在水稻种子中高效表达重组抗胰蛋白酶及其对胚乳发育的影响
在水稻种子中高效表达重组抗胰蛋白酶及其对胚乳发育的影响抗胰蛋白酶是人体血液中浓度最高的一个丝氨酸蛋白酶抑制剂。
它在人的肝
脏中合成,主要的生理功能是在肺部阻止嗜中性粒细胞胰肽酶E的活性。
在抗胰蛋白酶基因的一个或几个突变会引起血液中抗胰蛋白酶浓度的降低,
从而产生肺和肝脏的相关疾病,需要终身补充人源抗胰蛋白酶。
因为血液来源的
限制和其它的表达体系的重组抗胰蛋白酶表达水平低较低,所以我们应用成熟的
水稻种子表达平台表达重组抗胰蛋白酶。
研究了重组抗胰蛋白酶的纯化工艺,物理、生化特征,药代动力学及亚细胞定
位,并分析了重组抗胰蛋白酶的糖苷修饰结构。
由于重组抗胰蛋白酶的表达导致
种子产生异常的表型,我们进一步的对影响种子表型变化的分子机理进行了系统
的研究。
除此之外,通过比较重组抗胰蛋白酶及内源谷蛋白的糖苷修饰结构,分析内
质网胁迫对水稻种子中蛋白质糖苷化修饰的影响。
主要结果如下：1.本研究通过
农杆菌双质粒转化的方法得到23个转基因株系,12株可育,其中9个转基因植株
在胚乳中表达重组抗胰蛋白酶,表达量从每千克糙米0.41克到2.24克。
2.MALDI-MS分析重组抗胰蛋白酶分子量发现有40.1KDa、44.8KDa、49KDa
和53.3KDa四个主要的分子量。
圆二色分析重组抗胰蛋白酶的二级结构,证明重
组抗胰蛋白酶和人源抗胰蛋白酶有相同的二级结构。
N-端序列分析发现重组抗胰蛋白酶和人源抗胰蛋白酶一样存在N-端序列的
加工,40.1KDa的重组抗胰蛋白酶是N-端序列缺失11个氨基酸,并且不含有糖苷
化修饰的重组抗胰蛋白酶。
3.LC-MS分析重组抗胰蛋白酶的糖苷修饰结构检测到
11种糖苷结构,GN2XFGN2,GN2M4XGNs,GNM3XFGN2,GNM3XGN2, M3XFGN2, M3XGN2,
M2XFGN2, M2XGN2
乙酰葡萄糖氨,M=甘露糖,X=木糖,F=岩藻糖],
和GNM2GN2[GN=
其中复杂类型的糖苷修饰结构占12.8%,杂合类型的糖苷修饰结构占
18.7%,Paucimannosidic类型的糖苷修饰结构占64.8%,其它类型的占 3.6%。
4.通过带迁移实验和猪的胰肽酶E的活性实验证明重组抗胰蛋白酶的活性
和人源抗胰蛋白酶是一致的,该结果说明糖苷化修饰的差异和重组抗胰蛋白酶分
子的异质性对它的生物活性没有影响。
但是重组抗胰蛋白酶的药代动力学研究发现,重组抗胰蛋白酶在大鼠体内很快被清除,而人源重组抗胰蛋白酶在大鼠体内
停留时间超过两个小时。
5.通过弱阴离子交换、羟基磷灰石和阳离子／疏水复合填料的三步层析柱的
纯化方法从水稻种子中分离和纯化重组抗胰蛋白酶,该纯化方案可以从一千克的种子中提取0.37克,纯度达到97%的重组抗胰蛋白酶,回收率达到18.9%。
6.重组抗胰蛋白酶在水稻种子中表达影响种子的表型,我们分析了132-10和132-17这两个转基因品系的种子表型和检测重组抗胰蛋白酶mRNA表达水平。
实验结果表明,随着重组抗胰蛋白酶表达量的升高,种子的粒长、粒宽、粒厚及千粒重降低。
7.用透射电镜分析了水稻胚乳中蛋白体形态,定量PCR分析内质网胁迫相关基因的表达谱。
实验结果证明在132-10和132-17这两个转基因品系都产生了内质网胁迫。
由于IRE1-Osbzip50言号途径在132-17这个转基因品系被激活,而在132-10没有激活,该实验结果说明132-17中内质网胁迫比132-10更严重。
8.通过石蜡切片观察胚乳的结构发现,由于重组抗胰蛋白酶的表达产生内质网胁迫,扰乱了水稻胚乳的发育。
通过定量PCR分析细胞程序性死亡相关基因的表达谱及TUNEL实验检测胚乳细胞的程序性死亡,证明在132-10和132-17这两
个转基因品系,由于内质网胁迫诱导胚乳细胞的提前细胞程序性死亡,导致在132-17的胚乳发育过程被扰乱,引起了种子千粒重降低及表型异常。
