生物技術(shù)在園藝植物育種中的應(yīng)用ppt課件

1、1生物技術(shù)生物技術(shù)(Biotechnology):(Biotechnology):以生命科學(xué)為以生命科學(xué)為基礎(chǔ)，利用生物體的特性和功能，設(shè)計(jì)構(gòu)建基礎(chǔ)，利用生物體的特性和功能，設(shè)計(jì)構(gòu)建具有預(yù)期性狀的新物種或新品系，以及與工具有預(yù)期性狀的新物種或新品系，以及與工程原理相結(jié)合進(jìn)行加工生產(chǎn)，為社會(huì)提供商程原理相結(jié)合進(jìn)行加工生產(chǎn)，為社會(huì)提供商品和服務(wù)的一個(gè)綜合性技術(shù)體系。品和服務(wù)的一個(gè)綜合性技術(shù)體系。生物技術(shù)是在分子生物學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)基生物技術(shù)是在分子生物學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)基礎(chǔ)上結(jié)合現(xiàn)代工程學(xué)的方法和原理而發(fā)展起礎(chǔ)上結(jié)合現(xiàn)代工程學(xué)的方法和原理而發(fā)展起來(lái)的一門(mén)綜合性科學(xué)技術(shù)。來(lái)的一門(mén)綜合性科學(xué)技術(shù)。2第一節(jié)第

2、一節(jié) 組織與器官培養(yǎng)組織與器官培養(yǎng)第二節(jié)第二節(jié) 花藥與花粉培養(yǎng)花藥與花粉培養(yǎng)第三節(jié)第三節(jié) 原生質(zhì)體培養(yǎng)原生質(zhì)體培養(yǎng)第四節(jié)第四節(jié) 體細(xì)胞雜交體細(xì)胞雜交第五節(jié)第五節(jié) 植物細(xì)胞突變體的離體篩選植物細(xì)胞突變體的離體篩選第六節(jié)第六節(jié) 基因工程與育種基因工程與育種第七節(jié)第七節(jié) 分子標(biāo)記與育種分子標(biāo)記與育種主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：3l將植物離體器官、組織或細(xì)胞等外植體，在適宜將植物離體器官、組織或細(xì)胞等外植體，在適宜的人工培養(yǎng)基和無(wú)菌條件下，給予光照、溫度等的人工培養(yǎng)基和無(wú)菌條件下，給予光照、溫度等環(huán)境條件并培養(yǎng)，使其生長(zhǎng)、增殖、發(fā)育形成小環(huán)境條件并培養(yǎng)，使其生長(zhǎng)、增殖、發(fā)育形成小植株的方法。植株的方法。l狹義

3、的組織培養(yǎng)僅指愈傷組織培養(yǎng)，廣義的組織培養(yǎng)指各狹義的組織培養(yǎng)僅指愈傷組織培養(yǎng)，廣義的組織培養(yǎng)指各種類(lèi)型的植物無(wú)菌培養(yǎng)技術(shù)。組織培養(yǎng)概念多指廣義上的種類(lèi)型的植物無(wú)菌培養(yǎng)技術(shù)。組織培養(yǎng)概念多指廣義上的組織培養(yǎng)技術(shù)，包括胚胎培養(yǎng)、器官培養(yǎng)、組織培養(yǎng)組織培養(yǎng)技術(shù)，包括胚胎培養(yǎng)、器官培養(yǎng)、組織培養(yǎng)( (愈愈傷組織培養(yǎng)傷組織培養(yǎng)) )、細(xì)胞培養(yǎng)、原生質(zhì)體培養(yǎng)等。、細(xì)胞培養(yǎng)、原生質(zhì)體培養(yǎng)等。4植物特殊植物特殊倍性創(chuàng)造倍性創(chuàng)造植物植物組織培養(yǎng)組織培養(yǎng)培育植物培育植物新品種新品種種苗脫毒與種苗脫毒與快速繁殖快速繁殖體細(xì)胞雜交體細(xì)胞雜交次生產(chǎn)物次生產(chǎn)物生產(chǎn)生產(chǎn)基礎(chǔ)研究基礎(chǔ)研究5組織與器官培養(yǎng)的類(lèi)別組織與器官培養(yǎng)的

4、類(lèi)別組織與器官培養(yǎng)的應(yīng)用組織與器官培養(yǎng)的應(yīng)用6莖尖和分生組織培養(yǎng)莖尖和分生組織培養(yǎng)胚培養(yǎng)胚培養(yǎng)胚珠和子房培養(yǎng)胚珠和子房培養(yǎng)胚乳培養(yǎng)胚乳培養(yǎng)離體葉的培養(yǎng)離體葉的培養(yǎng)7細(xì)胞全能性細(xì)胞全能性(totipotency): (totipotency): 一個(gè)細(xì)胞所具有的產(chǎn)一個(gè)細(xì)胞所具有的產(chǎn)生完整生物個(gè)體的固有能力。生完整生物個(gè)體的固有能力。外植體外植體(explant):(explant):用于培養(yǎng)的離體材料。用于培養(yǎng)的離體材料。愈傷組織愈傷組織(callus):(callus):在培養(yǎng)過(guò)程中，從植物各種器在培養(yǎng)過(guò)程中，從植物各種器官、組織的外植體增殖而形成的一種無(wú)特定結(jié)官、組織的外植體增殖而形成的一種

5、無(wú)特定結(jié)構(gòu)和功能的細(xì)胞團(tuán)。構(gòu)和功能的細(xì)胞團(tuán)。胚狀體胚狀體(embryoid):(embryoid):由外植體或愈傷組織產(chǎn)生的由外植體或愈傷組織產(chǎn)生的, ,與正常受精發(fā)育方式類(lèi)似的胚胎結(jié)構(gòu)。與正常受精發(fā)育方式類(lèi)似的胚胎結(jié)構(gòu)。繼代培養(yǎng)繼代培養(yǎng)( (subculture) )：對(duì)外植體增殖的培養(yǎng)物：對(duì)外植體增殖的培養(yǎng)物( (包括細(xì)胞、組織或其切段包括細(xì)胞、組織或其切段) )通過(guò)更換新鮮培養(yǎng)通過(guò)更換新鮮培養(yǎng)基及不斷切割或分離，進(jìn)行連續(xù)多代培養(yǎng)?；安粩嗲懈罨蚍蛛x，進(jìn)行連續(xù)多代培養(yǎng)。8組織和器官培養(yǎng)全過(guò)程可分四個(gè)階段組織和器官培養(yǎng)全過(guò)程可分四個(gè)階段:無(wú)菌培養(yǎng)物的建立無(wú)菌培養(yǎng)物的建立營(yíng)養(yǎng)繁殖體的增殖營(yíng)養(yǎng)繁

