抗病毒的转基因小麦
我国小麦转基因研究的现状及前景
Байду номын сангаас
２０１ １全国转基因新品种培育及产业化应用交流研讨会
３．存在的问题及前景展望
作物转基因育种和常规育种相比具有明显的发展优势，因为它不仅极大地拓 宽了育种的基因来源（如动物、植物、微生物和人工合成），而且可以实现高效 精确的遗传改良，更为重要的是抗病虫等转基因育种的发展将有效减轻农田的环 境污染。小麦是我国的重要粮食作物之一，其转基因研究无疑有非常重要的意义， 但目前小麦转基因研究中仍然存在较多的问题。
花粉管通道法是我国学者周光宇提出的一种菲常简便的植物转基因方法，其 基本原理是利用植物授粉后花粉萌发形成的花粉管，将外源ＤＮＡ送入胚囊中尚
基金项目：河南省科技厅项目（０６２３０１ １６００） 作者简介：李永春（１９７１－），男，博士，副教授，主要从事小麦功能基因组学和分子育种研究。通讯地址： 河南省郑州市农业路６２号，国家小麦中心２０５室。Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｏｎｇｃｈｕｎｌｉ７１＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．Ｃｌｌ。
２０１ １全国转基因新品种培育及产业化应用交流研讨会
我国小麦转基因研究的现状及前景
李永春，王潇，陈雷，尹钧· 河南农业大学／国家小麦工程技术研究中心，郑州，４５０００２
摘要：近年来，我国小麦转基因育种研究发展迅速，并成为常规育种的有效补充。分析了各类转基 因方法在小麦遗传转化中的应用情况，综述了我国小麦转基因分子育种的发展及现状，主要包括小 麦抗病虫、品质改良以及耐非生物逆境胁迫等方面的转基因研究，并分析了目前小麦转基因育种中 存在的问题及发展策略。
选修3 专题1 1.3 基因工程的应用学案(陆德平)
1.3 基因工程的应用——学案编者：陆德平一、植物基因工程的成果：植物基因工程技术主要用于提高农作物的能力，以及改良农作物的和利用植物生产等方面。
（一）抗虫转基因植物1．杀虫基因种类：Bt毒蛋白基因、抑制剂基因、抑制剂基因、植物凝集素基因等。
2．成果：抗虫植物：棉、玉米、马铃薯、番茄等。
（二）抗病转基因植物1．植物的病原微生物：主要有、真菌和细菌等。
2．抗病基因种类（1）抗病毒基因：病毒基因和病毒的复制酶基因。
（2）抗真菌基因：基因和抗毒素合成基因。
（3）成果：烟草花叶病毒的转基因烟草和抗病毒的转基因小麦、甜椒、番茄等。
（三）其他抗逆转基因植物1．抗逆基因：调节细胞基因使作物抗碱、抗旱；鱼的抗冻蛋白基因使作物耐寒；抗除草剂基因，使作物抗除草剂。
2．成果：烟草、大豆、番茄、玉米等。
（四）转基因改良植物品质1．优良基因：必需氨基酸的蛋白质编码基因、控制番茄果实成熟的基因和植物花青素代谢有关的基因。
2．成果：转基因玉米、转基因延熟番茄和转基因矮牵牛。
例1、科学家已能运用基因工程技术，让羊合成并由乳腺分泌抗体，相关叙述中正确的是①该技术将导致定向变异②DNA连接酶把目的基因与运载体黏性末端的碱基对连接起来③蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的基因提供资料④受精卵是理想的受体A．①②③④B．①③④C．②③④D．①②④二、动物基因工程的成果（一）提高动物的生长速度1．生长基因：外源基因。
2．成果：转基因绵羊、转基因鲤鱼。
（二）改善畜产品的品质1．优良基因：肠乳糖酶基因。
2．成果：转基因牛含量少。
（三）转基因动物生产药物1．基因来源：药用基因+ 蛋白基因的启动子。
2．成果：乳腺生物反应器或反应器。
（四）转基因动物作器官移植的供体1．器官供体：抑制或除去抗原决定基因。
2．成果：利用克隆技术培育没有免疫排斥反应的猪器官。
（五）基因工程药物1．来源：转基因。
2．成果：人胰岛素、细胞因子、抗体、疫苗、激素等。