9.通过LC-MS分析132-10来源的重组抗胰蛋白酶的糖营修饰结构,并和132-17来源的重组抗胰蛋白酶的糖苷修饰结构进行的比较,发现在132-17这个存在严重内质网胁迫的转基因品系,重组抗胰蛋白酶的N-端序列的加工减少,同时α-(1,3)岩藻糖含量在重组抗胰蛋白酶中也减少,但是β-(1,2)木糖的含量增加。
从另外一个角度来看,132-10来源的重组抗胰蛋白酶的复杂和杂合的糖苷结
构减少,而paucimannosidic类型的糠苷结构增加,该实验结果说明内质网胁迫
会影响重组抗胰蛋白酶糖苷修饰结构的加工。
10.通过分析中花11,132-10和132-17中谷蛋白的糖苷修饰结构发现谷蛋白的糖苷修饰结构和重组抗胰蛋白酶糖苷修饰结构大部分是一样的,但是存在一些特有的糖苷修饰结构。
如在重组抗胰蛋白酶中没有发现的高甘露糖的糖苷修饰结
构在谷蛋白中存在,还有一个明显的差异就是在谷蛋白的糖苷修饰结构中存在β-(1,4)甘露糖和末端的N-乙酰葡萄糖胺连接的结构,这种糖苷修饰结构在重组
抗胰蛋白酶中也没有检测到。
本研究充分说明,水稻种子表达体系是一个有效的,经济的表达体系,可以表达有生物活性和糖苷修饰的重组抗胰蛋白酶,并且表达的重组抗胰蛋白酶和人源抗胰蛋白酶一样,具有相同的生物活性和二级结构,除此之外,简单,方便的纯化工艺能容易的从水稻种子提取纯度达到97%的重组抗胰蛋白酶。
对转基因水稻种子异常的分子机理研究显示内质网胁迫导致水稻胚乳细胞提前程序性死亡,从而造成种子变小及表型异常。
对重组抗胰蛋白酶和内源谷蛋白的糖苷修饰结构进行分析再次证明水稻胚
乳是一个稳定的表达体系。
种子生物学-复习材料
种子生物学一．大题总结绪论1.种子的涵义：植物学上指由胚珠发育而来的繁殖器官；农业生产上指凡是能用来繁殖的器官或营养体的一部分2.种子生物学的内涵：是农学的重要课程，主要讲育种工作以后的事，即作物品种选育成功进入种子生产、流通领域的工作；也是植物学分支，研究种子特性和生命活动规律，阐明植物种子各种生命现象的变化与其与环境条件的联系，并将基础理论知识应用于种子生产、加工、贮藏、检验等环节3.种子在农业生产上的作用：种子是最基本的农业生产资料；种子是人类最主要的生活资料；种子是绿色革命的主体，农业科技的载体；一粒种子可以改变一个世界；谁控制种子谁就能控制世界；种子不仅是农业的起点，还是终点，而且通过种子的贮藏与更新，可以实现农业生产的技术进步4.种子工程的意义与实现种子产业化的途径意义：从系统科学的角度，就是把种子的选育、生产、加工、推广、销售、质量检测、加工工艺、管理的全过程作为一个工程系统，运用现代科技成果进行建设的组织与运行管理。
途径：实施种子工程要实现种子工作的四个转变：①由传统的粗放生产向现代化大生产转变；②由行政区域自给生产向专业化、商品化、社会化转变；③由分散的小规模经营向集约化、集团化转变；④由科研、生产、经营脱节向育、繁、推一体化转变最终达到集约生产、规模经营、规范管理，育繁销一体化，大田用种商品化。
5.为什么说种子是特殊的商品①种子本身的独特性②种子有特定的生产适应性、易受自然、生态环境的影响③利用种子时间的有限性④种子生产方式的特殊性种子的形成、发育和成熟1.种子发育成熟过程经历哪些阶段？种子成熟过程中有哪些物质积累？阶段：①胚的发育②胚乳的发育③种被的发育物质积累：成熟过程中养分由同化器官向贮藏器官转移，种子大小、重量、发芽率上升，但含水量下降。
可溶性糖、非蛋白态N含量降低，淀粉的支/直升高，脂肪酸价降低、碘价升高，贮藏蛋白增多。
2.种子成熟的概念？形态成熟：种子的形状、大小已固定不变，呈现出品种的固有色泽；生理成熟：种胚具有了发芽能力3.什么是脱水耐性？指的是种子对低含水量或脱水的忍耐程度, 即植物种子在脱水后的活力或发芽力的变化情况, 其反面称为顽拗性或脱水敏感性4.脱水耐性是如何获得的？种子脱水耐性的强弱与哪些因素有关，它们如何影响种子脱水耐性的？发育时逐渐发生的生理和形态结构变化的结果, 其中包括后期阶段专一性保护物质的合成影响因素：① 蛋白, 这些蛋白质可能起脱水保护剂和代替水的作用; ②非还原性糖的积累, 以维持干燥条件下膜和蛋白质的稳定性;③ 脂类和抗氧化系统, 是脱水过程中防止、忍耐或修复自由基攻击的抗氧化剂和酶等; ④ , 它调节蛋白的合成。
