第十九章轉(zhuǎn)基因植物張課件

2024/7/261轉(zhuǎn)基因植物2024/7/262一、轉(zhuǎn)基因生物2024/7/2632024/7/264〔二〕轉(zhuǎn)基因植物1983年世界上誕生了第一株轉(zhuǎn)基因植物。比轉(zhuǎn)基因動物〔1982年〕出現(xiàn)的晚。然而，轉(zhuǎn)基因植物后來居上，大量的轉(zhuǎn)基因植物已在實驗室里研究成功，并且有不少重要的轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物已經(jīng)進(jìn)行了大規(guī)模的商業(yè)化生產(chǎn)，從20世紀(jì)90年代中期開始陸續(xù)進(jìn)入人們的生活。2024/7/265高等植物的基因轉(zhuǎn)移系統(tǒng)Ti質(zhì)粒介導(dǎo)的整合轉(zhuǎn)化系統(tǒng)Ti〔tumorinducing)質(zhì)粒存在于根瘤農(nóng)桿菌中，能感染雙子葉植物的根部和受傷組織，生成冠癭瘤。野生型Ti質(zhì)粒經(jīng)切除某些片段和插入大腸桿菌復(fù)制子和選擇標(biāo)記，引入植物細(xì)胞啟動子、人工接頭等元件，以利于外源基因的克隆。2024/7/266開展中國家為了能在有限的耕地上生產(chǎn)出更多的糧食，依賴化肥和化學(xué)農(nóng)藥的程度越來越高。過量施用化學(xué)農(nóng)藥和化肥所造成的環(huán)境污染和耕地、水質(zhì)的破壞，用傳統(tǒng)的手段難以去除。同時，食物和飲用水中農(nóng)藥的殘留量居高不下，并由此帶來了種種疾病。2024/7/267轉(zhuǎn)蘇云金芽孢桿菌〔Bt〕毒蛋白基因抗棉鈴蟲的棉花受到各國農(nóng)民的青睞。這種轉(zhuǎn)基因棉花明顯減少殺蟲劑使用量。據(jù)報道，種植這種棉花，殺蟲劑使用量可以減少50%，而我國報道可減少70%；保護(hù)了水質(zhì)和土壤；調(diào)查還說明肥料利用率也得到明顯提高，促進(jìn)了土地的保護(hù)性耕種。這樣就有可能使世界農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)走出怪圈，步入良性循環(huán)，從而解決世界上的饑餓和貧困。2024/7/268基因工程培育抗蟲棉的簡要過程蘇云金芽孢桿菌提取抗蟲基因與運載體DNA拼接棉花植株導(dǎo)入2024/7/269轉(zhuǎn)基因抗蟲棉2024/7/2610轉(zhuǎn)基因棉花2024/7/2611轉(zhuǎn)基因抗蟲番茄2024/7/2612轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物前景誘人

