基因工程在植物育种中的应用
官玲(GUAN Ling)
(莆田学院 环境与生命科学系 福建 莆田 351100)
摘要：在现代生物技术中，基因工程作为一个重要的部分，已经在生产和生活等多方面起着重要的作用。不断成熟的基因工程技术它解决了传统育种不能突破的问题，与传统育种方法相比, 基因工程技术具有独特优势可以定向修饰植物的某些目标性状并保留其它原有性状通过引入外来基因扩大基因库。本文主要综述了基因工程在药用植物和花卉植物育种中的研究状况及对以后的发展现状进行的展望。
关键词：基因工程;植物育种;基因芯片技术;前景展望
基因工程是指运用分子生物学技术, 将目的基因或DNA片段通过载体或直接导入受体细胞, 使受体细胞遗传物质重新组合, 经细胞复制增殖, 新的基因在受体细胞中表达, 最后从转化细胞中筛选有价值的新类型, 继而它再生为工程植株, 从而创造新品种的一种定向育种技术。与传统育种相比, 植物基因工程具有以下特点植物基因工程是在基因水平上来改造植物的遗传物质, 更具有科学性和精确性,同时育种速度也大大加快能定向改造植物的遗传性状, 提高了育种的目的性与可操作性植物基因工程大大地扩展了育种的范围, 打破了物种之间的生殖隔离障碍, 实现了基因在生物界的共用性, 丰富了基因资源及植物品种。
1.基因工程技术在药用植物育种中的应用
由于医药事业的快速发展, 野生药材资源已远远不能满足需要, 尤其是许多原料性药用植物资源已面临资源枯竭的威胁, 加之人工驯化和栽培的药用植物物种退化和濒危的问题极为突出。 根据这些中药资源的活性成分、生长规律、生产特性, 运用生物工程技术对其进行保存性研究, 从而保护濒危紧缺的药用植物资源.。
通过遗传转化, 将目的基因（如抗逆、抗病毒、抗虫、抗除草剂等相关基因）导入药用植物以改变传统遗传性状, 培育优良品种, 增强药用植物抗病毒、抗虫害、抗除草剂的能力,
利用植物生产异源蛋白及改变植物质量性状、保护和繁殖濒临灭绝的植物材料[1].
基因工程技术在植物研究与育种中的应用
随着基因工程技术的不断发展和进步，其在植物研究与育种中的应用越来越广泛。基因工程技术通过人为调控生物基因组，可以使植物获得更好的耐逆性、抗病性和高产性。本文将从基因克隆、转化和基因编辑三个方面探讨基因工程技术在植物研究与育种中的应用。
一、基因克隆
基因克隆是基因工程技术的基础，通过它我们可以制备出很多重要的DNA序列并进行操作。在植物研究和育种中，基因克隆技术可以大量快速地获取植物基因组的DNA序列和RNA序列，因此集成了新的分子生物技术，如C2H2类锌手指蛋白的研究、以及快速失败性的克隆（RFC）和旋转组成法等高通量的分子荧光相关技术，可以加强干旱、盐碱和环境系统研究的研究。基因克隆技术可以使得繁殖性状、生理和膜重的物系得到适合特定环境的新表达法，可以使得植物在环境和纹波变化下思考自己的生物功能。此外，基因克隆技术还可以为激发新的基因和气候变化相关蛋白的发展提供工具。
二、转化
转化是基因工程技术的核心，它使得外源基因被真核生物细胞摄取并整合进其基因组。在植物研究与育种中，转化技术可以提高植物的耐逆性、抗病性、产量和品质等方面，为研究植物的生长和发育提供了更加方便、快捷和有效的方法。在育种方面，转化技术可以引入优良基因并加以杂交，加速杂交育种过程，实现“绿色革命”的目标。
除此之外，转化技术还可以利用大气环境的缺氧和温度相关的气候趋势来创造更加适合植物生长的生态环境，同时利用末梢细胞用与外部注射两种方法，引导新的细胞分化胰岛素泵油和导管组织的实现，并加以种植。在育种及生存环节的控制时，转化技术的应用和发展可谓是捷径，而转基因植物的发展也为很多现实问题带来了新的思路。
三、基因编辑
基因编辑技术是新兴的基因工程技术，它通过直接修饰特定基因的DNA序列，实现对生物基因组的精准编辑。在植物研究和育种中，基因编辑技术可以进行基因剪切和基因插入等操作，从而实现对植物基因的定向改造。由于基因编辑技术具有精准性和可控性等特点，因此在植物基因组的分析与控制中发挥着重要的作用。