水稻胚乳细胞生物反应器技术
5. Howard J, Hood E. Methods for growing nonfood products in transgenic plants. Crop Sci. 2007; 47:1255–1262.
8. Ning, T.; Xie, T.; Qiu, Q.; Yang, W.; Zhou, S.; Zhou, L.; Zheng, C.; Zhu, Y.; Yang, D. Oral administration of recombinant human granulocyte-macrophage colony stimulating factor expressed in rice endosperm can increase leukocytes in mice. Biotechnol. Lett. 2008, 30, 1679–1686.
在水稻胚乳细胞中特异表达重组蛋白
三、 技术优势
本表达技术平台是以种子为蛋白质生产车间来表达和生产各种医用、工业用的蛋白质的 分子医药农业技术。种子生物反应器利用蛋白转运和储藏的机制可以使重组蛋白在翻译和转 运的过程中受到转运小泡等生物膜的保护，不会被细胞内的蛋白酶降解，而获得更高的表达 量。因此种子被认为是植物生物反应器的最理想器官之一。
75-150 kDa
20-50
单克隆抗体
2. 生物活性高：各种人体及动物细胞培养数据证明通过该平台表达的人血白蛋白的活 性比血浆来源的人血白蛋白活性高；PPE 方式对比测试证明植物源重组抗胰蛋白酶比市场现 有抗胰蛋白酶产品的活性高出 7.8%-74.4%。
水稻种子蛋白质含量遗传研究进展
水稻种子蛋白质含量遗传研究进展作者：彭波孙艳芳庞瑞华孔冬艳宋晓华李慧龙李金涛周棋赢段斌柳琳宋世枝来源：《南方农业学报》2017年第03期摘要：水稻（Oryza sativa L.）种子中的蛋白质含量是决定稻米营养品质的一个关键因素，增加稻米中的蛋白质含量对其品质改良具有十分重要的意义。
文章综述了水稻种子蛋白质的组成、蛋白质含量的数量性状位点（Quantitative trait locus， QTL）定位、相关基因分离克隆及其基因表达调控等方面的研究进展，针对目前对水稻种子蛋白质含量相关基因功能和遗传调控规律尚不清楚的问题，提出采用基因聚合或利用分子标记辅助选择育种提高水稻种子蛋白质含量的策略，为水稻和其他重要作物品质的遗传改良提供参考和借鉴。
关键词：水稻；种子；蛋白质含量；QTL定位；基因克隆；遗传改良中图分类号： S330.25 文献标志码：A 文章编号：2095-1191（2017）03-0401-070 引言水稻（Oryza sativa L.）是世界上最重要的粮食作物之一，世界上有50%、我国有近2/3的人口以稻米为主食（Tian et al.，2009）。
以提高水稻产量为育种目标曾导致市场上很多稻米品质欠佳，如今，随着世界人口的持续增长和生活水平的不断提高，人们对稻米品质的要求越来越高，科学家也越来越重视对稻米品质的研究（Fitzgerald et al.，2008，2009；Chen et al.，2012；Peng et al.，2014a）。
然而水稻品质性状极其复杂，受到许多基因的控制与调节，且易受到外界环境因素的影响（Chen et al.，2012；彭波等，2016）。
一般认为水稻品质由营养品质、外观品质、加工品质、蒸煮和食味品质等组成（Zhang，2007；Pandey et al.，2012；Bhullar and Gruissem，2013；Peng et al.，2014b）。
