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转基因植物图片

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转基因植物

转基因植物
转基因植物
拥有来自其他物种基因的植物
01 由来
03 转化受体 05 潜在危害
目录
02 优点 04 转化方法 06 国外现状
转基因植物(Genetically modified plants)是拥有来自其他物种基因的植物。该基因变化过程可以来自不 同物种之间的杂交，但今天该名词更多的特指那些在实验室里通过重组DNA技术人工插入其他物种基因以创造出 拥有新特性的植物。
美国转基因植物的商业化速度进展很快，其推广应用走在其它国家的前列。1994年美国Calgene公司研制的 转基因延熟番茄首次进入商业化生产，到1998年底就有30多例转基因植物被批准进行商业化生产。1999年全球转 基因植物种植面积中，美国就占72%，达2870万公顷；其次是阿根廷670万公顷；占17%；加拿大400万公顷，占 10%；中国名列第4位，1999年种植面积达30万公顷，占1%，其他国家的种植面积都小于1%。
在国家“863”高新技术研究与发展计划及国家科技攻关计划的资助下，中国转基因植物的研究和开发取得 了显著的进展，有些研究已经达到国际先进水平。据1996年国生物技术学会统计，中国投入研究和开发的转基因 植物达47种，涉及各类基因103种有近20种转基因植物进入了田间试验或环境释放阶段。至1999年，农业部批准 可进行商业化生产的国内研制的转基因植物有5种，它们分别是：抗虫棉花、改变花色的矮牵牛、延熟番茄、抗病 毒的甜椒和番茄。
谢谢观看
农作物生物技术育种的研究已经不再处于实验室阶段，而是进入了实际应用，走到了商业化阶段。转基因植 物在全球的种植面积增长迅速，种植转基因植物的国家从1992年的1个增长到1996年的6个，1998年9个，1999年 进一步扩大到12个国家。全球转基因植物的种植面积1996年仅为170万公顷，1997年为1100万公顷，1998年增长 到2780万公顷，1999年又比1998年增长44%，达到3990万公顷。

《转基因动植物》课件

《转基因动植物》课件
生物制药
利用转基因动物生产具有治疗价值的蛋白质药物 ，如转基因羊生产抗凝血酶。
转基因动物的生产流程
基因克隆与载体构建
将目的基因克隆到载体上，构建成表达载体 。
胚胎移植与繁殖
将转基因胚胎移植到代孕母体中，繁殖出转 基因动物。
受精卵显微注射
将表达载体注射到受精卵中，获得转基因胚 胎。
后代鉴定与筛选
对转基因动物后代进行鉴定和筛选，确保获 得符合要求的转基因动物。
新型转基因方法的探索
目前转基因技术主要依赖于导入外源基因，未来 将探索更多新型的转基因方法，如基因沉默、基 因激活等。
安全性评估的完善
随着转基因技术的进步，未来将进一步完善转基 因产品的安全性评估方法，确保转基因产品的安 全性和可靠性。
转基因动植物的未来应用前景
01
提高农业生产效率
通过转基因技术改良作物，提高抗逆性、抗病性、产量和品质，为农业
长期安全性评估
对转基因植物进行长期跟踪研 究和生态评估，以检测可能出
现的负面影响。
食品安全性评估
对转基因食品进行毒理学和营 养学评估，确保其安全性和营 养价值与传统食品相当。
环境安全性评估
评估转基因植物对生态环境的 影响，如对非靶标生物的影响 、对生态平衡的影响等。
社会经济安全性评估
评估转基因植物对农业生产和 社会经济的影响，如对农民生
转化方法
包括农杆菌转化法、基因枪法、微注 射法等，每种方法各有优缺点，适用 于不同植物。
转基因植物的优缺点
优点
提高抗逆性、抗虫性、抗病性等，增 加产量和营养价值，改良品质等。
缺点
可能对生态环境造成潜在风险，如基 因漂流导致野生种群基因污染；可能 影响食物安全，如产生过敏源或毒素 等。