6、殖體的增殖生根生根植株移栽植株移栽各個(gè)階段在培養(yǎng)基各個(gè)階段在培養(yǎng)基, ,生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的配比和濃度生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的配比和濃度, ,培養(yǎng)方式和環(huán)境上都不同的要求培養(yǎng)方式和環(huán)境上都不同的要求. .9l加快園藝植物新品種和良種繁殖速度加快園藝植物新品種和良種繁殖速度l培養(yǎng)無(wú)病毒苗木培養(yǎng)無(wú)病毒苗木l誘發(fā)和離體篩選突變體誘發(fā)和離體篩選突變體l進(jìn)行種質(zhì)資源長(zhǎng)期保存和遠(yuǎn)距離運(yùn)輸進(jìn)行種質(zhì)資源長(zhǎng)期保存和遠(yuǎn)距離運(yùn)輸l獲得倍性不同的植株獲得倍性不同的植株l克服種子發(fā)育和萌發(fā)中的障礙克服種子發(fā)育和萌發(fā)中的障礙l克服遠(yuǎn)源雜交困難克服遠(yuǎn)源雜交困難l提供育種中間材料提供育種中間材料10花藥培養(yǎng)花藥培養(yǎng)花粉培養(yǎng)花粉培養(yǎng)11花藥培養(yǎng)：

7、其外植體為花藥培養(yǎng)：其外植體為植物雄性生殖器官的一部植物雄性生殖器官的一部分，就培養(yǎng)方法和技術(shù)來(lái)分，就培養(yǎng)方法和技術(shù)來(lái)講，屬于器官培養(yǎng)的范疇。講，屬于器官培養(yǎng)的范疇。花粉培養(yǎng)：將處于一定花粉培養(yǎng)：將處于一定發(fā)育階段的花粉從花藥中發(fā)育階段的花粉從花藥中分離，再加以離體培養(yǎng)。分離，再加以離體培養(yǎng)。有時(shí)花粉培養(yǎng)也稱(chēng)為小孢有時(shí)花粉培養(yǎng)也稱(chēng)為小孢子培養(yǎng)子培養(yǎng)(microspore culture)。從培養(yǎng)方法和。從培養(yǎng)方法和技術(shù)方面來(lái)講，它屬于細(xì)技術(shù)方面來(lái)講，它屬于細(xì)胞培養(yǎng)的范疇。胞培養(yǎng)的范疇。12外植體選擇外植體選擇外植體外植體( (花蕾花蕾) )預(yù)處理預(yù)處理外植體消毒外植體消毒剝?nèi)』ㄋ巹內(nèi)』ㄋ幗臃N接

8、種誘導(dǎo)培養(yǎng)誘導(dǎo)培養(yǎng)分化培養(yǎng)分化培養(yǎng)13 在離體培養(yǎng)條件下要使花藥中的花在離體培養(yǎng)條件下要使花藥中的花粉改變其正常發(fā)育方向而形成單倍體植粉改變其正常發(fā)育方向而形成單倍體植株，需要各種因素共同調(diào)節(jié)和控制。株，需要各種因素共同調(diào)節(jié)和控制。l 外因：培養(yǎng)基的成分，外源激素的種類(lèi)，糖的濃度外因：培養(yǎng)基的成分，外源激素的種類(lèi)，糖的濃度l 內(nèi)因：主要決定于花藥中花粉發(fā)育時(shí)期內(nèi)因：主要決定于花藥中花粉發(fā)育時(shí)期14花藥培養(yǎng)常用的基本培養(yǎng)基：花藥培養(yǎng)常用的基本培養(yǎng)基： MSMS（Murashigc & SkoogMurashigc & Skoog，19621962）；）； Nitsch (Nits

9、chNitsch (Nitsch，1969)1969)； N N6 6 ( (朱至清，朱至清，1974)1974)； B B5 5 (Gamborg etal.(Gamborg etal.，1976)1976)。 附加成分：蔗糖附加成分：蔗糖, , 激素。激素。15花藥培養(yǎng)常用的激素花藥培養(yǎng)常用的激素l細(xì)胞分裂素類(lèi)：細(xì)胞分裂素類(lèi)： BA 6-benzyladenin KT kinetin Zeatin l生長(zhǎng)素類(lèi)：生長(zhǎng)素類(lèi)： NAA naphthalene acetic acid IAA indole-3-acetic acid 2,4-D 2,4-dichlorophenoxyacetic

10、acid16蔗糖蔗糖: :蔗糖在花藥誘導(dǎo)培養(yǎng)階段的功能主要蔗糖在花藥誘導(dǎo)培養(yǎng)階段的功能主要是：提供是：提供C C源；維持適宜的滲透壓；抑制花源；維持適宜的滲透壓；抑制花藥壁的分裂而促進(jìn)花粉細(xì)胞分裂。藥壁的分裂而促進(jìn)花粉細(xì)胞分裂。 番茄花藥培養(yǎng)對(duì)蔗糖濃度的誘導(dǎo)反應(yīng)番茄花藥培養(yǎng)對(duì)蔗糖濃度的誘導(dǎo)反應(yīng) 蔗糖濃度（）蔗糖濃度（） 2 3 4 6 10 13 17 誘導(dǎo)頻率（）誘導(dǎo)頻率（） 5 10 12 18 25 45 817l花粉發(fā)育時(shí)期花粉發(fā)育時(shí)期四分體四分體 小孢子小孢子 單核花粉單核花粉雙核花粉雙核花粉 最適期最適期181 1取材時(shí)期的確定取材時(shí)期的確定四分體四分體單核早期單核早期單核晚期單核

11、晚期雙核早期雙核早期雙核晚期雙核晚期三核期三核期 小孢子小孢子花粉?；ǚ哿?9花藥培養(yǎng)與小孢子培養(yǎng)的目的一樣，為獲得單倍體?；ㄋ幣囵B(yǎng)與小孢子培養(yǎng)的目的一樣，為獲得單倍體。單倍體單倍體(haploid):指具有配子體染色體數(shù)的孢子體指具有配子體染色體數(shù)的孢子體 (植植物個(gè)體物個(gè)體)。 diploid 植物，其植物，其haploid即為即為monoploid 玉米玉米 2n = 2x = 20 n = x = 10 柑橘柑橘 2n = 2x = 18 n = x = 9 tetraploid植物，其植物，其haploid為為dihaploid 馬鈴薯馬鈴薯 2n = 4x = 48 n = 2x

12、= 24 hexaploid植物，其植物，其haploid為為triploid 普通小麥普通小麥 2n = 6x = 42 n = 3x = 21 octoploid植物，其植物，其haploid為為tetraploid 草草 莓莓 2n = 8x = 56 n = 4x = 2820l加倍后可迅速獲得純合型材料，縮短育種年限。加倍后可迅速獲得純合型材料，縮短育種年限。l獲得育種中間材料。獲得育種中間材料。l與誘變育種相結(jié)合可以提高誘變頻率。與誘變育種相結(jié)合可以提高誘變頻率。l與細(xì)胞融合相結(jié)合，使這一育種途徑更具有實(shí)與細(xì)胞融合相結(jié)合，使這一育種途徑更具有實(shí)際應(yīng)用意義，無(wú)籽三倍體。際應(yīng)用意義，無(wú)

13、籽三倍體。l作為遺傳工程受體更為有效。作為遺傳工程受體更為有效。l用于基礎(chǔ)遺傳研究的各個(gè)領(lǐng)域用于基礎(chǔ)遺傳研究的各個(gè)領(lǐng)域 。l獲得超雄植株（獲得超雄植株（YY )YY )。l可獲得異源體附加系、代換系和易位系?？色@得異源體附加系、代換系和易位系。21u原生質(zhì)體培養(yǎng)和體細(xì)胞雜交的步驟原生質(zhì)體培養(yǎng)和體細(xì)胞雜交的步驟u原生質(zhì)體培養(yǎng)原生質(zhì)體培養(yǎng)（Protoplast culture） u體細(xì)胞雜交體細(xì)胞雜交（Somatic hybridization）u原生質(zhì)體融合（原生質(zhì)體融合（Protoplast fusion）22l原生質(zhì)體原生質(zhì)體(protoplast)(protoplast)：指除去細(xì)胞壁的細(xì)