4种蛋白激发子诱导水稻抗病性及促生长作用的比较研究中期报告
4种蛋白激发子诱导水稻抗病性及促生长作用的比较
研究中期报告
这篇中期报告的研究旨在比较四种蛋白激发子在诱导水稻抗病性和
促进生长方面的效果。
研究分为两个阶段，第一个阶段是在实验室中进
行的激发子处理，第二个阶段是实地试验。
在第一个阶段，我们在水稻中分别使用四种不同类型的蛋白激发子
处理，然后测定了它们对水稻植株的生长和防御反应的影响。
结果显示，四种激发子都可以显著地促进水稻的生长，但它们对水稻抗病性的影响
各不相同。
特别是，激发子C对水稻的抗病性具有显著的促进作用，而
激发子D的效果最差。
在第二个阶段的实地试验中，我们选择了两种具有显著抗病性的激
发子A和C，将它们应用于水稻田间试验中，并与未处理的水稻进行了比较。
结果显示，激发子A对水稻的生长和产量没有明显的影响，而激发
子C对水稻的生长和产量都具有显著促进作用。
另外，在病害防御方面，激发子C也比激发子A表现更好，可以有效地降低水稻的发病率和病害
程度。
综合来看，本研究结果表明，不同类型的蛋白激发子对水稻的生长
和抗病性具有不同的影响，其中激发子C被证明是最有效的。
因此，我
们建议在实际生产中使用激发子C来提高水稻的生产力和病害防御能力。
2024年教师资格之中学生物学科知识与教学能力自我提分评估(附答案)
2024年教师资格之中学生物学科知识与教学能力自我提分评估(附答案)单选题（共45题）1、合作学习的基本含义中不包括（）。
A.教师角色由传播者转变为帮助者B.学习的责任由教师转移到学生C.学生要克服依赖别人的心理D.学生以小组的形式一起学习【答案】 C2、在教学中的课堂提问、平时测验属于哪种教学评价（）A.配置性评价B.诊断性评价C.形成性评价D.终结性评价【答案】 B3、在叶肉细胞中，CO2的固定和产生场所分别是（）。
A.①③B.②③C.①④D.②④【答案】 A4、2010年5月中国科学家发现控制水稻产量基因OsSP114，将其植入我国南方水稻后，其产量增加了10%左右。
下列有关叙述正确的是（）。
A.该技术所应用的原理是基因重组B.该技术用到了三种工具酶：限制酶、DNA连接酶和载体C.用DNA连接酶连接目的基因和质粒，其产物必定是载体与OsSP114基因形成的重组DNA分子D.植物细胞作为受体细胞时.可用氯化钙处理增大细胞壁的通透性【答案】 A5、玉米、甘蔗、竹子等植物的茎不能无限加粗的原因是茎内（）。
A.有大量薄壁细胞存在B.没有韧皮部C.没有形成层D.没有木质部【答案】 C6、下列哪一项可简便而且准确地判断贮存的小麦种子的细胞呼吸方式（）A.有无酒精生成B.有无水生成C.有无有机物消耗O2D.消耗量与CO2生成量的比值【答案】 D7、下列生物学实验及操作，不合理的是（）。
A.在叶绿体色素的提取和分离时，加入二氧化硅防止色素被破坏B.在探究果胶酶的最适用量时，除果胶酶量以外的其他变量适宜且相同C.在探究酵母菌种群数量的变化时.摇匀酵母菌培养液后取样并显微计数D.在观察细胞质壁分离和复原现象时，撕取紫色洋葱鳞片叶外表皮作为观察材料【答案】 A8、下列关于遗传信息传递过程的叙述，错误的是（）A.DNA复制、转录、翻译过程都遵循碱基互补配对原则B.核基因转录形成的mRNA需穿过核孔进入细胞质中参与翻译过程C.DNA复制和转录都是以DNA的一条链为模板，翻译则以mRNA为模板D.DNA复制、转录和翻译的原料依次是脱氧核苷酸、核糖核苷酸和氨基酸【答案】 C9、植物体细胞杂交与动物细胞工程中所用技术与原理不相符的是（）。
高中生物选修三专题4生物技术的安全性和伦理问题(含解析)
2021-2021高中生物选修三-专题4-生物技术的安全性和伦理问题（含解析）一、单选题1.科学家发现栽种含有抗除草剂基因的农作物后,会使附近的与其亲缘关系较近的野生植物也获得抗除草剂基因。
