《基因重组育种》课件.pptVIP

**********************基因重组育种课程大纲基因重组概述基因重组的概念、历史发展和基本原理。重组DNA技术限制性内切酶、连接酶、载体、基因文库等。转基因生物转基因生物的构建、筛选、鉴定和安全性问题。应用和展望基因重组育种在农业、医药、环境保护等领域的应用和未来发展趋势。基因重组的概念基因重组是指将不同来源的基因片段，通过人工操作，整合到一个新的载体或生物体中，从而创造出具有新的遗传特性的生物体。基因重组是基因工程的核心技术，也是现代生物技术的重要组成部分。它可以用来改变生物体的遗传特性，创造出具有优良性状的新品种，并为疾病治疗、环境保护等领域提供新的方法和手段。基因重组的历史发展11970年代重组DNA技术诞生21980年代基因工程技术应用于农业31990年代转基因食品问世42000年代至今基因重组育种不断发展DNA分子的结构和复制双螺旋结构DNA由两条反向平行的脱氧核苷酸链构成，通过氢键连接，形成双螺旋结构。半保留复制DNA复制以半保留方式进行，每个子代DNA分子包含一条来自亲代的链和一条新合成的链。限制性内切酶的应用基因克隆切割目的基因和载体，构建重组DNA分子。DNA指纹图谱识别和比较不同个体的DNA序列差异。基因组测序切割基因组DNA，用于测序和基因组分析。重组DNA技术的主要步骤基因的获取从生物体中提取目标基因，并将其分离出来。载体的选择选择合适的载体，例如质粒或病毒，用于将目标基因转移到宿主细胞中。基因的连接使用限制性内切酶将目标基因和载体切割，并用连接酶将它们连接在一起。重组DNA的导入将重组DNA导入宿主细胞，例如细菌或植物细胞，使它们可以复制和表达目标基因。转化体的筛选筛选出成功导入重组DNA的宿主细胞，并进行进一步培养和鉴定。质粒及其作用环状DNA分子质粒是细菌和酵母菌等微生物细胞中独立于染色体之外的环状DNA分子。自主复制质粒能够独立于宿主染色体进行复制，并能稳定地遗传给子代细胞。携带外源基因质粒可以作为基因工程中的载体，将外源基因导入宿主细胞，实现基因表达。广泛应用质粒在基因克隆、基因表达、基因治疗等领域都有着广泛的应用。基因文库的构建1基因组文库包含生物体所有基因2cDNA文库包含所有mRNA的cDNA3表达文库包含特定条件下表达的基因基因文库是基因工程的核心技术之一。它为基因克隆、基因功能研究、基因表达调控等提供了基础。转基因生物的筛选与鉴定1抗性筛选通过选择性培养基筛选出含有目的基因的生物体。2分子检测使用PCR、Southernblot等技术检测外源基因的存在和表达。3表型鉴定观察转基因生物是否表现出预期的新性状。PCR技术在基因重组中的应用1基因片段扩增PCR技术可快速扩增特定基因片段，为基因克隆提供充足的材料。2基因突变分析通过PCR引物设计，可检测基因序列的变异，为育种提供参考。3基因表达分析利用RT-PCR技术，可定量分析基因表达水平，了解基因功能。亲和层析技术在蛋白质分离中的作用选择性结合亲和层析利用蛋白质与特定配体之间的特异性结合来分离目标蛋白质。高效分离该技术可以从复杂的混合物中高效分离目标蛋白质，并保持其生物活性。基因工程菌株的培养条件1营养物质提供菌株生长所需的碳源、氮源、无机盐、维生素等。2温度菌株的生长温度应符合其最适温度。3pH值控制培养基的酸碱度，以保证菌株的正常生长。4通气提供足够的氧气，满足菌株的呼吸作用。培养基的成分、温度、pH值、通气等因素都会影响基因工程菌株的生长和表达。只有选择合适的培养条件，才能保证菌株的稳定性和高效表达。外源基因的表达调控启动子启动子是位于基因上游的DNA序列，控制基因转录的起始。增强子增强子是能够提高基因转录效率的DNA序列，它们可以位于基因上游或下游。沉默子沉默子是能够抑制基因转录的DNA序列，它们通常位于基因的5端。植物基因转化技术1农杆菌介导法利用农杆菌的Ti质粒将外源基因导入植物细胞。2基因枪法将外源基因包裹在金颗粒或钨颗粒上，利用基因枪轰击植物细胞。3花粉管通道法将外源基因导入花粉管，再通过授粉将基因传递给下一代植物。动物基因转化技术1基因敲除特定基因功能丧失2基因敲入引入外源基因3基因编辑精准修改基因序列转基因生物的安全性问题1潜在风险转基因生物可能对环境、食品安全和人类健康造成潜在风险。2生态系统转基因生物可能会对生态系统造成不可预知的影响，例如基因漂移和生物入侵。3过敏反应