各种性状的转基因植物

各种性状的转基因植物
14
草 甘 膦 的 杀 草 机 理
15
叶绿素的合成受 到抑制
草
甘
膦 叶绿体变形裂解 的
杀
草
机
细胞膜从细胞壁 上脱落，细胞瓦
理解
16
抗
草
甘
膦
转
转入的CP基 因编码的
基
SPSPS
EPSP
草甘膦抑 制EPSPS 的活性
因
作
物
的
策 略
修饰草甘膦作用的靶 蛋白，使其对草甘膦 不敏感
17
抗 草
引入酶或酶系统，在除草剂 发生作用前将其降解或解毒
23
盐生植物
泌盐盐生植物：盐腺泌盐 真盐生植物：叶或茎肉质化 假盐生植物：拒绝盐进入植物体
24
柽柳（泌盐盐生植物） 碱蓬（真盐生植物）
芦苇（假盐生植物）
25
红树（天然的耐盐植物）
红树耐盐策略：
– 红树积聚低分子量碳水化合物平衡渗透势 – 能防止盐分进入树根中的木质部 – 能以超滤作用防止盐分运送到各组织中 – 能利用水泵原理，把多余的盐分从根部排出
4
已推广或研制成功的抗草甘膦植物
粮食作物
5
已推广或研制成功的抗草甘膦植物
油料作物
6
花生开花授粉后，子房基部的子 房柄不断伸长，子房柄把子房往 外推出，便形成了一个锥形的保 护帽，在开花后的3-5天便可形成 肉眼可见的针状物，所以把子房 柄和顶端锥形的子房形象地称为 “果针”。
果针迅速地纵向伸长。它先向上 生长，几天后，子房柄下垂于地 面。在延伸的过程中，子房柄表 皮细胞木质化，保护幼嫩的果针 入土。
危害豌豆、蚕豆、油菜、甘蓝、白莱、萝卜等
33
马铃薯甲虫

转基因植物图片

转基因植物图片

分子缝合针----DNA连接酶
种类
T4 DNA连接酶：既能“缝合” 双链DNA片段互补的黏性末端， 也能“缝合”双链DNA的平末 端（效率低）
E·coli DNA连接酶：只能将 双链片段互补的黏性末端连接
基因进入受体细胞的载体（分子运输车）
常用载体
• 质粒 • λ噬菌体的衍生物 • 动植物病毒
彩色玉米
7/30/2020
Copyright© Jiangyong
巨型鲑鱼
7/30/2020
Copyright© Jiangyong
荧光鱼
7/30/2020
Copyright© Jiangyong
超级奶牛
7/30/2020
Copyright© Jiangyong
培育出人耳的小鼠
7/30/2020
Copyright© Jiangyong 7/30/2020
限制性核酸内切酶(限制酶)
来源：主要从原核生物中分离 化学本质：蛋白质 作用：能够识别双链DNA分子的某种特定 核苷酸序列，并使每一条链中特定部位的 两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。 特性：特异性。即限制酶识别特定的脱氧 核苷酸序列，切割特定位点 切割后的DNA末端：黏性末端；平末端
90年代
基因诊断技术渐趋成熟
基因治疗合法化
人类基因计划的启动
分子生物学各分支学科的建立与发展
从20世纪50年代起，分子生物学领域的研究 成果共获得40项诺贝尔医学-生理科学奖，说 明分子生物学在生命科学研究中的重要性
根据桑格法开发的DNA自动定序机使一周（24小时运转）解读100 万甚至几百万个碱基成为可能。它为“人类基因组计划”立下了汗马功 劳
Copyright© Jiangyong