下列说法错误的是（）A. 野生植物通过自然杂交获得抗除草剂基因B. 野生植物发生了基因突变C. 基因工程会导致基因污染D. 转基因生物可能会危及生物圈的稳定2.我国转基因技术发展态势良好，农业部依法批准发放了转植酸酶基因玉米，转基因抗虫水稻的生产安全证书，下列关于转基因玉米和转基因水稻的叙述不正确的是（）A. 转植酸酶基因玉米的外源基因是植酸酶基因B. 转基因抗虫水稻减少了化学农药的使用，减少了环境污染C. 转基因抗虫水稻是否具有抗虫性，可通过饲养卷叶螟进行检测D. 转基因抗虫水稻的外源基因是几丁质酶基因3.下列有关转基因食品和转基因生物的叙述,正确的是( )A. 转基因食品只能用作牲畜饲料B. 目前对转基因食品的安全性仍然存在争议C. 转基因食品与食品的营养物质种类差别很大D. 目前我国对农业转基因生物的研究和试验尚未作出具体规定4.学习了转基因生物的安全性问题以后，针对他人的不同见解，你的正确做法是（）A. 坚决反对一方，赞成另一方B. 不参与讨论C. 保持中立D. 分析每种观点的科学性，理性地看待问题，趋利避害5.基因工程产物可能存在着一些安全性问题，但下列叙述不必担心的是( )A.三倍体转基因鲤鱼与正常鲤鱼杂交，会导致自然种群被淘汰B.载体的标记基因(如抗生素基因)可能指导合成有利于抗性进化的产物C.目的基因(如杀虫基因)本身编码的产物可能会对人体产生毒性D.转基因生物体释放到环境中，可能会对生物多样性构成危害6.下列有关生物技术安全性的叙述，错误的是（）A. 生物技术既可造福人类，又能威胁社会B. 在严格控制和检验下培育的转基因生物绝对不会危害其他生物体的生存和环境C. 转基因生物带来的安全性问题主要包括食物安全、环境安全、生物安全D. 人们对转基因食品的担心，从某些实例来看并非是多余的7.若转基因技术被滥用，恐怖组织就会将其用于恐怖行为．下列不属于恐怖组织的行为的是（）A. 把蜡状杆菌通过转基因技术改造成像炭疽杆菌一样的致病菌B. 把炭疽杆菌基因通过转基因技术重组到人体内，使人具有免疫力C. 把流感病毒基因改造，只会使具有某种易感基因的人群感染，而其他人却不易感染D. 将生物毒素分子的基因与流感病毒的基因拼接在一起8.下列关于生物技术与伦理问题的正确观点是（）A. 可广泛利用体外技术设计试管婴儿的性别B. 应基于科学和理性来讨论转基因作物的安全性问题C. 通过基因筛查来禁止重大疾病基因携带者就业D. 大量引人国外转基因作物与本地近缘作物品种杂交来进行育种9.与常规武器相比，生物武器具有①传染性强②污染面积广，不易被发现③有一定的潜伏期④像核武器一样破坏建筑物⑤自然条件下的大雪、低温、干燥、曝晒等不影响生物武器的杀伤力A. ①②③B. ②③④⑤C. ①②③④⑤D.①②③④10.下列解决基因歧视的方法，不正确的是A. 通过正确的科学知识传播和伦理道德教育B. 杜绝基因检测C. 保护个人遗传信息隐私权D. 建立完善的法规，通过立法解决二、填空题11.文化污染（如日本的动漫）、转基因技术、生化武器、生物技术伦理、生态安全等问题成了2021年两会科技界代表讨论的热烈课题，请回答下列问题．（1）转基因食品是将含有________ 的生物及其产生的产品制成的食品．生产转基因食品首先要培育转基因生物．（2）若培育转基因动物最好以________ 作为目的基因的表达载体的受体细胞．植物对体细胞和生殖细胞进行培养直接产生试管植株，但动物的体细胞不能直接培养成动物新个体的原因是________ ；克隆羊多利（dolly）培育成功说明________ 具有全能性．（3）在培育转入胰岛素基因酵母菌过程中，目的基因的供体细胞为________ （供选答案：胰岛A细胞、胰岛B细胞、卵、干细胞），获取目的基因的方法是从构建的________ 文库中获取目的基因．（4）人大代表对转基因食品可能带给人类健康和环境方面的风险忧心忡忡，因为转基因生物存在________ ，如生物入侵、破坏原来的生态平衡、过敏反应、抗生素抗性、疾病流行、使人不育等．