14、胞或是說(shuō)一個(gè)被質(zhì)：指除去細(xì)胞壁的細(xì)胞或是說(shuō)一個(gè)被質(zhì)膜所包圍的裸露細(xì)胞。膜所包圍的裸露細(xì)胞。 l亞原生質(zhì)體亞原生質(zhì)體(subprotoplast)(subprotoplast)：在原生質(zhì)體分離過(guò)程中，有時(shí)：在原生質(zhì)體分離過(guò)程中，有時(shí)會(huì)引起細(xì)胞內(nèi)含物的斷裂而形成一些較小的原生質(zhì)體就叫做會(huì)引起細(xì)胞內(nèi)含物的斷裂而形成一些較小的原生質(zhì)體就叫做亞原生質(zhì)體。它可以具有細(xì)胞核或沒(méi)有細(xì)胞核。亞原生質(zhì)體。它可以具有細(xì)胞核或沒(méi)有細(xì)胞核。 l核質(zhì)體核質(zhì)體(nuclearplast)(nuclearplast)：由原生質(zhì)膜和薄層細(xì)胞質(zhì)包圍細(xì)胞核：由原生質(zhì)膜和薄層細(xì)胞質(zhì)包圍細(xì)胞核形成的小原生質(zhì)體。也稱(chēng)為微小原生質(zhì)體形成的

15、小原生質(zhì)體。也稱(chēng)為微小原生質(zhì)體(miniprotoplast)(miniprotoplast)。 l胞質(zhì)體（胞質(zhì)體（cytoplastcytoplast）：不含細(xì)胞核而僅含有部分細(xì)胞質(zhì)的原）：不含細(xì)胞核而僅含有部分細(xì)胞質(zhì)的原生質(zhì)體。生質(zhì)體。23基礎(chǔ)材料準(zhǔn)備基礎(chǔ)材料準(zhǔn)備預(yù)處理與酶解預(yù)處理與酶解原生質(zhì)體活力測(cè)定原生質(zhì)體活力測(cè)定原生質(zhì)體收集與純化原生質(zhì)體收集與純化24l無(wú)菌試管苗葉片無(wú)菌試管苗葉片l上胚軸和子葉上胚軸和子葉 l培養(yǎng)細(xì)胞培養(yǎng)細(xì)胞25酶酶酶解酶解滲透壓滲透壓調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)劑26l材料預(yù)處理材料預(yù)處理在游離原生質(zhì)體前對(duì)供體材料進(jìn)行預(yù)處理及預(yù)培養(yǎng)，可以提在游離原生質(zhì)體前對(duì)供體材料進(jìn)行預(yù)處理及預(yù)培

16、養(yǎng)，可以提高某些材料原生質(zhì)體的活力和分裂頻率。高某些材料原生質(zhì)體的活力和分裂頻率。用黑暗處理、低溫處理和不同光質(zhì)照射等方法，可提高某些用黑暗處理、低溫處理和不同光質(zhì)照射等方法，可提高某些材料原生質(zhì)體的產(chǎn)量和活力。不同植物及材料類(lèi)型預(yù)處理方材料原生質(zhì)體的產(chǎn)量和活力。不同植物及材料類(lèi)型預(yù)處理方法不同。法不同。例如龍膽試管苗的葉片只有用例如龍膽試管苗的葉片只有用44低溫處理，甘蔗植株必須先低溫處理，甘蔗植株必須先在黑暗條件下培養(yǎng)在黑暗條件下培養(yǎng)12h12h后分離的原生質(zhì)體才能分裂。后分離的原生質(zhì)體才能分裂。 27 酶酶來(lái)來(lái) 源源生產(chǎn)廠家生產(chǎn)廠家 纖維素酶類(lèi)纖維素酶類(lèi) onozuka Ronozuka

17、 R1010綠色木霉綠色木霉Yakult Honsha Co. Ltd., Tokyo, JapanYakult Honsha Co. Ltd., Tokyo, JapanCellulysinCellulysin綠色木霉綠色木霉Calbiochem., San Diego, CA 92037, USACalbiochem., San Diego, CA 92037, USADriselaseDriselaseIrpex lutensIrpex lutensKayowa Hakko Kogyo Co., Tokyo, Japan Kayowa Hakko Kogyo Co., Tokyo, Ja

18、pan 果膠酶類(lèi)果膠酶類(lèi)Macerozyme R-10Macerozyme R-10根霉根霉Yakylt Honsha Co. Ltd.,Tokyo, Japan Yakylt Honsha Co. Ltd.,Tokyo, Japan PectinasePectinase黑曲霉黑曲霉Sigma Chemical Co., St. Louit, MO Sigma Chemical Co., St. Louit, MO 63178,USA63178,USAPectolyase Y-23Pectolyase Y-23黑曲霉黑曲霉Seishin Pharm. Co. Ltd., Tokyo, Japa

19、n Seishin Pharm. Co. Ltd., Tokyo, Japan 半纖維素酶半纖維素酶 Rhozyme HP-150Rhozyme HP-150黑曲酶黑曲酶Rohm and Hass Co., Philadelphia, PA 19105, Rohm and Hass Co., Philadelphia, PA 19105, USA USA 28l酶溶劑及其滲透壓酶溶劑及其滲透壓 溶劑：原生質(zhì)體培養(yǎng)基或特殊配制。溶劑：原生質(zhì)體培養(yǎng)基或特殊配制。滲透壓調(diào)節(jié)劑：葡萄糖、甘露醇、山梨醇等。滲透壓調(diào)節(jié)劑：葡萄糖、甘露醇、山梨醇等。29 酶解溫度酶解溫度酶濃度酶濃度酶解時(shí)間酶解時(shí)間30l3

20、、原生質(zhì)體的分離、原生質(zhì)體的分離純化純化31l飄浮法：常用的飄浮法：常用的飄浮劑有蔗糖、飄浮劑有蔗糖、PercollPercoll、FicollFicoll。l沉淀法：常用甘沉淀法：常用甘露醇作為滲透壓露醇作為滲透壓調(diào)節(jié)劑，先將酶調(diào)節(jié)劑，先將酶液洗出干凈，再液洗出干凈，再用用PercollPercoll飄浮一飄浮一次次。 32l目測(cè)法：在顯微鏡下觀察，根據(jù)細(xì)胞形態(tài)、流目測(cè)法：在顯微鏡下觀察，根據(jù)細(xì)胞形態(tài)、流動(dòng)性確定原生質(zhì)體活力。動(dòng)性確定原生質(zhì)體活力。 lFDAFDA法：法：FDAFDA（二乙酸熒光素）是一種非極性（二乙酸熒光素）是一種非極性物質(zhì)，能自由地穿越細(xì)胞質(zhì)膜，在活細(xì)胞內(nèi)，物質(zhì)，能自由地

