转基因育种技术优秀课件

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常用的受体材料有以下几大类型: 1.愈伤组织再生系统
外植体材料经过脱分化培养诱导形成愈伤组织，转化（带有目 的基因质粒的农杆菌侵染），分化培养获得再生植株。
优点：外植体来源广，繁殖快，易接受外源基因， 转化效率高。 缺点：遗传稳定性差、嵌合体，因此需要连续的再生系统
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2.直接分化再生系统
外植体材料细胞不经过脱分化形成愈伤组织阶段，而是直 接分化出不定芽形成再生植株。
转基因育种技术优秀课件
第一节 转基因育种的概念
一、植物遗传转化（植物基因工程）
以植物为对象，采用重组DNA 技术将外源目的基因导入受体植物基因 组，最后获得外源目的基因正确表达和稳 定遗传的新植物类型。
核心技术是重组DNA技术
重组DNA（recombinant DNA）：是指人工创造的自然界
中不存在的DNA分子。主要指利用不同生物来源的DNA分子拼
以病毒载体和质粒载体介导的遗传转化比较多。
五、Ti质
粒 有一种土壤细菌,称为农 杆菌，它能诱导植物伤口形成冠瘿瘤， 细菌的致瘤能力来源于细菌内的一个 额外染色体即质粒(plasmid)，称Ti质 粒。
优点：生殖细胞不仅具有全能性，而且接受外源遗传 物质的能力强，导入外源基因成功率高，更易 获得转基因植株。又因生殖细胞是单细胞，转 化的基因五显隐性影响，外源目的基因充分表 达。因此利用生殖细胞作为转基因受体与单倍 体育种技术相结合，可简化和缩短育种纯化过 程。
缺点：获得单细胞只能在开花期，常受到季节及生长 条件的限制。
色体组中，并再
良好的植物基因转化受体系统应满足如下条件： 1、必须具有脱分化和再生能力，能够形成新的植物体。高
效稳定的再生能力； 2、受体材料要有较高的遗传稳定性； 3、外植体来源方便，如胚和其它器官等； 4、对筛选剂敏感； 5、能够接受外源基因，并通过基因重组或其它途径使外源
基因稳定地插入植物染色体组,转化率高
现已建立了一些植物幼芽、胚轴、茎尖分生组织等外植体 诱导形成直接分化芽再生体系。
优点：周期短、操作简单，体细胞变异小，遗传稳定； 缺点：材料局限，转化率低。
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3.原生质体再生系统
原生质体恢复细胞壁具有分化再生能力，是应用最早 的再生受体系统之一。
优点：高效、广泛地摄取外源DNA或遗传物质，获得
基因型一致的克隆细胞，所获转基因植株嵌合 体少，适用于多种转化系统；
第二节 目的基因的获得
根据获得基因的途径主要可以分为两大类： 根据基因表达的产物—蛋白进行基因克隆； 从基因组DNA或mRNA序列克隆基因。
根据基因表达的产物—蛋白进行基因克隆 主要步骤如下：
分离蛋白质 明确氨基酸序列 推导核苷酸序列
人工合成
利用这种方法人类首次人工合成了胰岛素基因。 虽然在早期采用这种方式已经成功地克隆了许多基因。 局限性：兼并密码子
第四节 植物遗传转化的载体系
一、载体的概念
统
载体（vector）:将外源基因送入受体细胞的工具
本质是一段DNA分子,是指能在连接酶作用下和外源DNA片段或基因
连接，并运送DNA分子进入受体细胞的DNA分子。
二、载体的功能
作为植物基因转化的载体，必须具有两种功能：
一是它能作为媒介将外源基因导入到植物细胞中去，并且 整合到宿主细胞的基因组DNA上
第二，传统技术是在生 物个体水平上进行， 操作对象是整个基因 组，所转移的是大量 的基因，不可能准确 地对某个基因进行操 作和选择，对后代的 表现预见性较差。
转基因技术转移的是 经过明确定义的基因 ，功能清楚，后代表 现可准确预期，因此 ，转基因技术是对传 统技术的发展和补充 。
将两者紧密结合，可相得益彰，提高作物品种 遗传改良的效率。
缺点：不易制备、再生困难和变异程度高。
4.胚状体再生系统
是指经体细胞培养形成的在形态结构和功能上类 似于有性胚的结构，又称体细胞胚。
优点：个体数目巨大、同质性好，接受外源基因能力
强，嵌合体少，易于培养、再生。
缺点：技术含量高，多数植物不易获得胚状体。
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5.生殖细胞受体系统
以生殖细胞如花粉粒、卵细胞等受体细胞进行外源基因转 化的系统。 一是利用组织培养技术进行小孢子和卵细胞的单倍体培养、 转化受体系统； 二是直接利用花粉和卵细胞受精过程进行基因转化，如花 粉管导入法、花粉粒浸泡法、子房微针注射法等。
抽提与鉴定
农杆菌的转化与活化
外植体制备
浸染
移栽 继代繁殖
分子检测
选择培养
共培养
转基因技术与传统技术的关系
二者本质都是通过获得优良基因进行遗传改良。 在基因转移的范围和效率上有两点重要区别：
第一，传统技术一般 只能在生物种内个 体间实现基因转移 ，而转基因技术所 转移的基因则不受 生物体间亲缘关系 的限制。
– 克隆的DNA分子可以从宿主细胞中 回收，纯化
– 克隆的DNA可以转录和翻译，其产 品可以被分离出来用于研究或商业 开发
二、转基因育种 将植物遗传转化和常规育种技术相
结合， 培育具有特定目标性状的植物新品种。
转基因育种技术的一般实验流程
目的基因的克隆与鉴定
生理检测
转化载体的构建
纯化
E.Coli转化，质粒
二是它能提供被寄主细胞的复制和转录系统所识别的DNA 序列，即启动子和复制子起始位点，以保证转化的外源基因 能在植物细胞中进行复制和表达。
四、植物基因工程常用载体
• 质粒(plasmid)； • 病毒载体(virus vector)； • 噬菌体(phage)； • 酵母载体(yeast vector)；
接的杂种DNA分子。
其过程包括如下几个步骤：
– 从细胞或组织获得DNA并纯化
– 用限制酶切割DNA
– 将获得的限制片段连接到载体上， 外源DNA片段与载体连接后形成的
杂种DNA分子称为重组DNA分子
– 重组DNA导入宿主细胞，在宿主细 胞内重组DNA分子复制，产生大量 相同拷贝的重组DNA分子，称为克 隆
效率低 未知基因及产物
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第三节 植物遗传转化的受体系
统
受体:是指用于接受外源DNA的转化材料。
受体系统:是指用于基因转化的外植体通过细胞或其
地再生无性
他组织培养途径，能高效、稳定
系，并能接受外源DNA整合、转化
选择对抗
生素敏感的再生系统。
转化的主要目的:外源DNA稳定地插入植物细胞的染
生出完整的植株。