基因组与转基因植物教案分析.ppt

2004年3月1日，科学家宣布绘制完成首禽鸟类物种的基因组序列草图。 材料：红原鸡（鸡的远祖）。 　　完成单位：中国、美国、德国、英国、瑞典、荷兰等。 　　水平：总碱基数目约为10亿碱基对，该序列草图与人类基因组序列进行了并列比较（由美国华盛顿大学负责）。同时完成一张鸡遗传差异图谱（由中科院负责），对红原鸡、肉鸡（英）、蛋鸡（瑞典）、乌鸡（中）进行序列差别分析。 　　作用：鸡是研究低等脊椎动物和人类等哺乳动物的理想中介，因此在禽流感防治、改善家禽和人类健康等方面有明显应用价值。 　　解决方法：大规模序列测定前，构建基因组图谱可作为序列测定中制定测序方案的依据，以便锚定测知的核酸序列在染色体上的位置。 基因组中核苷酸顺序的测定方法： 　　利用现有DNA测序方法，每个测序反应通常只能得到800个核苷酸的序列。 　∴小基因组物种常用鸟枪射击法。 　　大基因组测序存在两个问题： 　??片段数(n)庞大，片段间连接和装配非常复杂，重叠数为2n2–2n； 　??基因组中相同或相似的重复序列在连接和装配时容易出错。 转基因农作物的种类 1、转入抗虫害基因 占总转基因植物种植面积的22％，其中以抗 虫玉米为主产生杀虫蛋白毒素，防治虫害 如：转入苏云金杆菌(Bt)中编码一种蛋白毒素基因(Cry1Ac和Cry2Aa)。 对鳞翅目昆虫有杀灭作用，可以杀死：欧洲玉米螟(Bt玉米)，棉蛉虫和蚜虫(Bt棉花)，科罗拉多土豆甲虫(Bt马铃薯)。 转基因农作物的种类 1.转入抗虫害基因 转入的基因 表达淀粉酶抑制因子 如：将四季豆中的基因转入豌豆，使豌豆产生抗豌豆象鼻虫的抗性；豇豆的基因转入草莓中使其获得象鼻虫抗性。 转基因农作物的种类 2、转入抗除草剂基因作物 占总转基因植物种植面积的77％，其中主要为抗除草剂大豆。 导入抗除草剂基因，在作物体内表达出特异的酶，以抵抗除草剂，作物在吸入除草剂后仍能继续生长。 转基因农作物的种类 3、转入决定特定品质的基因 西红柿 转基因技术使其poly－galactouronase 基因的表达产物减少，成熟西红柿细胞壁中的长胶质链的断裂减慢，延缓变软的过程从而延长货架期。 油菜 转入硫酯酶的基因油菜中使菜籽油含较高的月桂酸(阻断长链脂肪酸的合成)，更适合用作清洁剂的制造原料 转基因农作物的种类 4.转入决定特定品质的基因 马铃薯、苹果、生菜、梨、香蕉、葡萄、菠萝多种作物 转入多酚氧化酶基因的阻断基因，可以防止损伤引起的褐变。 转基因农作物的种类 5.提高农作物产量 改良的根瘤菌提高作物固氮能 力，提高土地的产量 转入一种北冰洋比目鱼的抗寒蛋白 基因的耐寒草莓 转基因农作物的种类 6.提高作物营养品质 富含赖氨酸玉米 富含β－胡萝卜素的“金大米” 使物表达可口服的疫苗 （抗病毒和腹泻性疾病） 转基因农作物的种植 全球转基因食品的种类和种植面积: 1986田间试验只有5项，1992达675项， 1999美国的田间试验就达到了4779项。 各国批准的转基因植物: 在1995有9种，1998已达90种。 种植面积连续13年保持两位数的增长率, 2009年全球年种植面积达1.34亿公顷。 (大豆70%、玉米25%） 转基因食品的主要食用安全性问题 1.转入基因的产物 蛋白質：預期及非預期的产物 酶：实质同等 弱病毒或其片段 生化作用的改变（反义基因） 转基因食品的主要食用安全性问题 2.預期的改变 结构及功能的相似性 一般毒性 过敏性 消化性改变 食用量量变化 营养成分与功能 转基因食品的主要食用安全性问题 3.非預期的改变 作物的遗传稳定性改变 可食用部分的成分改变： 营养成分 毒性物质 反营养物质 维生素及矿物质的非預期改变 转基因食品的主要食用安全性问题 4.安全性关注的主要问题 免疫系统毒性 生殖毒性 各类别的急、慢性毒性 产生致癌、致畸、致突变作用 对环境和生态系统有害 对人类和人体存在未知的危害 对转基因生物安全性的争论 * * 核酸化学之 基因组与转基因植物现状 基因组，Genome，一般的定义是单倍体细胞中的全套染色体为一个基因组，或是单倍体细胞中的全部基因为一个基因组。 核染色体是单倍体细胞核内的全部 DNA分子； 线粒体基因组则是一个线粒体所包含的全部DNA分子； 叶绿体基因组则是一个叶绿体所包含的全部DNA分子。 基因组学(genomics ) 1986年美国著名人类遗传学家和内科教授Thomas Roderick创立了基因组学(Genomics)的概念并被广泛接受，其指对所有基因进行基因组作图、核苷酸序列分析、基因定位和基因功能分析的一门科学。 研究目标： 认识基因组的结构、功能和进化； 阐明整个基因组所包含的遗传信息和