21、穿越細(xì)胞質(zhì)膜，在活細(xì)胞內(nèi)，F(xiàn)DAFDA被酯酶裂解即發(fā)熒光（熒光素），由于熒被酯酶裂解即發(fā)熒光（熒光素），由于熒光素不能自由通過(guò)質(zhì)膜，因而可以在熒光顯微光素不能自由通過(guò)質(zhì)膜，因而可以在熒光顯微鏡下通過(guò)具熒光的細(xì)胞的觀察確定細(xì)胞活性。鏡下通過(guò)具熒光的細(xì)胞的觀察確定細(xì)胞活性。l伊凡藍(lán)法：伊凡藍(lán)不能穿過(guò)質(zhì)膜，只有質(zhì)膜受伊凡藍(lán)法：伊凡藍(lán)不能穿過(guò)質(zhì)膜，只有質(zhì)膜受到嚴(yán)重?fù)p壞，細(xì)胞才能被染色，因而可以通過(guò)到嚴(yán)重?fù)p壞，細(xì)胞才能被染色，因而可以通過(guò)細(xì)胞被染色與否確定活性。細(xì)胞被染色與否確定活性。 33 FDA熒光染色法熒光染色法( 雙醋酸熒光素雙醋酸熒光素) 在熒光顯微鏡下，在熒光顯微鏡下，有活力的原生質(zhì)發(fā)熒有活

22、力的原生質(zhì)發(fā)熒光，無(wú)活力的不發(fā)熒光，無(wú)活力的不發(fā)熒光。光。生活力測(cè)定：生活力測(cè)定：34l分離材料的生理狀態(tài)分離材料的生理狀態(tài) l酶解條件酶解條件 酶質(zhì)量、濃度、酶解溫度、酶解時(shí)間、酶溶液的滲透壓酶質(zhì)量、濃度、酶解溫度、酶解時(shí)間、酶溶液的滲透壓l分離條件分離條件 離心次數(shù)、離心速度、純化方法、分離持續(xù)時(shí)間離心次數(shù)、離心速度、純化方法、分離持續(xù)時(shí)間l環(huán)境條件環(huán)境條件 操作環(huán)境的溫度、分離用具的影響操作環(huán)境的溫度、分離用具的影響 35原生質(zhì)體培養(yǎng)基原生質(zhì)體培養(yǎng)基原生質(zhì)體培養(yǎng)方法原生質(zhì)體培養(yǎng)方法36C 無(wú)機(jī)鹽無(wú)機(jī)鹽大量元素濃度；大量元素濃度；NONO3 3和和NHNH4 4+ +的比例；的比例；CaC

23、a2+2+濃度濃度C 有機(jī)成分有機(jī)成分 維生素、氨基酸、糖及糖醇等，酵母提取物、維生素、氨基酸、糖及糖醇等，酵母提取物、水解酪蛋白。水解酪蛋白。 37l液體淺層培養(yǎng)液體淺層培養(yǎng)l固體平板培養(yǎng)固體平板培養(yǎng)l固固-液體雙層培養(yǎng)液體雙層培養(yǎng)l瓊脂糖珠培養(yǎng)瓊脂糖珠培養(yǎng)38 原生質(zhì)體培養(yǎng)原生質(zhì)體培養(yǎng)39實(shí)例4041l定義：定義：將兩個(gè)不同親本的原生質(zhì)體，經(jīng)人工誘導(dǎo)融合并培養(yǎng)將兩個(gè)不同親本的原生質(zhì)體，經(jīng)人工誘導(dǎo)融合并培養(yǎng)再生成株的過(guò)程，統(tǒng)稱(chēng)為體細(xì)胞雜交再生成株的過(guò)程，統(tǒng)稱(chēng)為體細(xì)胞雜交（A + B）l幾種不同的表述：幾種不同的表述： 體細(xì)胞雜交：體細(xì)胞雜交：Somatic hybridization 細(xì)胞融

24、合：細(xì)胞融合：Cell fusion 原生質(zhì)體融合：原生質(zhì)體融合：Protoplast fusion 無(wú)性雜交：無(wú)性雜交：asexual hybridization 超性雜交：超性雜交：Parasexual hybridization 超性融合：超性融合：Parasexual fusion 細(xì)胞工程：細(xì)胞工程：Cell engineering42植物細(xì)胞雜交的幾個(gè)重要進(jìn)展植物細(xì)胞雜交的幾個(gè)重要進(jìn)展 1960年，年，Kocking用酶法制備高等植物原生質(zhì)體首次獲得成功；用酶法制備高等植物原生質(zhì)體首次獲得成功；1971年，年，Takebe首次從離體煙草原生質(zhì)體培養(yǎng)中獲得再生完整首次從離體煙草原生質(zhì)

25、體培養(yǎng)中獲得再生完整植株；植株；1972年，年，Carlson首次獲得粉藍(lán)煙草和郎氏煙草的細(xì)胞雜種，這首次獲得粉藍(lán)煙草和郎氏煙草的細(xì)胞雜種，這是第一個(gè)植物細(xì)胞雜種；是第一個(gè)植物細(xì)胞雜種；1974年，年，Kao將聚乙二醇誘導(dǎo)融合法應(yīng)用于植物細(xì)胞融合并建立將聚乙二醇誘導(dǎo)融合法應(yīng)用于植物細(xì)胞融合并建立了相應(yīng)的融合技術(shù)；了相應(yīng)的融合技術(shù)；1978年，年，Melchers獲得第獲得第1個(gè)屬間細(xì)胞雜種（番茄馬鈴薯）；個(gè)屬間細(xì)胞雜種（番茄馬鈴薯）；1981年，年，Zimmerman發(fā)明電融合儀，并首次提出電融合概念；發(fā)明電融合儀，并首次提出電融合概念；1987年，年，Schweiger建立單對(duì)原生質(zhì)體電融合

26、技術(shù)程序。建立單對(duì)原生質(zhì)體電融合技術(shù)程序。43比較內(nèi)容比較內(nèi)容體細(xì)胞雜交體細(xì)胞雜交有性雜交有性雜交時(shí)間時(shí)間無(wú)季節(jié)限制無(wú)季節(jié)限制花期限制，特別花期限制，特別是母本的花期是母本的花期親緣關(guān)系親緣關(guān)系一定程度上可以克服一定程度上可以克服有性有性/嫁接不親和性嫁接不親和性受親和性影響受親和性影響結(jié)果結(jié)果細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)均可細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)均可以重組、倍性增加以重組、倍性增加雙受精，一般無(wú)雙受精，一般無(wú)細(xì)胞質(zhì)重組，倍細(xì)胞質(zhì)重組，倍性不改變性不改變44+ 體細(xì)胞雜交體細(xì)胞雜交有性雜交有性雜交45l對(duì)稱(chēng)雜種對(duì)稱(chēng)雜種（雙親給雜種貢獻(xiàn)的遺傳物質(zhì)均為（雙親給雜種貢獻(xiàn)的遺傳物質(zhì)均為100%）l非對(duì)稱(chēng)雜種非對(duì)稱(chēng)雜種（雙親