例2、抗病毒转基因植物成功表达后，以下说法正确的是A．抗病毒转基因植物，可以抵抗所有病毒B．抗病毒转基因植物，对病毒的抗性具有局限性或特异性C．抗病毒转基因植物可以抗害虫D．抗病毒转基因植物可以稳定遗传，不会变异三、基因治疗1．概念：把导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。
高中生物-专题-第节-基因工程的应用课件-新人教版选修
[答案] B
金茶花是中国特有的观赏品种，但易被有害真菌感染得 枯萎病，降低观赏价值。科学家在某种植物中找到了抗枯萎 病的基因，用转基因方法培育出了抗枯萎病的新品种。请据 图回答：
(1)将②连接到①上并形成③，常用到的酶有______。 (2)抗枯萎病的金茶花培育成功，从变异的角度来说，属于 ________。 (3)通过检测，被③侵染的金茶花叶片细胞具备了抗病性， 这说明②已经________。抗病基因是否表达可以从个体水平上 做________实验，简述实验过程______________________。
三、基因治疗 基因治疗是把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产 物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，这是治疗遗传病的最 有效的手段。 1．基因治疗种类和方法 (1)体外基因治疗：先从病人体内获得某种细胞进行培养， 然后，在体外完成基因转移，再筛选成功转移的细胞扩增培养 ，最后重新输入患者体内。如腺苷酸脱氨酶基因的转移。 (2)体内基因治疗：用基因工程的方法，直接向人体组织细 胞中转移基因。
高中生物 专题 第节 基 因工程的应用课件 新人
教版选修
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
2023年5月11日星期四
专题一 第三节 基因工程的应用
1 目标定位
2 预习导学 3 要点精析 4 思维升华
5 知识构建 6 应用探究 7 课时作业
目标定位
1．举例说出基因工程的应用及取得的丰硕成果。(重点) 2．了解基因工程的进展。 3．了解基因工程在农业和医疗等方面的应用。
受体生物
备注
①抗虫但不抗病 毒、细菌、真菌 等；
②培育抗虫作物 的优点：减少环 棉花、水 境污染、降低生 稻等 产成本；
基因工程药物
采取的措施： 构建基因工程药物表达载体时给目的基因组装诱导型 启动子，使其在诱导条件下才能有效表达。 构建基因工程药物表达载体时慎用选择标记基因或报 告基因，避免生产的基因工程药物中残留对病人有害 的物资。 尽可能采用外源DNA定位整合载体，避免外源DNA 随机整合导致靶细胞基因突变。 根据基因工程药物生产和使用的具体情况，逐步完善 对此类产品的严格质量控制。
Hale Waihona Puke 目前对基因工程操作的后果还存在一定程度的不可预测性和 不可控制性，转基因生物有可能隐藏某些危害性。 基因工程药物与一般药品不同，它来源于活的生物体，在发 酵、细胞培养、产品分离纯化等生产过程有其固有的易变性， 导致基因工程药物质量的不稳定性。 在制备的基因工程药物中残留的抗生素有可能使病人产生对 抗生素的抗药性。 用于基因治疗的基因工程药物除了能杀死不正常细胞外可能 同时伤害正常的细胞。 当用于生产基因工程药物的重组体发生突变或对目的产品进 行修饰、纯化时，都有可能产生或带入一些与目的产品相关 联的、结构相差甚微而生物活性迥异的变异体。
1、转基因植物—改良品质
不会引起过敏的 转基因大豆
转基因高赖氨酸玉米
用转基因的植物生产药物
转基因抗乙肝西红柿(中国)，虽然不能治愈 乙肝，但一年只吃几个抗乙肝西红柿，就完全能 代替注射乙肝疫苗。抗乙肝西红柿属于转基因食 品，就是将乙肝疫苗植入西红柿内，经过多代繁 殖，使转入的基因稳定化。
基因工程药物的安全性及质量检控