（5）中国政府对克隆人持反对态度，但认可对早期胚胎培养用于科学研究．用于人体细胞培养的培养基属于液体培养基，不使用固体培养基的原因之一是动物细胞存在________ 抑制．这种液体培养基一定要添加动物的________ ；细胞培养需要在95%的空气和5%的二氧化碳混合气体培养箱中进行，其中5%的二氧化碳的作用是________ ．12.生物技术是一把双刃剑，既可以造福人类，也可能使用不当给人类带来灾难．请回答下列有关生物技术的安全性和伦理性问题：（1）由于科学发展水平的限制，在转基因生物中，有时候会出现一些人们意想不到的后果，引发了人们在食物安全、生物安全和________ 三个方面发生了激烈的争论．在食物安全方面，必需对外源DNA进行认真选择，避免产生对人体有毒性或过敏的________ ．（2）举出存在伦理性问题的两项生物技术：________ 、________ ．13.生物技术就像一把双刃剑，它既可以造福人类，也可能在使用不当时给人类带来灾难．例如，用克隆技术制造出克隆人，用转基因技术制造生物武器等．面对生物技术可能产生的负面影响，公众不可避免地产生了疑虑．近年来，生物技术引发的社会争论涉及面越来越广．（1）目前我国是种植转基因作物较多的国家之一，关于转基因生物的安全性的争论也越来越多，转基因生物的安全性主要涉及________ 、________ 、________等方面．（2）“试管婴儿”技术诞生后，继而出现了“设计试管婴儿技术”，二者在对人类作用上的区别是________（3）现在大多数人反对设计婴儿性别，其原因是________ ．（4）如果对流感病毒进行改造做成生物武器，其危害性与一般生物武器相比怎样？________ ．原因________ ．14.Ⅰ、生物技术是一把双刃剑，既可以造福人类，也可能使用不当给人类带来灾难．请回答下列有关生物技术的安全性和伦理性问题：（1）由于科学发展水平的限制，在转基因生物中，有时候会出现一些人们意想不到的后果，引发了人们在食物安全、生物安全和________ 安全三个方面发生了激烈的争论．（2）在转基因生物或产品研究过程中，绝大多数科学家都能自觉遵守科学研究道德．如对外源DNA进行认真选择，避免产生对人体有毒性或过敏的________（3）为解决不孕夫妇的生育问题而出现了试管婴儿技术，而2021年，英国一对夫妇通过设计试管婴儿，利用新生儿脐带血中造血干细胞，挽救患地中海贫血症的男孩．这两项技术的区别是________ 不需要经过基因检测．15.生物技术的迅猛发展挑战了原有的社会伦理道德秩序，引起了激烈的争论．（1）支持者认为，克隆人是一项科学研究，应当有它内在的发展规律，允许有一定的发展．反对者则认为，克隆人冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念，克隆人是在人为地制造________ 都不健全的人．（2）在针对克隆技术的争论中，我国政府态度明确，及时立法，规范了克隆技术的应用．我国明确禁止生殖性克隆性，一再重申四不原则：不赞成、不允许、不支持、________ 任何生殖性克隆人的实验．（3）设计试管婴儿与试管婴儿在技术手段上的区别是________ ，前者的生殖方式上是________ ．16.生物技术是一把双刃剑，既可以造福人类，也可能使用不当给人类带来灾难．请回答下列有关生物技术的安全性和伦理性问题：（1）由于科学发展水平的限制，在转基因生物中，有时候会出现一些人们意想不到的后果，引发了人们在食物安全、生物安全和________ 安全三个方面发生了激烈的争论．（2）在转基因生物或产品研究过程中，绝大多数科学家都能自觉遵守科学研究道德．如对外源DNA进行认真选择，避免产生对人体有毒性或过敏的________（3）为解决不孕夫妇的生育问题而出现了试管婴儿技术，而2021年，英国一对夫妇通过设计试管婴儿，利用新生儿脐带血中造血干细胞，挽救患地中海贫血症的男孩．