27、給雜種貢獻(xiàn)的遺傳物質(zhì)不等（相（雙親給雜種貢獻(xiàn)的遺傳物質(zhì)不等（相對(duì)值）對(duì)值）胞質(zhì)雜種（胞質(zhì)雜種（cytoplasmic hybrid, Cybrid）：細(xì)胞質(zhì)重組，）：細(xì)胞質(zhì)重組，細(xì)胞核未重組細(xì)胞核未重組l對(duì)稱(chēng)融合對(duì)稱(chēng)融合（symmetric fusion） 也稱(chēng)也稱(chēng)標(biāo)準(zhǔn)融合標(biāo)準(zhǔn)融合（Standard fusion）l非對(duì)稱(chēng)融合非對(duì)稱(chēng)融合（asymmetric fusion）：融合前對(duì)一方）：融合前對(duì)一方進(jìn)行處理，使其染色體丟失一部分進(jìn)行處理，使其染色體丟失一部分46l供供-受體融合：受體融合：Donor-recipient fusionl體配融合體配融合（gameto-somatic fusi

28、on）（性細(xì)胞與體）（性細(xì)胞與體細(xì)胞融合）細(xì)胞融合）l亞原生質(zhì)體亞原生質(zhì)體-原生質(zhì)體融合：原生質(zhì)體融合： Subprotoplast-protoplast fusion 小原生質(zhì)體：小原生質(zhì)體：Miniprotoplast 微原生質(zhì)體：微原生質(zhì)體：Microprotoplast 胞質(zhì)體：胞質(zhì)體：Cytoplastl胞質(zhì)體胞質(zhì)體-原生質(zhì)體融合原生質(zhì)體融合: Cytoplast-protoplast fusion47l化學(xué)方法：化學(xué)方法：聚乙二醇法聚乙二醇法 Polyethylene glycol （PEG），與高），與高pH高高Ca結(jié)合使用結(jié)合使用l物理方法：物理方法：電融合法電融合法 Elec

29、trofusion, Electrically induced fusion48l 理論上，任何細(xì)胞都有可能通過(guò)體細(xì)胞雜交而成理論上，任何細(xì)胞都有可能通過(guò)體細(xì)胞雜交而成為新的生物資源，這對(duì)種質(zhì)資源的開(kāi)發(fā)和利用具有為新的生物資源，這對(duì)種質(zhì)資源的開(kāi)發(fā)和利用具有深遠(yuǎn)的意義。深遠(yuǎn)的意義。l 融合過(guò)程不存在有性雜交過(guò)程中的種性隔離機(jī)制融合過(guò)程不存在有性雜交過(guò)程中的種性隔離機(jī)制的限制，為遠(yuǎn)緣物種間的遺傳物質(zhì)交換提供了有效的限制，為遠(yuǎn)緣物種間的遺傳物質(zhì)交換提供了有效途徑。途徑。l 體細(xì)胞雜交產(chǎn)生的雜種細(xì)胞含有來(lái)自雙親的核外體細(xì)胞雜交產(chǎn)生的雜種細(xì)胞含有來(lái)自雙親的核外遺傳系統(tǒng)，在雜種的分裂和增殖過(guò)程中雙親的葉綠

30、遺傳系統(tǒng)，在雜種的分裂和增殖過(guò)程中雙親的葉綠體、線(xiàn)粒體體、線(xiàn)粒體DNADNA亦可發(fā)生重組，從而產(chǎn)生新的核外遺亦可發(fā)生重組，從而產(chǎn)生新的核外遺傳系統(tǒng)。傳系統(tǒng)。49原生質(zhì)體融合原生質(zhì)體融合雜種細(xì)胞篩選雜種細(xì)胞篩選方法：方法：PEG，電，電融合，融合， NaNO3營(yíng)養(yǎng)互補(bǔ)選擇法，營(yíng)養(yǎng)互補(bǔ)選擇法， 遺傳互補(bǔ)選擇法，遺傳互補(bǔ)選擇法， 機(jī)械選擇法，機(jī)械選擇法， 形態(tài)學(xué)方法形態(tài)學(xué)方法 細(xì)胞學(xué)方法細(xì)胞學(xué)方法同工酶方法同工酶方法分子標(biāo)記法分子標(biāo)記法體細(xì)胞雜種植株的鑒定體細(xì)胞雜種植株的鑒定50親本親本A親本親本B原生質(zhì)體聚合原生質(zhì)體聚合融合處理融合處理分離的原生質(zhì)體分離的原生質(zhì)體原生質(zhì)體融合原生質(zhì)體融合融合體移植

31、融合體移植雜種融合體篩選雜種融合體篩選雜種融合體移栽雜種融合體移栽至不同的培養(yǎng)基至不同的培養(yǎng)基體細(xì)胞雜交篩選體細(xì)胞雜交篩選51獲得新品種；獲得新品種；創(chuàng)造新種質(zhì)；創(chuàng)造新種質(zhì)；轉(zhuǎn)移有利性狀和克服遠(yuǎn)源雜交的障礙；轉(zhuǎn)移有利性狀和克服遠(yuǎn)源雜交的障礙；作為基因工程的良好受體及進(jìn)行突變體作為基因工程的良好受體及進(jìn)行突變體篩選的優(yōu)良原始材料。篩選的優(yōu)良原始材料。52 在離體培養(yǎng)條件下，誘發(fā)突變的突變型和自發(fā)突變沒(méi)有本質(zhì)在離體培養(yǎng)條件下，誘發(fā)突變的突變型和自發(fā)突變沒(méi)有本質(zhì)上的差別。一般都在三個(gè)水平上發(fā)生：上的差別。一般都在三個(gè)水平上發(fā)生： u基因組突變：染色體數(shù)目的改變或細(xì)胞質(zhì)基因組的增減；基因組突變：染色體

32、數(shù)目的改變或細(xì)胞質(zhì)基因組的增減；u染色體突變：染色體較大范圍的結(jié)構(gòu)變化，涉及多個(gè)基因；染色體突變：染色體較大范圍的結(jié)構(gòu)變化，涉及多個(gè)基因；u基因突變：指范圍在一個(gè)基因以?xún)?nèi)分子結(jié)構(gòu)的基因突變：指范圍在一個(gè)基因以?xún)?nèi)分子結(jié)構(gòu)的 改變。按改變。按DNADNA改變方式有堿基置換突變，移碼突變，缺失突變和插入改變方式有堿基置換突變，移碼突變，缺失突變和插入突變。突變。u體細(xì)胞無(wú)性系變異：體細(xì)胞無(wú)性系變異：Somaclonal variationSomaclonal variation一、突變體的產(chǎn)生一、突變體的產(chǎn)生53直接選擇法正選擇正選擇/負(fù)選擇負(fù)選擇間接選擇法54l用一種含有特定物質(zhì)的選擇培養(yǎng)基，在此

33、培養(yǎng)基上只有突變用一種含有特定物質(zhì)的選擇培養(yǎng)基，在此培養(yǎng)基上只有突變細(xì)胞能夠生長(zhǎng)，非突變細(xì)胞不能生長(zhǎng)，從而直接篩選出突變細(xì)胞能夠生長(zhǎng)，非突變細(xì)胞不能生長(zhǎng)，從而直接篩選出突變體。如抗除草劑、抗鹽堿突變體的篩選，均可直接在培養(yǎng)基體。如抗除草劑、抗鹽堿突變體的篩選，均可直接在培養(yǎng)基中加入一定濃度的除草劑或增加滲透壓的物質(zhì)。目前采用這中加入一定濃度的除草劑或增加滲透壓的物質(zhì)。目前采用這一途徑，已從多種植物中篩選出可利用的體細(xì)胞變異體。一途徑，已從多種植物中篩選出可利用的體細(xì)胞變異體。賈敬芬等以小麥幼胚愈傷組織為材料，在含有賈敬芬等以小麥幼胚愈傷組織為材料，在含有1.4 NaCl的的N6培養(yǎng)基上直接篩選