在经济效益方面，应用转基因动物—乳腺生物反应器技术 来制造基因药物也是一种可以获取巨额经济利润的新型产业。 英国罗斯林研究所研制成功的转基因羊，其乳汁中含有抗 胰蛋白酶，可治疗肺气肿病。这种病在北美比较常见，病人以 前只能依赖于注射人的抗胰蛋白酶做替代疗法， 价格昂贵， 而现在用转基因羊来生产，每升这种羊奶可售6000美元。
转基因小麦的实验流程及其注意事项 详细PPT课件
2008年12月
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个人卫生（洗手、衣着）
1、洗手 2、戴口罩、头套，或拉下超净台的前挡板 3、戴橡胶手套 4、穿实验服，将袖口塞到橡胶手套里 5、尽量不要把胳膊伸进超净台里
2008年12月
中国农业大学农学院 梁荣奇
17
接种、继代超净台消毒
1、超净台内只放置：酒精灯1个、火柴1盒、工具筒1个、70%酒精喷壶 1个、封口膜1个、大小镊子、解剖针、剪刀等工具；其它无关物品不 要放入。
分子式、分子量（注意结晶水）、理化特性、 纯度（有效成分含量）、保存要求、有效期 4 试剂的配制方法、过程、配制日期、配制人 （在试剂瓶上注明名称、浓度、日期、配制人） 5 反应液的组成 6 温度、时间 7 结果：描述、图片； 8 讨论：分析、比较、总结，研究得失。 9 新的（实验）想法 9 实验记录须用签字笔
卡那霉素可被氨基糖苷磷酸转移酶(APH-II)灭活。
2008年12月
中国农业大学农学院 梁荣奇
26
筛选标记
Ampr
XhoI PvuII HindIII XbaI
0.43kb
SalI
CaMV35S
0.55kb
Adh1 Intron
p35SIH3
4.4Kb
BamHI
bar 0.6kb
p35SIH3载体的酶切位点与图谱
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倒平皿
1、用刚灭好的培养皿（不超过7天），在超净台 里打开报纸包。
2、将滚烫的固体培养基冷却至60-80℃，摇匀， 趁热倒入培养皿。
3、待冷却凝固后，用75%酒精喷保鲜膜，每5个皿 一组包裹起来。
2008年12月
中国农业大学农学院 梁荣奇
20
汇报内容
1 实验记录 2 灭菌和无菌操作 3 表达载体的构建 4 幼胚选取和接种 5 基因枪转化 6 筛选分化和壮苗 7 转基因植株移栽 8 转基因植株的检测
小麦抗病基因的鉴定与研究
小麦抗病基因的鉴定与研究小麦是世界上最重要的粮食作物之一，在我国也占有重要的地位。
但是，在小麦的生长过程中，常常会出现各种病害，这些病害对小麦的生长发育和产量都会造成严重的影响。
因此，研究小麦抗病基因成为了当前农业科技研究领域的重要课题之一。
一、小麦抗病基因的鉴定小麦抗病基因的鉴定是当前研究的重点之一。
抗病基因是指在小麦生长过程中，能够发挥免疫作用，抵抗各种病害的基因。
研究人员通过遗传学和分子生物学等手段进行鉴定，以便更好地理解小麦抗病基因的作用机理，从而减少小麦生产中发生的病害造成的损失。
目前，已经鉴定出了很多与小麦抗病性相关的基因，如抗小麦白粉病基因QTL、抗小麦黑穗病基因LYHM、抗小麦赤霉病基因Bx17等。
这些基因的鉴定不但为小麦疾病防控提供了科学依据，同时还为人们研究小麦抗病性的形成机制提供了重要参考。
二、小麦抗病基因的研究进展随着现代科技的不断发展，小麦抗病基因的研究也取得了很大的进展。
以小麦白粉病为例，研究人员通过利用分子标记、序列分析和表达谱技术等手段，挖掘了与小麦白粉病抗性相关的基因和信号通路，并对其中部分基因进行了功能验证。
同时，研究人员还利用转基因技术对小麦进行了基因改良，通过将抗病基因导入小麦中，提高了小麦的抗病性。
这为小麦的抗病性改良提供了新思路和新途径。
三、小麦抗病基因的应用前景小麦抗病基因的研究不但能够促进小麦产业的发展，还对保障国家粮食安全具有重要意义。
未来，基于小麦抗病基因的研究将会在以下几个方面得到应用：1、基因指导育种。
研究人员可以通过基因鉴定和分析，筛选出与小麦抗病性相关的优秀品种和抗病基因，从而加速育种进程，提高小麦产量和质量。
