫的次级控制。;从原理上讲，Bt蛋白对人体是无害的，因为我们人体内不含有能够把原毒蛋白剪切形成毒性蛋白的消化酶。;传统的防除杂草的方法是使用除草剂 传统的化学性除草剂虽然除草效果明显，但往往对农作物也会造成一定的伤害，甚至导致对除草剂敏感的作物死亡。 随着基因工程技术的发展，人们开始利用这些技术来提高作物自身的除草剂抗性，于是就产生了具有除草剂抗性的转基因作物。;这里主要给大家介绍早期运用通过两种不同的策略产生的分别对两种不同的除草剂（草铵膦、草甘膦）具有抗性的转基因作物;;抗草甘膦转基因作物的产生;;抗草铵膦转基因作物的产生;草铵膦乙酰转移酶作用机制;总结;第一，提高除草效果、降低除草成本； 第二，利于采用保护性耕作，美国自引入除草剂抗性大豆以来无耕作大豆播种面积提高了近三分之一。保土耕作技术的推广不仅减少了水土流失，同时还提高了水的使用率以及土壤中有机质的含量。 第三，有助于采用窄行间距种植，除草剂抗性转基因大豆的行间距缩至原来的一半，合理密植加快了作物顶冠闭合，从而增强了作物的生命力，达到高产目标。;