自從1983年世界上誕生了第一株轉(zhuǎn)基因植物以后，許多國家都陸續(xù)地投入了大量人力、物力和財力，競相開發(fā)、研究。目前世界上已有百余種轉(zhuǎn)基因植物問世，尤其重要的是已有水稻、玉米、棉花、大豆、油菜、煙草、甜菜、亞麻、南瓜、馬鈴薯、番茄、西葫蘆、番木瓜等10余種、上百個品種的轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物已獲準(zhǔn)進(jìn)入商品化生產(chǎn)。2024/7/2613轉(zhuǎn)基因試驗田2024/7/26142024/7/26152024/7/2616基因工程與農(nóng)牧業(yè)、食品工業(yè)生長快、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因魚(中國)乳汁中含有人生長激素的轉(zhuǎn)基因牛(阿根廷)2024/7/2617基因工程與農(nóng)牧業(yè)、食品工業(yè)轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉(zhuǎn)魚抗寒基因的番茄2024/7/2618〔1〕抗蟲害農(nóng)作物把能編碼殺蟲活性物質(zhì)的基因轉(zhuǎn)移入植物細(xì)胞后，基因表達(dá)的產(chǎn)物可以通過破壞害蟲消化道，或抑制害蟲生長發(fā)育，或者直接殺死的途徑到達(dá)殺滅害蟲的目的2024/7/2619最常用且最成功的是Bt基因。鱗翅目、鞘翅目昆蟲的幼蟲，一旦食用了含有該基因表達(dá)產(chǎn)物的葉片后，進(jìn)入幼蟲消化道的Bt毒蛋白在堿性條件和特異性蛋白酶的作用下，便可裂解為活性多肽〔60～68kd〕，此多肽在細(xì)胞膜上形成離子通道，導(dǎo)致胞內(nèi)ATP外流，造成幼蟲消化道損傷，最終導(dǎo)致幼蟲死亡。Bt毒蛋白對人、畜等是平安的、無害的。2024/7/2620〔2〕抗病毒農(nóng)作物1986年將煙草花葉病病毒外殼蛋白基因轉(zhuǎn)移入煙草后，人類便獲得了第一種抗病毒轉(zhuǎn)基因植物。病毒外殼蛋白基因?qū)胨拗骷?xì)胞后，可以產(chǎn)生出該病毒的外殼蛋白，誘導(dǎo)轉(zhuǎn)基因植物對相應(yīng)的或相近的病毒產(chǎn)生抗性。目前已有一些抗病毒農(nóng)作物進(jìn)行了大面積的種植生產(chǎn)，比方中國的轉(zhuǎn)抗病毒基因煙草、西紅柿和甜椒；美國的轉(zhuǎn)抗病毒基因馬鈴薯、西葫蘆、番木瓜等。2024/7/2621〔3〕抗除草劑農(nóng)作物把抗除草劑基因轉(zhuǎn)移入農(nóng)作物中，使農(nóng)作物獲得抗除草劑能力。這時假設(shè)施用除草劑，就可以有選擇的除掉雜草，而農(nóng)作物卻可以免受傷害。目前，已有水稻、玉米、棉花、大豆、油菜、甜菜等抗除草劑農(nóng)作物進(jìn)入商品化生產(chǎn)。2024/7/2622〔4〕抗逆性農(nóng)作物培育耐旱澇、耐鹽堿、耐低溫或高溫、耐土壤農(nóng)藥殘毒等環(huán)境逆境的農(nóng)作物一直受到科學(xué)家關(guān)注。這些來自其他生物的抗逆性基因，經(jīng)過重組后導(dǎo)入農(nóng)作物中，使它們能在惡劣環(huán)境中生長、豐產(chǎn)，這是人類獲得足夠食物、改進(jìn)環(huán)境的一大福音。2024/7/2623比方，科學(xué)家將甘油-3-磷酸乙酰轉(zhuǎn)移酶基因轉(zhuǎn)移入植物，通過增加細(xì)胞膜的不飽和脂肪酸含量，而獲得抗寒性增加的轉(zhuǎn)基因植物；把來自魚的抗凍蛋白基因，轉(zhuǎn)移入番茄中，使番茄在0℃環(huán)境下也不受凍害。目前已獲得了耐鹽堿的轉(zhuǎn)基因煙草、玉米、水稻等植物；在美國耐土壤農(nóng)藥殘毒的轉(zhuǎn)基因亞麻已進(jìn)入了商品化生產(chǎn)。2024/7/2624〔5〕改進(jìn)農(nóng)作物品質(zhì)2024/7/2625通過轉(zhuǎn)基因增加油料植物種子中維生素E的含量，減少植物油中飽和脂肪酸含量；提高水稻中β-胡蘿卜素含量；增加蔬菜中蛋白質(zhì)含量等研究都取得重要進(jìn)展。目前農(nóng)作物品質(zhì)改進(jìn)主要集中在貯藏蛋白、淀粉、油脂等含量和組成上。在美國，經(jīng)過油脂改進(jìn)的轉(zhuǎn)基因大豆、油菜已進(jìn)入商品化生產(chǎn)。2024/7/2626脂肪含量高含Β-胡蘿卜素2024/7/2627抗病毒和抗軟化基因西紅柿2024/7/2628

〔2〕動、植物的遺傳改進(jìn)

兔毛棉花在我國培育成功：用兔的一種角蛋白轉(zhuǎn)化棉花，棉花纖維質(zhì)量好，具有兔毛般的光澤。2024/7/2629四、轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物成為21世紀(jì)新興產(chǎn)業(yè)2024/7/2630上市的轉(zhuǎn)基因食品

抗除草劑基因大豆

抗蟲基因玉米

抗病毒基因油菜

抗病毒土豆

轉(zhuǎn)抗蟲基因棉花2024/7/2631

轉(zhuǎn)基因食品

平安嗎?!2024/7/2632一、食物平安今天公眾對轉(zhuǎn)基因生物之所以存在戒心，很重要一點就是擔(dān)憂轉(zhuǎn)基因生物，尤其是轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物或由它們加工成的食品會給人類身體健康帶來損害。2024/7/2633轉(zhuǎn)基因植物可能會表達(dá)出過敏蛋白有的基因表達(dá)出的蛋白質(zhì)與的過敏蛋白質(zhì)在免疫學(xué)上具有同源性；有可能使過敏體質(zhì)的人產(chǎn)生過敏反響。2024/7/2634

轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物表達(dá)出的某些蛋白質(zhì)，可能會潛移默化的影響人的免疫系統(tǒng)，從而對人體健康造成隱性的損傷。2024/7/26352024/7/2636二、生物平安2024/7/26371、科學(xué)家賦予了轉(zhuǎn)基因生物某些全新的性狀，增強了它們與其他生物的生存競爭能力，它可能會使本地區(qū)本來生活力就很纖弱的個體或物種加速從地球上消失。即轉(zhuǎn)基因生物可能會成為某一地區(qū)新的優(yōu)勢種，成為“入侵生物〞。2、載體介導(dǎo)的外源基因可能發(fā)生橫向轉(zhuǎn)移，重組出新的菌株或病毒。2024/7/26383、具有抗蟲功能的轉(zhuǎn)基因植物，其體內(nèi)產(chǎn)生的抗蟲蛋白可能使害蟲產(chǎn)生抗性，使害蟲變得更加難以防治？現(xiàn)在也已發(fā)現(xiàn)具有抗病毒功能的轉(zhuǎn)基因植物，可以使相應(yīng)的病毒出現(xiàn)抗性。4、轉(zhuǎn)基因植物可能會變成野生種類，或者它侵入新的生態(tài)區(qū)域，破壞了生態(tài)平衡后而成為雜草。2024/7/26395、抗除草劑基因等可能會通過花粉傳播或近緣雜交進(jìn)入到雜草或半馴化植物中，結(jié)果產(chǎn)生出超級雜草。美國俄亥俄州大學(xué)的科學(xué)家們就發(fā)現(xiàn)，如果野草與轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物雜交，將令野草長得更茁壯，產(chǎn)籽更多。2024/7/2640

轉(zhuǎn)基因生物可能對生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定性造成破壞，對環(huán)境造成污染，這也是公眾疑慮的重要內(nèi)容。三、環(huán)境平安2024/7/2641重組DNA進(jìn)入水體、土壤后，將流向何方？存活多久？他們會不會與細(xì)菌雜交，出現(xiàn)對人體有害的、新的致病菌？現(xiàn)在DNA在土壤中至少可以存留40萬年。1992年意大利科學(xué)家就發(fā)現(xiàn)，被認(rèn)為最平安的大腸桿菌K12菌株，進(jìn)入下水道后竟可以存活72小時，在這么長時間里它完全可以與其他細(xì)菌進(jìn)行基因交換。2024/7/2642法國綠色和平組織摧毀

5個轉(zhuǎn)基因作物基地2024/7/2643GM抗議者在英國2024/7/2644綠色和平組織領(lǐng)導(dǎo)者被捕2024/7/2645綠色和平組織將轉(zhuǎn)基因食品妖魔化2024/7/2646綠色和平組織抗議雀巢咖啡事件2024/7/26472024/7/2648轉(zhuǎn)基因玉米闖了禍2002，11，19美國農(nóng)業(yè)部宣布，內(nèi)布拉斯加州谷倉中1.36萬噸食用大豆被隔離，原因是ProdiGene公司在這批大豆中混入了含有藥用蛋白的轉(zhuǎn)基因玉米。

2024/7/2649討論案例2024/7/2650案例一斑蝶事件1999年5月康奈爾大學(xué)一個研究組報道，說一種斑蝶食用轉(zhuǎn)蘇云金桿菌的殺蟲蛋白基因〔Bt〕玉米花粉后44%死亡，說明轉(zhuǎn)基因食品可能存在平安隱患。此事件引起科學(xué)家對轉(zhuǎn)基因食品的廣泛爭論。2024/7/2651抗蟲玉米與大花斑紋蝴蝶2024/7/2652事實上這并不意外，因為Bt玉米中的殺蟲晶體蛋白是特意毒殺鱗翅目害蟲的，斑蝶屬鱗翅目昆蟲，自然會受到Bt蛋白的影響。斑蝶事件曾成為?紐約時報?、?華爾街日報?、?今日美國?等報刊的頭版消息。最后，該事件被科學(xué)界否認(rèn)。2024/7/2653案例二中國大豆正受生物海盜威脅中國的生物資源十分豐富，許多跨國公司虎視眈眈，有的公司甚至制定了廣泛搜集中國遺傳資源的長期方案。野生大豆就是其中一種。中國是大豆的原產(chǎn)地，擁有世界上的野生大豆的90%，共超過6000多種，由于野生大豆有許多特別的性狀，對于改進(jìn)大豆品質(zhì)具有重要意義，不幸的成為各大列強追逐的對象。2024/7/26542024/7/2655

此專利申請涵蓋了所有這些標(biāo)志的大豆及其后代，還涉及到凡被植入這些標(biāo)志的所有轉(zhuǎn)基因植物，其中包括大麥、花椰菜、卷心菜、棉、大蒜、燕麥、洋蔥、亞麻、豌豆、花生、花椒、馬鈴薯、米、黑麥、大豆、高粱、草莓、甜菜、番茄、小麥、玉米、白楊樹、松樹、蘋果、生菜、小扁豆、葡萄、香蕉等。2024/7/2656事實上，根據(jù)育種專家的研究說明：所稱的專利根本不是創(chuàng)造。含有高產(chǎn)性狀標(biāo)志的大豆早已存在自然界中，并可以傳統(tǒng)方法培育出來。有明顯的證據(jù)說明，孟都山申請的專利保護(hù)的大豆在中國的華東地區(qū)已被農(nóng)民長久種植。如果此項申請獲得批準(zhǔn)，意味著孟山都對所有大豆的高產(chǎn)品質(zhì)擁有壟斷權(quán)，實際上允許了孟山都對中國野生大豆的遺產(chǎn)資源的控制。

2024/7/2657育種專家在致綠色和平組織的函中提到：“假設(shè)此項專利申請不被駁回，其他研究人員將不能在未獲得孟山都CarloLeifert教授同意下使