转基因植物

转基因植物
• 生态方面的风险： • 例如，人们担心转基因作物的基因会“污染”其同种非转基因作物，特别是其野生的
亲缘物种。 • 许多专家建议对转基因作物的栽种范围作出一定限制，例如不要在有野生的亲缘物种
的地区种植相应的转基因作物。
第十八页，共29页。
各国的转基因情况(qíngkuàng)：
• 1.美国 • 美国是转基因技术采用最多的国家。自20世纪90年代初将基因改
第十五页，共29页。
安全性
• 食品安全性也是转基因植物安全性评价的一个重要方面。如果转基因植物生产的产品与传统 产品具有实质等同性，则可以认为是安全的。若转基因植物生产的产品与传统产品不存在实 质等同性，则应进行严格的安全性评价。在进行实质等同性评价时，一般需要考虑以下一些 主要方面。
• 有毒物质：必须确保(quèbǎo)转入外源基因或基因产物对人畜无毒。如转Bt杀虫基因玉米 除含有Bt杀虫蛋白外，与传统玉米在营养物质含量等方面具有实质等同性。要评价它作为饲 料或食品的安全性，则应集中研究Bt蛋白对人畜的安全性。
第五页，共29页。
基因(jīyīn)枪法
• 通过一种被称为基因枪的设备，利用火药爆炸或高压 (gāoyā)气体加速，将包裹了带外源目的基因的高速微弹 直接送入完整植物细胞中。外源目的基因会随机地插入到 植物基因组中，从而实现转基因操作。
• 与农杆菌介导的转化方法相比，基因枪法不受植物是否单 子叶或双子叶类型的限制，且其载体质粒的构建也相对简 单；但基因枪法产生的转基因植物中，外源基因的表达不 如农杆菌介导法稳定，成本也相对较高，而且需要特殊的 仪器。
第二十一页，共29页。
俄罗斯
• 2006年年末，世界闻名的反食用转基因产品专家、俄罗斯生物学家伊丽娜・ 叶尔马科娃走马上任，当选为俄罗斯国家基因安全研究会副主席。

《转基因植物》课件

《转基因植物》课件

未来转基因植物的研究将更加注重可 持续性和环境保护，例如开发抗旱、 耐盐和固氮能力的转基因作物。
此外，随着基因编辑技术的发展，如 CRISPR-Cas9系统，将有望实现更为 精确和高效的基因操作，为转基因植 物的研发带来更多可能性。
03
转基因植物的优缺点
转基因植物的优点
01
02
03
04
提高抗逆性
转基因植株的抗逆性分析
检测转基因植株对环境胁迫的抗逆能力，如抗虫 、抗病、抗旱等。
ABCD
转基因植株的表型分析
比较转基因植株与非转基因植株在生长、发育、 产量等方面的差异。
转基因食品的安全性评估
根据国际公认的转基因食品安全评价标准，对转 基因食品进行全面的安全性评估。
05
转基因植物的实际应用
转基因作物的种植
转基因植物的应用
转基因植物在农业生产中具有广泛的应用，可以提高作物的产量和品质，降低生 产成本，提高农业生产效益。
此外，转基因植物还可以用于生物能源、生物医药、环境保护等领域，为人类社 会的可持续发展提供重要的技术支持。
02
转基因植物的研发历程
转基因植物的起源
转基因植物的起源可以追溯到20世纪70年代，当时科学家开 始研究通过改变植物基因来改良作物。
02
转基因技术是现代生物技术的重 要组成部分，它能够打破物种界 限，实现基因在不同物种之间的 转移和表达。
转基因植物的种类
根据外源基因的来源和功能，转基因 植物可以分为抗虫转基因植物、抗病 转基因植物、抗除草剂转基因植物、 抗逆境转基因植物等。
此外，根据转基因的目的和应用，还 可以将转基因植物分为食用转基因植 物、非食用转基因植物、工业用转基 因植物等。