这两项技术的区别是________ 不需要经过基因检测．17.（1）人们对转基因生物的安全性有争论，原因有哪些？________A．目前科学家对基因结构、基因间的相互作用及基因调控机制了解有限B．目的基因是异种生物的基因C．外源基因插入宿主基因组部位是随机的（2）下列技术或研究中可能或必须用到胚胎移植技术的是________ ．中国政府明令禁止的是________ 的研究．可能引起基因歧视的是________ 的研究．设计试管婴儿与试管婴儿的区别是，设计试管婴儿在胚胎植入前需对胚胎进行________ ．A．基因工程B．细胞工程C．胚胎工程D．治疗性克隆E．生殖性克隆F．试管婴儿G．设计试管婴儿H．基因身份证．18.害虫损伤番茄的叶片后，组成叶片细胞的细胞壁能释放出一种类激素物质，这种物质可以扩散到番茄的其他部位，诱导细胞内蛋白酶抑制剂基因表达，合成蛋白酶抑制剂，导致害虫不能消化食物而死亡．科学家利用转基因技术把番茄的蛋白酶抑制剂基因转移到玉米中，玉米获得了与番茄相似的抗虫性状，有效抵御了玉米螟对玉米的危害．（1）转移了番茄蛋白酶抑制剂基因的玉米合成番茄蛋白酶抑制剂的具体部位是________ ，合成的化合物还需要在________ 中加工才具有生物活性．（2）这种抗玉米螟玉米品种的培育技术属于转基因技术，这种变异在生物学上称为________ ．科学家预言，此种“转基因玉米”独立种植若干代以后，也将出现不抗虫的现象，此种现象缘于玉米螟发生了________ ．（3）有人认为在种植了这种转基因玉米的农田中的杂草不会出现抗玉米螟性状，分析肯能的原因是________ ，玉米的花粉不能传递给杂草．（4）抗玉米螟玉米具有显著的生态效应，该项科技成果在环境保护上的重要作用是________ ．但是，种植该玉米的农田还需要进行防虫管理，原因是________（5）有人对食用该玉米的安全性表示担忧，你认为这种担忧的理由是________三、综合题19.多年来，每天的食品中含60%～80%的转基因成分，许多美国人竟一无所知。
基因工程在水稻育种中的应用研究进展_张桂莲
基因工程在水稻育种中的应用研究进展张桂莲,陈立云(湖南农业大学水稻科学研究所,长沙,410128)摘 要:随着生物工程技术的发展,基因转化技术日趋成熟,转化频率逐渐提高,应用基因工程手段改良水稻品种已逐渐变为现实,并显示出诱人前景。
综述了水稻基因工程原理、转化受体系统、转基因方法及其在育种上的应用的研究进展。
关键词:基因工程;受体系统;转化方法;水稻;育种中图分类号:S511.032,Q789 文献标识码:A 文章编号:1001-5280(2005)05-0261-05 水稻是世界最重要的粮食作物之一,全世界三分之一以上人口以之为主食,在农业生产中占有重要地位。
但在水稻生产中,由于各种病虫草和不良气候与环境条件的影响,严重制约了水稻的高产、稳产、优质。
80年代以来,生物工程技术的兴起与发展,特别是基因工程技术在改良作物品种中的广泛应用,为培育作物新品种提供了新的手段,从而开辟了水稻育种的新时代[1,2]。
自1988年第一批转基因水稻问世[3],人们越来越重视通过基因工程的方法改良水稻品种。
近年来,水稻分子生物学理论与技术的研究发展迅速,取得了一些突破性进展,在提高水稻的抗虫、抗病、抗逆性、产量和品质等诸多方面展现出良好的发展前景。
1 基因工程原理与特点转基因技术可以使基因在植物、动物和微生物之间相互转移,克服了物种间隔离,已成为一种新的育种手段。
其原理是:首先利用核酸内切酶处理目的基因或cDN A与质粒DN A,二者通过具有互补碱基的黏性末端的连接形成重组质粒,重组质粒转化大肠杆菌,并在大肠杆菌中繁殖,从而得到目的基因克隆;其次,根据育种需要,在克隆的目的基因前接上能使之在水稻细胞中高效表达的基因启动子,并与含有抗菌素抗性等基因的质粒构建重组分子;然后,重组DN A分子转化农杆菌,含有重组分子的农杆菌感染受体组织,目的基因通过T-DN A转移到受体细胞基因组中;随后用抗菌素筛选出转化体,并根据目的基因的核苷酸序列制备探针或设计引物,用分子杂交或PCR方法对转化体进行进一步的分子验证。
