轉(zhuǎn)基因技術(shù)與作物育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)：將人工分離和修飾過的基因?qū)氲缴矬w基因組中，由于導(dǎo)入基因的表達(dá)，引起生物體的性狀的可遺傳的修飾，這一技術(shù)成為轉(zhuǎn)基因技術(shù)。水母基因熒光小豬轉(zhuǎn)基因熒光熱帶魚轉(zhuǎn)基因的蝴蝶

轉(zhuǎn)基因育種：根據(jù)育種目標(biāo)，從供體生物中分離目的基因，經(jīng)DNA重組與遺傳轉(zhuǎn)化或直接運(yùn)載進(jìn)入受體作物，經(jīng)過篩選獲得穩(wěn)定表達(dá)的遺傳工程體，并經(jīng)過田間試驗(yàn)與大田選擇育成轉(zhuǎn)基因新品種或種質(zhì)資源。轉(zhuǎn)基因育種的優(yōu)勢(shì)基因資源大大拓寬；提供了新的育種途徑；可以對(duì)目標(biāo)性狀進(jìn)行定向變異和定向選擇；提高了選擇效率，加快育種進(jìn)程。（一）國(guó)際轉(zhuǎn)基因植物研究與現(xiàn)狀全世界轉(zhuǎn)基因的種植面積：1996年的280萬公頃，2001年增加到5260萬公頃，至2005年，種植面積增至9000公頃；種植轉(zhuǎn)基因的主要國(guó)家：美國(guó)、阿根廷、加拿大、中國(guó)等；種植主要轉(zhuǎn)基因作物：大豆、玉米、棉花和油菜；轉(zhuǎn)基因作物的主要目標(biāo)：抗除草劑、抗病蟲性；一、轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀（二）我國(guó)轉(zhuǎn)基因作物轉(zhuǎn)Bt基因的抗蟲棉、延遲成熟的轉(zhuǎn)基因番茄、抗病毒病的轉(zhuǎn)基因甜椒等。2007年我國(guó)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉種植面積占全國(guó)棉花面積的69%，而國(guó)產(chǎn)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉種植面積達(dá)到70%左右，其中河北、山東、河南、安徽4省實(shí)現(xiàn)了100%的種植。

二、轉(zhuǎn)基因育種（一）農(nóng)業(yè)中主要的目的基因抗植物蟲害基因及其利用抗植物病害基因及其利用抗非生物脅迫基因及其利用改善作物品質(zhì)的基因及其利用改良作物產(chǎn)量的基因及其利用

Bt基因及其應(yīng)用

蘇云金桿菌產(chǎn)生的具有高度特異性殺蟲活性的蛋白。又稱內(nèi)毒素或殺蟲結(jié)晶蛋白（IPC).作用原理：IPC通常以原毒素形式存在，當(dāng)昆蟲取食IPC后，在昆蟲的消化道內(nèi)，原毒素被活化，活化的IPC能與昆蟲腸道上皮細(xì)胞上面的特異性蛋白結(jié)合。結(jié)合以后的IPC全部或部分嵌合于細(xì)胞膜中，使細(xì)胞膜產(chǎn)生一些孔道，從而導(dǎo)致細(xì)胞由于滲透平衡被破壞而破裂。昆蟲幼蟲將停止進(jìn)食，最終死亡。1、抗植物蟲害基因及其利用轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲棉對(duì)棉鈴蟲的抗性表現(xiàn)

蛋白酶抑制劑基因及其應(yīng)用蛋白酶抑制劑是一類蛋白質(zhì)，在大多數(shù)植物種子和塊莖中，其含量可高達(dá)總蛋白的1－10％?？瓜x原理：蛋白酶抑制劑與昆蟲消化道內(nèi)蛋白消化酶相結(jié)合，阻斷或減弱蛋白酶對(duì)外源蛋白質(zhì)的水解作用，導(dǎo)致蛋白質(zhì)不能被正常消化；使昆蟲不能正常發(fā)育。

幾丁質(zhì)酶和β－1，3葡聚糖酶基因作用原理：幾丁質(zhì)酶存在于植物和微生物中，具有降解幾丁質(zhì)的作用。病原真菌細(xì)胞壁中幾丁質(zhì)的降解，破壞細(xì)胞新物質(zhì)的沉積，致使病原體死亡。幾丁質(zhì)酶活性的增強(qiáng)也往往伴隨著β－1，3－葡聚糖酶及其他抗病PR蛋白的形成，共同發(fā)揮植物的防衛(wèi)作用。2、耐除草劑基因及其應(yīng)用耐除草劑基因工程主要有兩種策略：1）修飾除草劑作用的靶蛋白，使其對(duì)除草劑不敏感或促其過量表達(dá)以使植物吸收除草劑后仍能進(jìn)行正常代謝；2）引入酶或酶系統(tǒng)，在除草劑發(fā)生作用前將其降解或解毒。轉(zhuǎn)基因大豆(二)轉(zhuǎn)基因育種的程序基本過程目的基因或DNA的獲取含有目的基因或者DNA的重組質(zhì)粒的構(gòu)建受體材料的選擇和再生系統(tǒng)的建立轉(zhuǎn)基因方法的確定和外源基因的轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化體的篩選和鑒定轉(zhuǎn)基因植株的育種利用基因克隆示意圖①③②④⑤⑥①從細(xì)胞中分離出DNA②限制酶截取DNA片斷③分離大腸桿菌中的質(zhì)粒④DNA重組⑤用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌⑥培養(yǎng)大腸桿菌克隆大量基因1、目的基因的獲得根據(jù)基因表達(dá)產(chǎn)物－蛋白質(zhì)進(jìn)行基因克隆1）分離純化蛋白質(zhì)；2）氨基酸序列測(cè)定；3）推導(dǎo)核苷酸序列；4）化學(xué)合成該基因；5）基因的功能鑒定。從基因組DNA或mRNA序列克隆基因（1）同源序列法分離目的基因（2）基因文庫技術(shù)分離目的基因（3）mRNA差別顯示技術(shù)分離差別表達(dá)基因（4）轉(zhuǎn)座子標(biāo)簽法分離目的基因