转基因动植物ppt课件

18
19
20
第二节 构建转基因的农作物
提高农作物质量和产量的有两方法。一是杂交育种， 但不可能将所有的优良性状组合到一种植物中。二 是用杀虫剂和除草剂。长期使用化学药物会导致环 境的破坏。而用转基因的方法能克服以上的问题。 达到增加产量，改进质量并可抗病虫害以及抗干旱、 盐碱等。有两种产生转基因农作物的常用方法： （1）通过根癌农杆菌的Ti质粒转化双子叶植物； （2）用基因抢等装置发出高速粒子轰击单子叶植物 等。
4
一、P因子介导的转化
转座因子含有两个功能区：
（1）转座因子两端的DNA重复序列，此是整合和切 离所需要的；
（2）编码转座酶的DNA序列，此是转座所需要的。
A.Spradling 和G.Rubin根据在其他系统中转座因子 的研究，论述了克隆的P因子序列可用于构建果蝇 的表达载体，诱导克隆的DNA的“终末”转座到果 蝇的生殖细胞中。他们使用的技术是用鉴别转座基 因的标记基因和待测定的实验基因取代克隆P因子 中的转座酶编码序列。
SB是水手转座因子超家族中的一员，长1.6kb, 两侧是 231bp的IR。中央区编码一个转座酶和DNA识别区。它 能够将自己插入到基因或基因之间，活化或关闭一个基 因的正常功能。实验证明，SB能将外源基因插入到脊椎 动物培养细胞中，包括小鼠的胚胎干细胞及人类细胞。
转座因子睡美人的结构特点
15
（三）、PB(piggy back )因子
（1）T-DNA，携带植物激素 基因和章鱼碱基因；
（2）是毒性基因vir
(virulence)区域。
（3）携带接合基因，与细 菌间质粒的转移有关。
（4）编码功能与冠缨碱利 用有关。
26
天然的Ti质粒不能使用。 （1）可产生肿瘤。

转基因植物及安全性评价


转基因农作物安全性---食品安全
有毒物质:必须确保转入外源基因或基因产物对人畜
无毒。如转Bt杀虫基因玉米除含有Bt杀虫蛋白外，与传 统玉米在营养物质含量等方面具有实质等同性。要评价 它作为饲料或食品的安全性，则应集中研究Bt蛋白对人 畜的安全性。目前已有大量的实验数据证明Bt蛋白只对 少数目标昆虫有毒，对人畜绝对安全。
caffeine. Other methods are criticized for removing some of the desirable, flavor-producing components along with the undesirable caffeine.
Improved Turfgrass for Lawns and Recreational Areas There are a number of environmental concerns associated with the current use of turfgrass. These include the amount of chemicals applied
转基因动植物图片
三、转基因生物是柄“双刃剑”
转基因生物给人类创造了巨大的经济和社 会效益的同时，也可能给人类带来极大的 潜在或现实危害。
康奈尔大学斑蝶事件 加拿大“超级杂草”事件 墨西哥玉米事件
转基因生物的潜在危害（1）
对生态环境的影响：植物的“转基因逃逸” 种苗的散失/残缺组织的再生 花粉的传播
Food crops engineered to produce edible vaccines against infectious diseases would make vaccination more readily available to children around the world.

《转基因植物》PPT课件


编辑课细胞包埋于固体基 质中，成为一个固定的生物反映系统。包埋的基质： 多糖和多聚化合物，如褐藻酸盐、琼脂（糖）、聚丙 烯酰胺、角叉莱胶。由于这些支持物胶体本身的交联 方式，使之对养料、水分及气体有一定的通透性，在 不同程度上维持细胞的生物活力，从而得证进行生化 反映的酶系和辅助因子的存在。基于此原理，在细胞 产生次生产物的时期，就将其固定化，加以营养介质 及底物进行反应，将其制成颗粒状，注入柱式反应器， 就可以进行连续循环反应。通过固定化细胞进行连续 培养始实现商业化生产的有效途径。
编辑课件ppt
9
C代谢产物胞外释放 由于大部分有用的次生代谢物 并不释放到培养基中，而是储存于液泡中，传统的提 取药用次生代谢物的方法始破碎细胞，使细胞只能一 次性的使用。解决储存液泡中的次生代谢物使之释放 到胞外也是通过固定化细胞进行连续培养要解决的一 个主要问题。已发展出了化学试剂法、改变离子强度 法、PH扰动法、电击法等。
利用培养的植物细胞生产次生物质
植物细胞不仅具有形态建成的全能性，还具有
物质代谢的全能性，通过药用植物细胞或组织
的大量培养，可以获得某些有用成分，特别是
用化学手段合成困难的药物。目前通过组织培
养成细胞培养的药用成分有生物碱，甙类、甾
醇，萜稀类、醌类、木质素类、黄酮类、糖类、
蛋白类、有机酸类、芳香油、酚类等上百种。
编辑课件ppt
7
3.4.3 建立适宜的培养程序和条 件，保证细胞系高产稳定
a二步法 从许多植物细胞培养与次生产物的形成来 看，生物合成作用往往在细胞生长的后期，据此提出 二步培养发（two-step culture）。第一步培养基称 为生长培养基，主要适合于细胞的生长；第二步称为 生产培养基，用于次生产物的合成。两种培养基往往 有所区别，后者通常具有较低含量的硝酸盐或磷酸盐， 或两者含量均较低。此外，通常也含有较低的糖分或 少量可利用的碳源。二步培养已在许多药用植物细胞 培养中得到应用。日本首次利用紫草细胞工业化生产 紫草宁用二步法。Mei等（1996）在10L反应器中采 用二步培养技术培养红豆杉细胞，20天后生物增加 了3倍，经过比较，生长基中紫杉醇含量很低 （0.8mg/L），生产基中达19.4—27.5mg/L。