2、基因改良。
通过导入抗病基因，改良小麦品种，提高其抗病性和抗逆性，逐步减少对农药的依赖，从而保障农业生产的持续发展。
3、探究抗病性形成机制。
通过对小麦抗病基因的鉴定和研究，可以深入探究小麦抗病性的形成机理，为抗病性育种和生物技术研究提供有力支撑和参考。
利用基因改良作物提高产量与质量
利用基因改良作物提高产量与质量“育种不如改良基因，改良基因不如修复寿命”的科技革命，基因改良的应用已成为农业生产中提高产量、质量和抗逆能力的重要手段。
本篇文章将从以下几个方面进行探讨。
一、常见的基因改良作物1. 转基因水稻–作物改良的重要突破口水稻是全球最重要、人口最众多的粮食作物之一。
通过转基因技术对水稻种子进行改良，使其具有抗虫、耐旱、耐盐、提高产量等优点。
目前，国内已有Bt、抗病毒和耐盐碱等转基因水稻获得实验室育种成功，并逐步向实际生产推广使用。
2. 转基因玉米–改良品质受追捧转基因玉米是以谷物为原料的食品企业中视觉效果、口感、食品安全等重要因素进行改良的重要品种之一。
通过转基因技术，实现了对玉米营养价值、产量和质量等的有效提升。
3. 转基因小麦–抗病力提高小麦是我国重要的细粮作物之一。
通过转基因技术对小麦提高了它的抗病性，使之成为更为抗病的重要品种。
二、基因改良作物的技术原理基因改良作物的核心技术原理是由生物学和分子生物学研究，以转化、复制和重组的方法将优良的基因转移到目标物种中。
其先进性在于，其远远超过了传统育种的增产限度，同时还可以更好地适应环境变化，提高抗旱、抗病、耐盐、耐酸等能力。
三、基因改良作物的优势1. 提高产品质量基因改良使作物更能抗病、抗灾、适应各种环境。
其对人体健康、食品安全等方面的重要意义凸显。
转基因化食品不但能提供营养，还能更好地保护人体健康。
2. 提高产量转基因植物一般具有更好的适应性和抗病能力，并提高了作物的产量，可以满足人口增长与粮食需求的平衡。
3. 优化生态环境基因改良作物具有高效的生长能力、高品質的果实和高抗病能力，使得植物自然生态环境得到完善，人类自然环境得到清洁。
四、有待解决的问题1. 基因改良食品安全性问题目前，关于转基因食品对人体的健康影响，学界仍存在较大争议。
需要进行更多的长期实验和深入研究，以确保转基因食品的安全性。
2. 纯种现状作为基因改良作物的衍生体，转基因作物与非转基因作物的混合种会导致纯种的失去和种质资源的降低，这种问题随着长期应用和研究的深入，一定需要寻找解决办法。
50种转基因农作物
50种转基因农作物随着人类对食品需求的不断增长，转基因技术的应用越来越广泛。
转基因农作物是指通过基因工程技术，将外源基因导入植物体内，使其获得某种特定的性状或功能。
这些性状或功能可以是提高产量、抗虫抗病、耐旱抗盐等。
目前已经有50种转基因农作物被开发出来，下面我们来一一了解。
1. 转基因玉米：转基因玉米是最早被开发出来的转基因作物之一，其主要特点是抗虫、耐旱、增产。
2. 转基因大豆：转基因大豆具有耐旱、抗虫、增产等特点。
3. 转基因棉花：转基因棉花具有抗虫、增产等特点。
4. 转基因水稻：转基因水稻具有抗虫、耐盐碱、增产等特点。
5. 转基因小麦：转基因小麦具有抗病、耐旱、增产等特点。
6. 转基因番茄：转基因番茄具有抗病、抗虫等特点。
7. 转基因甜瓜：转基因甜瓜具有抗病、增产等特点。
8. 转基因黄瓜：转基因黄瓜具有抗病、增产等特点。
9. 转基因甘蔗：转基因甘蔗具有增产等特点。
10. 转基因苹果：转基因苹果具有抗病、抗氧化等特点。
11. 转基因草莓：转基因草莓具有抗病、增产等特点。
12. 转基因葡萄：转基因葡萄具有抗病、增产等特点。
13. 转基因香蕉：转基因香蕉具有抗病、增产等特点。
14. 转基因柿子：转基因柿子具有抗病、增产等特点。
15. 转基因桃子：转基因桃子具有抗病、增产等特点。
16. 转基因杏子：转基因杏子具有抗病、增产等特点。
17. 转基因樱桃：转基因樱桃具有抗病、增产等特点。