同源序列法克隆目的基因根據(jù)基因家族各成員間保守氨基酸序列設(shè)計(jì)簡(jiǎn)并引物；利用簡(jiǎn)并引物對(duì)基因組DNA進(jìn)行PCR擴(kuò)增；對(duì)擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行分離鑒定后與載體鏈接、轉(zhuǎn)化大腸桿菌從而分離目的基因。聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)示意圖PCR反應(yīng)的溫度循環(huán)周期（二）目的基因重組質(zhì)粒的構(gòu)建

克隆得到目的基因只是為利用外源基因提供了基礎(chǔ)，在進(jìn)行外源基因轉(zhuǎn)移前還必須將外源基因重組到合適的載體上。Ti質(zhì)粒雙元載體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖（三）受體材料的選擇受體材料的條件：高效穩(wěn)定的再生能力；較高的遺傳穩(wěn)定性；有穩(wěn)定的外植體來源；對(duì)篩選劑敏感。（四）轉(zhuǎn)基因方法的確定和外源基因的轉(zhuǎn)化1、載體介導(dǎo)遺傳轉(zhuǎn)化系統(tǒng)將外源基因重組進(jìn)入適合的載體系統(tǒng)，通過載體攜帶將外源基因?qū)胫参锛?xì)胞并整合在核染色體組中隨著核染色體組一起復(fù)制和表達(dá)。主要方法：葉盤法真空滲入法原生質(zhì)體共培養(yǎng)法不需要借助載體介導(dǎo)，直接利用理化因素進(jìn)行外援遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)移的方法。基因槍轟擊法：將外源DNA包裹在金粉顆粒表面，借助高壓動(dòng)力射入受體細(xì)胞和組織，當(dāng)微粒上的DNA進(jìn)入細(xì)胞后將整合到植物基因組中并得以表達(dá)?；瘜W(xué)刺激法；高壓電穿孔法；2、外源基因直接導(dǎo)入法基因槍基因槍結(jié)構(gòu)示意圖3、種質(zhì)系統(tǒng)介導(dǎo)基因轉(zhuǎn)化特點(diǎn)：轉(zhuǎn)化過程不是依靠物理化學(xué)過程，而是依靠生物自身的種質(zhì)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的；不需要植物組織、細(xì)胞等離體培養(yǎng)過程；植物整體水平上的轉(zhuǎn)化；方法簡(jiǎn)便易行；主要方法包括：花粉管通道法；子房、幼胚注射法；（五）轉(zhuǎn)化體的篩選和鑒定1、轉(zhuǎn)目的基因植物的標(biāo)準(zhǔn)：有嚴(yán)格的對(duì)照；有轉(zhuǎn)化當(dāng)代目的基因整合和表達(dá)的分子生物學(xué)證據(jù)；轉(zhuǎn)化當(dāng)代需有目的基因控制的表型性狀；有性繁殖作物需有目的基因控制的表型性狀傳遞給后代的證據(jù)。2、轉(zhuǎn)化體的篩選抗生素抗性基因：如卡那霉素抗性基因NPTII除草劑抗性基因：如抗除草劑的bar基因。3、轉(zhuǎn)化體的鑒定

DNA水平的鑒定：southern雜交；轉(zhuǎn)錄水平的鑒定：northern雜交；翻譯水平的鑒定：western雜交。轉(zhuǎn)基因植株中CryIAc基因的PCR檢測(cè)PCR擴(kuò)增轉(zhuǎn)基因植株中CryIAc基因的Southern鑒定Southern雜交Northern雜交

1x5xEvent11234234Wertern雜交或蛋白質(zhì)分析

表型選擇

第二節(jié)轉(zhuǎn)基因作物品種的選育一、育種目標(biāo)的制訂二、轉(zhuǎn)基因植株的獲得三、轉(zhuǎn)基因作物品種的選育純系育種回交育種雜交育種雜種品種轉(zhuǎn)基因油菜轉(zhuǎn)基因土豆第三節(jié)轉(zhuǎn)基因作物的安全性（1）轉(zhuǎn)基因作物的環(huán)境安全性轉(zhuǎn)基因作物演變?yōu)檗r(nóng)田雜草的可能性基因漂流到近緣野生種的可能性對(duì)自然生物類的影響