转基因拟南芥培养ppt课件


注意事项： 严格无菌操作！ 消毒过程动作要快！
枪头不要重复使用，物品不要拿出超净 台！
点种时每个位置尽量只点一颗种子！ 操作时尽量避免说话和人员走动！ 注意小组内的配合和小组间的协调！
发现：
绿色荧光蛋白（Green fluorescent protein， GFP）
水母中发现发光蛋白（20世纪60年代）
GFP报告基因
性质： 238氨基酸组成的单链多肽 在蓝光或紫外光激发下发出绿色荧光
有什么用呢?
蛋白质在活细胞中的准确定位及动态变化观 察（分泌蛋白的分选、亚细胞定位）
转 基 因 植 株
GFP
Confocal荧光显微镜观察GFP-tubulin 在气孔保卫细胞中种子及幼苗
试剂：MS培养基(wild type) ；
MS卡那抗性培养基(GFP-MAP65)； 75％乙醇； 10％NaClO；
无菌水。
种子消毒及播种实验流程
目的基因
目的基因tubulin 拟南芥叶片表皮细胞、保卫细胞中微管骨
架的分布情况 根部细胞
目的基因与载体简介
pGMAP65-1::GFP植物表达载 导入成功? 体的构建
导入农杆菌自我复制
KAN 1