18. 转基因梨子：转基因梨子具有抗病、增产等特点。
19. 转基因西瓜：转基因西瓜具有抗病、增产等特点。
20. 转基因甜菜：转基因甜菜具有增产等特点。
21. 转基因花菜：转基因花菜具有增产等特点。
22. 转基因胡萝卜：转基因胡萝卜具有增产等特点。
23. 转基因洋葱：转基因洋葱具有增产等特点。
24. 转基因大葱：转基因大葱具有增产等特点。
25. 转基因芹菜：转基因芹菜具有增产等特点。
26. 转基因茄子：转基因茄子具有抗虫、抗病等特点。
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• 基因枪法 • 农杆菌介导法 • 低能离子束介导法
一、背景分析：
病毒给农作物的影响：
小麦是我国第二大粮食作物,年种植面积在4.5亿亩 左右,而病毒病害给小麦生产带来严重经济损失,流行 年份要减产20%一30%,严重时到50%。小麦上主要病毒 病害包括麦蚜传播的由大麦黄矮病毒(BYDV)引起的小 麦黄矮病和真菌传播的由土传小麦花叶病毒(Sb-WMV), 小麦黄花叶病毒(wYMV)和小麦梭条花叶病毒(WSSMV)引 起的土传小麦花叶病。
小麦黄矮病在我国主要发生于北方14个省、市, 也是美国、加拿大和澳大利亚小麦生产上的最重要 病毒病害,有“黄色瘟疫”和“小麦流感”之称。大 麦黄矮病毒还可以侵染大麦、水稻、玉米、高粱等 禾本科作物。土传小麦花叶病主要发生在山东、四 川、河南、江苏和浙江等省,国外加拿大和日本等国 也有报道。
传统农业防治病毒的方法：
4、检测和鉴定目的基因：
三、优缺点及发展前景
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
作业：阅读教材P17~P25
每个小组选择一种转基因生物的培育过程，参考“抗虫棉的 培育过程”，上交书面材料或PPT形式，周一汇报。
（其他同学可以听懂，并能准确回答其他小组同学提出的有 价值的问题）
从以下选其中一个，各小组不能重复
1、抗病毒的转基因小麦
2、抗干旱的转基因烟草
（3）药剂防治：对于昆虫传播的病毒病，采用药 剂拌种可防治苗期蚜虫或灰飞虱传毒。也可于苗期用 药喷雾或撒毒士，防虫控病。对于小面积出现的土传 病毒病，应对士壤进行处理，防止面积扩大。
不足之处： ...
二、培育过程 1、获取目的基因： 用特定的限制酶从（）获取抗病毒基因 2、构建基因表达载体： 3、导入受体细胞：
3、抗除草剂的转基因大豆 4、富含赖氨酸的转基因玉米
5、低乳糖转基因牛
6、产血清白蛋白的转基因羊
7、产胰岛素的转基因工程菌 8、产干扰素的转基因工程菌
9、体外基因治疗复合型免疫缺陷病
10、体内基因治疗遗传性囊性纤维化病
利用基因工程技术获得抗虫棉
一、背景分析： 虫害给农作物带来了哪些影响? 传统农业如何防治害虫? 有哪些不足?
小麦病毒病的防治应采用以抗病品种和栽培措施调 节为主，辅以药剂虫的综合防治方法。
（1）选用抗耐病品种： （2）栽培措施：避免不合理的间作套种，及时中 耕锄草，可减轻昆虫传播的病毒病，开沟排水降低水 位对士传病毒病有一定防治效果。加强田间管理，及 时施肥，促进植株健壮生长，对于减轻症状、减少产 量损失都有一定作用。
二、培育过程(从基因工程的基本操作程序的角度阐述)
如：1、获取目的基因
用特定的限制酶从苏云金芽胞杆菌中获取抗虫基因 （Bt基因）
三、优缺点、发展前景等
• 花粉管通道法
• 花粉管通道法是我国学者周光宇提出的一种非常 简便的植物转基因方法，其基本原理是利用植物 授粉后花粉萌发形成的花粉管，将外源DNA送入 胚囊中尚不具备正常细胞壁的合子，最终直接获 得转基因的种子。该方法具有突出的发展优势： 比如操作简单，耗费低廉，且不需要经过繁琐的 组织培养和植株再生过程，特别是可以在未分离 目的基因的情况下将植物的总DNA直接用于遗传 转化。正是由于上述优点，该方法自20世纪70年 代末问世以来倍受广大分子育种工作者的青睐。