34、出小麥耐鹽系。分析顯示，耐鹽系培養(yǎng)基上直接篩選出小麥耐鹽系。分析顯示，耐鹽系游離氨基酸含量是供體親本的游離氨基酸含量是供體親本的4.1倍。倍。鄭企成等也曾將小麥鄭企成等也曾將小麥“京花京花1號(hào)號(hào)”花藥經(jīng)花藥經(jīng)射線(xiàn)處理后，再射線(xiàn)處理后，再經(jīng)經(jīng)0.5 NaCl培養(yǎng)基直接篩選獲得耐鹽再生株系。培養(yǎng)基直接篩選獲得耐鹽再生株系。李?lèi)?ài)賢等以甘薯李?lèi)?ài)賢等以甘薯“栗子香栗子香”為材料誘導(dǎo)胚性細(xì)胞系，從為材料誘導(dǎo)胚性細(xì)胞系，從900個(gè)通過(guò)個(gè)通過(guò)射線(xiàn)輻射的細(xì)胞團(tuán)中，在含有射線(xiàn)輻射的細(xì)胞團(tuán)中，在含有2.0 NaCl的培的培養(yǎng)基中進(jìn)行篩選，獲得養(yǎng)基中進(jìn)行篩選，獲得22個(gè)抗鹽愈傷組織，并獲得個(gè)抗鹽愈傷組織，并獲得20個(gè)

35、抗個(gè)抗鹽再生植株。鹽再生植株。 55l一種借助于與突變表現(xiàn)型有關(guān)的性狀作為選擇一種借助于與突變表現(xiàn)型有關(guān)的性狀作為選擇指標(biāo)的篩選方法。指標(biāo)的篩選方法。Dorffling等以等以Pro類(lèi)似物羥脯氨酸（類(lèi)似物羥脯氨酸（HYP）為選擇）為選擇劑，獲得了耐劑，獲得了耐HYP的體細(xì)胞變異系，其抗寒性比供的體細(xì)胞變異系，其抗寒性比供體親本增強(qiáng)，且能穩(wěn)定遺傳。體親本增強(qiáng)，且能穩(wěn)定遺傳。林定波等將錦橙株心細(xì)胞愈傷組織的懸浮細(xì)胞經(jīng)林定波等將錦橙株心細(xì)胞愈傷組織的懸浮細(xì)胞經(jīng)射線(xiàn)照射，然后在高濃度脯氨酸培養(yǎng)基中培養(yǎng)篩選，射線(xiàn)照射，然后在高濃度脯氨酸培養(yǎng)基中培養(yǎng)篩選，獲得了抗寒體細(xì)胞變異愈傷組織，并再生植株。鑒獲得了

36、抗寒體細(xì)胞變異愈傷組織，并再生植株。鑒定顯示，抗寒愈傷組織及其再生植株的抗寒性分別定顯示，抗寒愈傷組織及其再生植株的抗寒性分別比供體提高比供體提高1.4和和2.4，突變系體內(nèi)的，突變系體內(nèi)的Pro含量比含量比供體增加了一倍。供體增加了一倍。 56遺傳基礎(chǔ)遺傳基礎(chǔ)穩(wěn)定性穩(wěn)定性57l體細(xì)胞變異，除發(fā)生在染色體水平外，更多的體細(xì)胞變異，除發(fā)生在染色體水平外，更多的是基因水平上的變異。是基因水平上的變異。l從利用體細(xì)胞變異的角度，染色體變異大多是從利用體細(xì)胞變異的角度，染色體變異大多是一些畸形變異，真正可利用的染色體變異十分一些畸形變異，真正可利用的染色體變異十分有限。有限。l基因水平上的變異在表型上

37、大多只是個(gè)別性狀基因水平上的變異在表型上大多只是個(gè)別性狀的改變，不會(huì)影響再生植株的正常生長(zhǎng)發(fā)育。的改變，不會(huì)影響再生植株的正常生長(zhǎng)發(fā)育。因此，從再生植株的這些變異中有可能篩選有因此，從再生植株的這些變異中有可能篩選有益的變異。益的變異。l基因水平上的變異，從根本上講是基因水平上的變異，從根本上講是DNA的堿基的堿基突變或修飾狀態(tài)的改變。突變或修飾狀態(tài)的改變。58l對(duì)于單基因控制的遺傳性狀，大多數(shù)堿基突變可以穩(wěn)對(duì)于單基因控制的遺傳性狀，大多數(shù)堿基突變可以穩(wěn)定遺傳而且符合孟德?tīng)栠z傳分離規(guī)律，這一點(diǎn)已在水定遺傳而且符合孟德?tīng)栠z傳分離規(guī)律，這一點(diǎn)已在水稻、煙草和玉米的體細(xì)胞變異中得以證實(shí)。稻、煙草和玉

38、米的體細(xì)胞變異中得以證實(shí)。 Brettell等從等從645株玉米雜種胚培養(yǎng)再生植株中，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)穩(wěn)株玉米雜種胚培養(yǎng)再生植株中，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)穩(wěn)定突變體定突變體Adh1（乙醇脫氫酶突變體），克隆基因序列分析發(fā)（乙醇脫氫酶突變體），克隆基因序列分析發(fā)現(xiàn)，該基因第七外顯子中一個(gè)編碼谷氨酸的現(xiàn)，該基因第七外顯子中一個(gè)編碼谷氨酸的GAG中的中的A轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換成為了成為了T，使翻譯肽鏈中的谷氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)槔i氨酸。，使翻譯肽鏈中的谷氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)槔i氨酸。l植物的許多性狀特別是經(jīng)濟(jì)性狀均由多基因控制，對(duì)植物的許多性狀特別是經(jīng)濟(jì)性狀均由多基因控制，對(duì)于多基因控制性狀的堿基突變可能由于技術(shù)上的復(fù)雜于多基因控制性狀的堿基突變可能由

39、于技術(shù)上的復(fù)雜性，目前還沒(méi)有關(guān)于多基因控制性狀的堿基突變報(bào)道。性，目前還沒(méi)有關(guān)于多基因控制性狀的堿基突變報(bào)道。59第六節(jié)第六節(jié) 基因工程與育種基因工程與育種60植物基因工程（植物基因工程（plant genetic engineering）：指）：指以類(lèi)似工程設(shè)計(jì)的方法，按照人們的意志，通過(guò)一以類(lèi)似工程設(shè)計(jì)的方法，按照人們的意志，通過(guò)一定的程序，將具有遺傳信息的定的程序，將具有遺傳信息的DNA片斷，在離體條片斷，在離體條件下，用工具酶加以剪切、組合和拼接，再將人工件下，用工具酶加以剪切、組合和拼接，再將人工重組的基因引入適當(dāng)?shù)闹参锸荏w中進(jìn)行復(fù)制和表達(dá)重組的基因引入適當(dāng)?shù)闹参锸荏w中進(jìn)行復(fù)制和表達(dá)