浸染花粉转入拟南芥
pG MA P 65-1-G FP 8658bp
NOS GFP
Ec oRV
PstI StuI
MAP65-1
tubulin
转染成功?
35Sprom otor
Bam HI H3
XbaI
如何判定载体转化成功，植株内是否有目 的基因的表达？
——载体及植株的筛选
生 长 一 个 月 左 右 的
转 基 因 植 株
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(3)本质：DNA(其中质粒为环状DNA分子) (4)作为载体必须具备三个条件： ①能在宿主细胞内稳定保存并大量复制。 ②有1 个或多个限制酶切点，以便与外源基因连接。 ③具有某些标记基因，以便进行筛选。
7/15/2020
Copyright© Jiangyong 7/15/2020
注意问题
Copyright© Jiangyong
1973年,S.S.Cohen:第一个基因克隆实验 出现基
基因工程的开始 1977年，基因工程产品的出现
因工程 并有初 步成果
H.W.Boyer,第一个基因工程产品(SS)
somatostatin 生长素释放抑素
基因重组技术
80年代的代表性研究领域 基因工程产品的开发应用 定点突变的研究与应用 癌基因的发现 DNA-蛋白质分子相互辨认 PCR技术的出现 人类基因组计划开始酝酿
分子缝合针----DNA连接酶
种类
T4 DNA连接酶：既能“缝合” 双链DNA片段互补的黏性末端， 也能“缝合”双链DNA的平末 端（效率低）
E·coli DNA连接酶：只能将 双链片段互补的黏性末端连接
基因进入受体细胞的载体（分子运输车）
常用载体
• 质粒 • λ噬菌体的衍生物 • 动植物病毒
Copyright© Jiangyong 7/15/2020
限制性核酸内切酶(限制酶)
来源：主要从原核生物中分离 化学本质：蛋白质 作用：能够识别双链DNA分子的某种特定 核苷酸序列，并使每一条链中特定部位的 两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。 特性：特异性。即限制酶识别特定的脱氧 核苷酸序列，切割特定位点 切割后的DNA末端：黏性末端；平末端
90年代
基因诊断技术渐趋成熟
基因治疗合法化
人类基因计划的启动
分子生物学各分支学科的建立与发展
从20世纪50年代起，分子生物学领域的研究 成果共获得40项诺贝尔医学-生理科学奖，说 明分子生物学在生命科学研究中的重要性
根据桑格法开发的DNA自动定序机使一周（24小时运转）解读100 万甚至几百万个碱基成为可能。它为“人类基因组计划”立下了汗马功 劳
60年代分子生物学作为一门独立学科正式出现
70年代初Graessmann和Dicumako莫定了用显微注射法转移基因。
1972年Grahant等对磷酸钙介导的DNA转移过程进行了详细的研究，使这 技术能被普遍接受和应用。
1972年,P.Berg: 构建第一个DNA重组分子
2种病毒DNA的重组 70年代
彩色玉米
7/15/2020
Copyright© Jiangyong
巨型鲑鱼
7/15/2020
Copyright© Jiangyong
荧光鱼
7/15/2020
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超级奶牛
7/15/2020
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培育出人耳的小鼠
7/15/2020
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转基因西红柿
7/15/2020
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抗虫害作物
7/15/2020
Copyright© Jiangyong 7/15/2020
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番木瓜优良抗病品种
7/15/2020
Copyright© Jiangyong
Copyright© Jiangyong 7/15/2020
Copyright© Jiangyong
(1)载体是基因运输工具，在基因操作过程中， 使用载体有两个目的：一是用它作为运载工具， 将目的基因送到宿主细胞中去；二是利用它在宿 主细胞内对目的基因进行大量复制。
(2)种类：质粒(既存在于原核生物细菌中，也存 在于真核生物酵母菌中)、λ噬菌体的衍生物、动 植物病毒。
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转基因猪
7/15/2020
Copyright© Jiangyong 7/15/2020
基因工程
1944年确认了遗传的物质基础是DNA。
1953年J Watson 和F CricK提出了DNA双螺旋 结构模型，
1958年M Messelson 和F Ｗ Stahl证实了DNA 半保留复制的机制，揭示了生物界遗传性状能 世代遗传的分子奥秘。
金大米
7/15/2020
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地雷探测草
拟南芥
7/15/2020
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不会引起过敏的大豆
7/15/2020
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转基因芥菜可减轻土壤污染
7/15/2020
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(1)一般来说，天然载体往往不能同时具 备载体必须具备的条件，所以在基因工 程中需要根据不同的和需要，对载体进 行人工改建。现在所使用的质粒载体几 乎都是经过改建的。
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已学：基因工程的“专用工具”
• 基因的剪刀——限制性核酸内切酶 • 基因的针线——DNA连接酶 • 基因的运输工具——运载体
分子手术刀----限制性核酸内切酶(限制酶)
磷酸二酯键
EcoRI、SmaI限制酶
提醒 ①切割的化学键为 磷酸二酯键。 ②在切割目的基因 和运载体时要求用 同一种限制酶，目 的是产生相同的黏 性末端。 ③将一个基因从 DNA分子上切割下 来，需要2个限制 酶，同时产生4个 黏性末端
Copyright© Jiangyong
理论基础 DNA是遗传物质的证明 DNA双螺旋结构和中心法则的确立 遗传密码的破译
工程技术 基因转移载体的发现 工具酶的发现 DNA合成和测序技术的发现 DNA体外重组的实现 重组DNA表达实验的成功 第一例转基因动物的问世 PCR技术的发明
7/15/2020
重要的里程碑：双螺旋结构的确立
1962年W Szybalski 和E Szybalski 用人类DNA 去转化人类细胞,发现Ca2+有刺激DNA转移入细胞的 作用，是人工转移遗传物质给其它细胞的第1次尝 试。
1965年,Jacob f 基因操纵子.
1968年,Nirenberg M,遗传密码.
1967年Nirenberg提出遗传工程可用于人类的基 因治疗。