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从杂交育种到基因工程
一、单选题（本大题共18小题，共18.0分）
1. 为获得纯合高蔓抗病番茄植株，采用了如图所示的方法，图中两对相对性状独立遗传．据图分析，错误的是（ ）
A. 过程①的自交代数越多，纯合高蔓抗病植株的比例越高
B. 过程②可以取F1任一植株的适宜花药作培养材料
C. 过程③不会发生基因重组
D. 培养花药至单倍体不能体现细胞的全能性
2. 小麦育种专家育成的“小麦二体异附加系”，能将长穗偃麦草的抗病、高产等基因转移到小麦中。普通小麦6n＝42，记为42W；长穗偃麦草2n＝14，记为14E。如图为普通小麦与长穗偃麦草杂交选育“小麦二体异附加系”示意图。根据流程示意图判断下列叙述正确的是
A. 普通小麦与长穗偃麦草为同一个物种，杂交产生的F1为四倍体
B. ①过程可用低温抑制染色体着丝点分裂而导致染色体数目加倍
C. 乙中来自长穗偃麦草的染色体不能联会，产生8种染色体数目的配子
D. 丁自交产生的子代中，含有两条来自长穗偃麦草染色体的植株戊占1／2
3. 下列有关育种的叙述，正确的是
A. 基因突变的特点决定诱变育种时需要处理大量的材料 B. 杂交育种能产生新基因
C. 普通小麦的花粉离体培养得到的是三倍体 D. 三倍体无子西瓜高度不育的原因是细胞内无同源染色体
4. 引起生物可遗传变异的原因有三个，即基因重组、基因突变和染色体变异。以下几种生物性状的产生，来源于同一种变异类型的是（ ）
①人类的色盲 ②豌豆的黄色皱粒、绿色圆粒 ③三倍体无籽西瓜的出现
④高产青霉素菌株 ⑤小麦的矮杆抗病 ⑥人类的镰刀型细胞贫血症。
A. ①②③ B. ①④⑥ C. ④⑤⑥ D. ②③⑤
5. 下列关于育种以及相关原理的说法正确的是（ ）
A. 通过杂交育种方法培育高产抗病小麦的原理是染色体变异 B. 可通过人工诱变后选择获得高产青霉素菌株
————来源网络整理，仅供供参考 1 从杂交育种到基因工程
【设计理念】
根据高中生物课程标准的四个基本理念,高中生物学教学重在提高学生的生物科学素养,倡导探究性学习,培养学生的创新精神和实践能力。新课程对生物学教师和生物学教学都提出了新的要求，面对新课程，生物学教师要通力打造一个融启发性、创造性、自主性、交互性于一堂的生物课堂教学氛围。在生物学教学中，如何贯彻并达成新课程倡导的教学理念呢？在教学中认真落实主体性教学，注重课堂动态生成变资源的开发与利用,以切实提高学生的科学探究能力，训练学生科学的思维方法。
【教学目标】
1、知识与技能
(1)简述杂交育种和诱变育种的概念，举例说明杂交育种和诱变育种方法的优点和不足。（简述杂交育种和诱变育种的作用及其局限性。）
(2)举例说明杂交育种、诱变育种在生产中的应用。
(3)讨论遗传和变异规律在生产实践中的应用。
(4)总结杂交育种、诱变育种、多倍体育种、单倍体育种异同点。
————来源网络整理，仅供供参考 2 2、过程与方法
(1)尝试将你获得信息用图表、图解的形式表达出来。
(2)运用遗传和变异原理,解决生产和生活实际中的问题。
3、情感态度和价值观
(1) 讨论从杂交育种到基因工程这一科技发展历程中，科学、技术和社会的相互作用。
(2) 通过对我国杂交育种和诱变育种成果的了解，关注我国的育种技术的发展及在国际上的竞争能力，认同育种技术的改进对解决粮食危机等问题的重要性。
(3)体会科学技术在发展社会生产力、推动社会进步等方面的巨大作用。
【教材分析】
本节在学习生物遗传变异的基础知识、了解遗传变异基本规律的基础上，而且生物育种知识是高中生物新课程教学中的重点知识，该知识内容不仅是必修2的学习主线之一，还与选修3现代生物科技专题中的基因工程专题有密切的联系，进一步引导学生认识遗传学的知识是怎样用于指导生产实践、提高和改善生产技术，最大限度地满足人类不断增长的物质需要的，通过该内容的分析学习，还可以训练学