40、的技術(shù)。的技術(shù)。轉(zhuǎn)基因植物：轉(zhuǎn)基因植物：transgenic plant轉(zhuǎn)基因技術(shù)轉(zhuǎn)基因技術(shù): Transgenic technique61指把不同生物有機(jī)體的DNA（或基因）分離提取出來(lái)，在體外進(jìn)行酶切和連接，構(gòu)成重組DNA(recombinationDNA)分子，然后轉(zhuǎn)化到受體細(xì)胞（如,大腸桿菌），使外源基因在受體細(xì)胞中復(fù)制增殖，然后借助生物的或理化的方法將外源基因?qū)氲街参锛?xì)胞，進(jìn)行轉(zhuǎn)譯和表達(dá)?；蚬こ袒蚬こ?62基因分離、克隆基因分離、克隆農(nóng)桿菌介導(dǎo)農(nóng)桿菌介導(dǎo)基因槍介導(dǎo)基因槍介導(dǎo)基因插入Ti/Ri質(zhì)粒載體農(nóng) 桿 菌 侵染植物包裹DNA的微粒彈質(zhì)粒DNA制備基 因 質(zhì) 粒 進(jìn)基 因 質(zhì)

41、 粒 進(jìn)入植物細(xì)胞入植物細(xì)胞DNA整合進(jìn)植物染色體基因槍轟擊植物細(xì)胞基因槍轟擊植物細(xì)胞檢測(cè)轉(zhuǎn)基因檢測(cè)轉(zhuǎn)基因篩選轉(zhuǎn)基因細(xì)胞篩選轉(zhuǎn)基因細(xì)胞轉(zhuǎn)基因細(xì)胞再生植株轉(zhuǎn)基因細(xì)胞再生植株檢測(cè)轉(zhuǎn)基因檢測(cè)轉(zhuǎn)基因農(nóng)農(nóng)桿桿菌菌和和基基因因槍槍介介導(dǎo)導(dǎo)基基因因轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化流流程程圖圖63基因工程的基本步驟和方法基因工程的基本步驟和方法l目的基因的分離與鑒定目的基因的分離與鑒定l植物表達(dá)載體的構(gòu)建植物表達(dá)載體的構(gòu)建l植物的遺傳轉(zhuǎn)化植物的遺傳轉(zhuǎn)化l轉(zhuǎn)化植物細(xì)胞的篩選及轉(zhuǎn)基因植物的鑒定轉(zhuǎn)化植物細(xì)胞的篩選及轉(zhuǎn)基因植物的鑒定64各種來(lái)源目的基各種來(lái)源目的基因的分離與克隆因的分離與克隆克隆基因的鑒定和分析克隆基因的鑒定和分析有用基因的

42、亞克隆有用基因的亞克隆待改良植物的選擇和預(yù)處理待改良植物的選擇和預(yù)處理植物受體細(xì)胞系統(tǒng)制備植物受體細(xì)胞系統(tǒng)制備植物細(xì)胞的遺傳轉(zhuǎn)化植物細(xì)胞的遺傳轉(zhuǎn)化異源基因在植物細(xì)胞中異源基因在植物細(xì)胞中 的整合與表達(dá)的整合與表達(dá)轉(zhuǎn)基因植株的育成和轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)基因植株的育成和轉(zhuǎn)化含異源基因的重組含異源基因的重組細(xì)胞的篩選和培養(yǎng)細(xì)胞的篩選和培養(yǎng)重組細(xì)胞的分裂與分化重組細(xì)胞的分裂與分化植物基因轉(zhuǎn)移的過(guò)程植物基因轉(zhuǎn)移的過(guò)程65l改良品質(zhì)改良品質(zhì)l提高抗病蟲(chóng)能力提高抗病蟲(chóng)能力l改良抗逆性改良抗逆性l提高光合作用和固氮效率提高光合作用和固氮效率l創(chuàng)建雄性不育材料創(chuàng)建雄性不育材料l延遲成熟與保鮮延遲成熟與保鮮l選育抗除草劑品種選

43、育抗除草劑品種66( 提高抗病能力提高抗病能力抗抗細(xì)菌細(xì)菌基因工程途徑基因工程途徑:過(guò)量表達(dá)法過(guò)量表達(dá)法克隆轉(zhuǎn)化溶菌酶基克隆轉(zhuǎn)化溶菌酶基因或殺菌肽基因因或殺菌肽基因抗抗真菌真菌基因工程途徑基因工程途徑:克隆并導(dǎo)入幾丁質(zhì)酶基克隆并導(dǎo)入幾丁質(zhì)酶基因和因和-1,3-葡聚糖酶基因葡聚糖酶基因克隆并導(dǎo)入抗毒素克隆并導(dǎo)入抗毒素6768lThep25coatprotein(CP)geneofCitrustristezavirus(CTV)wasincorporatedtoMexicanlimeplantsandforty-twotransgeniclineswereproduced,25containing

44、thep25CPgeneofthesevereCTVstrainT-305and17withthatofthemildstrainT-317.Whenplantspropagatedfromeachtransgeniclineweregraft-inoculatedwithCTVT-305oraphidinoculatedwithT-300,twotypesofresponsetoviralchallengewereobserved:somelinesdevelopedCTVsymptomssimilartothoseofnon-transgeniccontrols,whereasothers

45、exhibitedprotectionagainstthevirus.Thisprotectionconsistedofaproportionofplants,rangingfrom10to33%,thatwereresistanttoCTV,andtherestofthemthatshowedasignificantdelayinvirusaccumulationandsymptomonset.Protectionwasefficientagainstnon-homologousCTVstrainsandwasgenerallyaccompaniedbyhighaccumulationofp

46、25CPintheprotectedlines,whichsuggestaCP-mediatedprotectionmechanisminmostcases.Molecular Breeding 2002,10: 110實(shí)例69CTV symptoms of different intensity in young leaves after graft-inoculation with CTV T-305. Severe leaf distortion and stunting symptoms in a non-transgenic control plant (left), delay i

47、n virus infection and symptom attenuation in a transgenic plant (centre), and resistance against CTV T-305 in other transgenic plant (right).70如.1986年Beachy等將煙草花葉病毒的外殼蛋白基因（TMV-CP)導(dǎo)入煙草中，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因植株發(fā)病時(shí)間明顯延遲或病毒的癥狀明顯減輕。抗病毒基因工程途徑抗病毒基因工程途徑:向植物中導(dǎo)入病毒外殼蛋白（向植物中導(dǎo)入病毒外殼蛋白（CP） 轉(zhuǎn)移病毒的反義轉(zhuǎn)移病毒的反義RNA,衛(wèi)星衛(wèi)星RNA,病毒復(fù)制酶基因和核酶基因等病

48、毒復(fù)制酶基因和核酶基因等71CKTrans 72n fire blight抗性:1000ha apple were killed by FB in Michigan in 2000.Lytic protein (LP)：Royal Gala, Galaxy 和和M26轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)avian LPs SB-37,T-4 lysozyme：Gala轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)harpin（來(lái)于（來(lái)于Fire blight細(xì)菌）細(xì)菌）NPR1蛋白：過(guò)量表達(dá)蛋白：過(guò)量表達(dá)Silencing the DIPM kinase which is related to the occurrence of the disease.實(shí)例：蘋(píng)果實(shí)

