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第九章 植物基因工程 第九章 植物基因工程 Plant Genetic Engineering 张金文 2005年10月25 日 内 容 内 容 第一节 概 论 第二节 植物表达载体构建 第三节 植物的遗传转化和检测 硕士生－基因工程原理与技术Chap-9 2 第一节 概 论 植物种质资源是发展农业生产和开展育种工 作的基础。拥有丰富的种质资源，才可能不断 育成新品种。 一个国家或研究单位所拥有的种质资源的数 量和质量，以及对其特性和遗传规律研究的深 度和广度是决定育种效果的重要条件，也是衡 量一个国家或单位育种工作发展水平的重要标 志之一。 目前，育种工作者已经对种质资源的搜集、 保存进行了大量工作。然而，对一个种来说， 种质资源必定是有限的，而且常有随机性，通 过基因工程创造植物新种质就成为必要。 硕士生－基因工程原理与技术Chap-9 3 基因工程在农作物育种中的主要任务 基因工程是在七十年代以后发展起来的，它是在分 子水平对生物进行遗传操作的一项技术。 1972年，Beig 等首次用限制性内切酶EcoRⅢ，实 现病毒SV40DNA和噬菌体入DNA 的重组，成为实 现了DNA重组的第一人。 1973年，Cohen等人通过DNA体外重组，实现了细 菌间性状的转移，Cohen 因此成为基因工程的创始 人，这一年也标志基因工程的诞生。 随着基因工程的不断成熟，它逐步走向了实际生 产，尤其是给农业带来了曙光。对于植物来说，主 要是用基因工程创造新的植物种质资源。 硕士生－基因工程原理与技术Chap-9 4 植物基因工程育种的发展 70年代末、80年代初，人们发现根癌土壤农杆菌 （Agrobacterium tumefaciens）在侵染植物细菌后 能将其质粒上的一段DNA（T-DNA）插入到被侵染细胞 的基因组，并能遗传给后代，使植物遗传转化技术得 到了发展。 1983年，Zambryskj等，1984年，De block等分别报 道用切去癌基因的A.t.和A.r.进行基因转移，获得形 态正常的转基因植株。 1984年，Horsch首先报导了导入外源基因在植物体 的遗传，标志着植物基因工程应用于种植业上。 1985年，Horsch又首创了叶盘法转化烟草，获得转 基因烟草，这些标志着植物基因工程创造植物种质资 源的诞生。 硕士生－基因工程原理与技术Chap-9 5 转基因作物类型 基因工程可用于改善作物的抗病、优质、高产、耐 贮、抗逆等性状，开拓了搜集种质资源的范围，提 高了育种的速度和效率。从性能上来看，转基因作 物可分为六类： 抗除草剂作物。 1983年第一个除草剂抗性作物烟草问世。 1996－2000年，世界抗除草剂品种连续5年居该主导地位。 抗病、虫转基因作物。它仅次于抗除草剂品种居第二大类型。 1999年中国开始推广国产抗虫棉，至今，累计推广面积已超 过2000万亩。 抗逆境作物 抗旱、抗寒和耐盐碱的转基因作物。 果实耐贮性和切花寿命长的作物品种。 提高产量和改良品质基因工程优良品质作物品种。 植物生物反应器。可生产药物的转基因植物，成为药物源， 从而大幅度增加植物的附加值。 硕士生－基因工程原理与技术Chap-9 6 目前应用于植物基因工程