49、例：蘋(píng)果73n4年田間試驗(yàn)表明：抗性增強(qiáng)，果實(shí)品質(zhì)正常。747576777879蘇云金芽孢桿菌（Bt)制劑產(chǎn)生的原毒素伴孢晶體毒蛋白（內(nèi)毒素），可在昆蟲(chóng)幼蟲(chóng)中腸道的水解酶作用下，轉(zhuǎn)化成小分子的毒素多肽，而對(duì)多種昆蟲(chóng)有很強(qiáng)的毒殺作用。導(dǎo)入導(dǎo)入Bt毒蛋白基因毒蛋白基因80Hinder等將編碼豇豆胰蛋白酶抑制物（CpTI)的基因轉(zhuǎn)移到煙草中，明顯增強(qiáng)了轉(zhuǎn)基因煙草對(duì)煙草夜蛾幼蟲(chóng)的抗性。 如將蜘蛛殺蟲(chóng)肽基因?qū)霟煵?，如將蜘蛛殺蟲(chóng)肽基因?qū)霟煵荩D(zhuǎn)基因煙草表現(xiàn)出對(duì)棉鈴蟲(chóng)有較強(qiáng)轉(zhuǎn)基因煙草表現(xiàn)出對(duì)棉鈴蟲(chóng)有較強(qiáng)的抗性的抗性。利用一些昆蟲(chóng)毒素基因利用一些昆蟲(chóng)毒素基因81如：甜菜堿醛脫氫酶（BADH)基因?qū)霟煵荨?/p>

50、草莓和水稻后，轉(zhuǎn)基因植物的耐鹽性明顯提高。向植物中導(dǎo)入熱休克基因，可提高其抗熱性向植物中導(dǎo)入熱休克基因，可提高其抗熱性將深海魚(yú)美洲擬鰈的抗凍基因通過(guò)柱頭導(dǎo)入番茄，將深海魚(yú)美洲擬鰈的抗凍基因通過(guò)柱頭導(dǎo)入番茄，獲得可耐受獲得可耐受-4 -5低溫的轉(zhuǎn)基因番茄。低溫的轉(zhuǎn)基因番茄。導(dǎo)入與脯氨酸或甜菜堿合成有關(guān)的酶的基因?qū)肱c脯氨酸或甜菜堿合成有關(guān)的酶的基因821處理4h，27測(cè)定光合作用，低溫導(dǎo)致的光合作用下降率為：轉(zhuǎn)擬南芥菜的為7，轉(zhuǎn)南瓜的為88，對(duì)照的為25。83l轉(zhuǎn)入抗寒性強(qiáng)的擬南芥菜的基因，其不飽和脂肪酸的含量顯著增加l轉(zhuǎn)入抗寒性弱的南瓜的基因，其飽和脂肪酸的含量顯著增加84l轉(zhuǎn)基因煙草在1下處

51、理10d，25栽培2d，前者無(wú)黃化，后者有黃化。la.野生型；b.對(duì)照pBI121；c.南瓜；d.擬南芥菜85 把除草劑作用的靶酶或靶蛋白質(zhì)的基因?qū)胫参锇殉輨┳饔玫陌忻富虬械鞍踪|(zhì)的基因?qū)胫参铿F(xiàn)已在矮牽牛、煙草、番茄、馬鈴薯、大豆、油菜、楊樹(shù)等植物上獲得抗除草劑的轉(zhuǎn)基因植株。 轉(zhuǎn)移一種能以除草劑為底物的酶的基因轉(zhuǎn)移一種能以除草劑為底物的酶的基因 如如barbar基因編碼基因編碼PPTPPT乙酰轉(zhuǎn)移酶，導(dǎo)入煙草，乙酰轉(zhuǎn)移酶，導(dǎo)入煙草，番茄和馬鈴薯等植物后，使作物獲得抗除草劑番茄和馬鈴薯等植物后，使作物獲得抗除草劑PPTPPT的能力的能力86 改變果實(shí)細(xì)胞壁降解酶活性 抑制成熟激素乙烯的生成美

52、國(guó)Calgene公司以將反義PGcDNA導(dǎo)入到番茄中，育成“FLAVR SAVE”轉(zhuǎn)基因品種，并已上市 葉志彪等利用ACC氧化酶反義基因轉(zhuǎn)入番茄，抑制ACC合成酶的表達(dá)活性，抑制乙烯的合成，育成耐貯藏的轉(zhuǎn)基因番茄。87實(shí)例88對(duì)照對(duì)照轉(zhuǎn)基因蘋(píng)果轉(zhuǎn)基因蘋(píng)果乙烯生成減少乙烯生成減少70%需更長(zhǎng)時(shí)間軟化需更長(zhǎng)時(shí)間軟化硬度：高于硬度：高于CK比比CK耐貯藏耐貯藏89室溫貯存室溫貯存 3個(gè)月個(gè)月 90提高光合作用效率和固氮效率克隆與雜種優(yōu)勢(shì)相關(guān)的植物雄性不育有關(guān)的基因目前已克隆出許多種參與光合作用的基因和導(dǎo)致植物雄性不育的基因 Worral等報(bào)道用編碼-1,3葡聚糖水解酶基因轉(zhuǎn)化煙草、矮牽牛獲得雄性不育

53、植株91將人工合成的富含必須氨基酸的DNA片段導(dǎo)入馬鈴薯，能有效地改善馬鈴薯貯藏蛋白的氨基酸成分。通過(guò)導(dǎo)入淀粉粒結(jié)合的淀粉合成酶的反義RNA基因，可改變馬鈴薯支鏈淀粉和直鏈淀粉的比例。92 陳章良將陳章良將Chs的反義基因轉(zhuǎn)入矮牽牛中，的反義基因轉(zhuǎn)入矮牽牛中，導(dǎo)致導(dǎo)致Chs 的的mRNA水平以及水平以及Chs的酶活性都的酶活性都大大降低，可改變矮牽牛的顏色。大大降低，可改變矮牽牛的顏色。 異戊烯轉(zhuǎn)移酶基因異戊烯轉(zhuǎn)移酶基因(ipt)導(dǎo)入番茄可使果導(dǎo)入番茄可使果實(shí)可溶性固形物含量顯著增加。實(shí)可溶性固形物含量顯著增加。93lMdTFL（抑制芽分生組織identity基因）：蘋(píng)果頂端分生組織從營(yíng)養(yǎng)期向生殖期的轉(zhuǎn)變( 提前開(kāi)花結(jié)實(shí)提前開(kāi)花結(jié)實(shí)實(shí)例：實(shí)例：蘋(píng)果蘋(píng)果早花早花早實(shí)早實(shí)94959697方法：方法：形態(tài)學(xué)鑒定直接選擇法間接選擇法同工酶測(cè)定分子標(biāo)記9899形態(tài)標(biāo)記（morphological markers）細(xì)胞學(xué)標(biāo)記（cytological markers）生化標(biāo)記（biochemical markers）分子標(biāo)記（molecular markers）遺傳