通过外源MYB基因的表达提高水稻的抗逆性
通过外源MYB基因的表达提高水稻的抗逆性MYB基因家族是植物中数量最多的一类转录调控因子,R2R3-MYB基因是MYB基因家族中最大的一个亚家族。
R2R3-MYB基因不仅参与植物的发育及代谢过程,同时还在生物胁迫以及非生物胁迫耐性中发挥重要作用。
Am ROSEA1属于R2R3-MYB蛋白,是调节金鱼草花色素分布及密度的关键因子。
Am Rosea1之前被引入烟草、番茄、矮牵牛以及棉花等多个双子叶物种中,并且显著提高了转基因植株花青素或其他次级代谢物的含量。
为了研究Am Rosea1异位表达对于水稻生长发育的影响,我们将Am Rosea1转入日本晴水稻,检测了转基因水稻中花青素以及类黄酮的含量,并进行了高盐胁迫以及干旱胁迫实验。
我们发现,外源Am Rosea1基因能够显著提高转基因水稻对于高盐胁迫以及干旱胁迫的耐性。
我们对野生型水稻以及转基因水稻在正常生长环境以及高盐或干旱胁迫条件下的转录组进行了测序分析,发现一系列和胁迫相关的基因的转录水平受到了外源Am Rosea1的影响。
这些受影响的基因涉及胁迫信号转导、激素信号通路、离子平衡以及活性氧的清除。
实验结果如下:1、获得过量表达Am Rosea1的转基因水稻植株我们构建了35S启动子启动Am Rosea1过量表达的表达载体,并将其转入水稻栽培品种日本晴中。
利用Am Rosea1特定的引物,对抗性苗进行PCR验证,共有24棵PCR阳性植株。
半定量实验证明OXR20,OXR21和OXR22三个植株中Am Rosea1的表达量较高。
2、测量花青素和总类黄酮的含量为检测Am Rosea1的过量表达对水稻花青素和总类黄酮积累量的影响,我们用分光光度法测量了成熟种子、三叶期以及抽穗期叶子中的含量,发现Am Rosea1的过量表达并没有影响转基因水稻植株中花青素和总类黄酮的含量。
3、检测转基因植株对于高盐和干旱胁迫的耐性经干旱胁迫处理之后,OXR20、OXR21和OXR22的存活率分别为78%±5.6%,85%±8.2%和80%±7.1%,均高于WT植株20.8%±1.7%的存活率;高盐胁迫处理之后,OXR20、OXR21和OXR22的存活率分别为70%±5.9%、75%±5.6%和69%±4.3%,WT植株全部死亡。
利用水稻胚乳细胞作为生物反应器生产重组人血清白蛋白[发明专利]
[19]中华人民共和国国家知识产权局[12]发明专利申请公布说明书[11]公开号CN 1896239A [43]公开日2007年1月17日[21]申请号200510019084.4[22]申请日2005.07.13[21]申请号200510019084.4[71]申请人杨代常地址430072湖北省武汉市八一路299号武汉大学九区十二栋二门202号[72]发明人杨代常 [74]专利代理机构武汉楚天专利事务所代理人石坚[51]Int.CI.C12N 15/29 (2006.01)C12N 15/10 (2006.01)C12N 15/14 (2006.01)C12N 15/82 (2006.01)C12N 15/65 (2006.01)A01H 4/00 (2006.01)C07K 14/765 (2006.01)权利要求书 3 页 说明书 22 页 附图 4 页[54]发明名称利用水稻胚乳细胞作为生物反应器生产重组人血清白蛋白[57]摘要本发明公开了利用水稻胚乳细胞作为生物反应器生产重组人血清白蛋白的方法，属于基因工程技术领域。
它涉及到利用谷物种子水稻胚乳细胞作为生物反应器来生产医用的重组人血清白蛋白。
利用人类的主要食物之一的水稻胚乳细胞的蛋白体作为重组蛋白的储藏地点，采用水稻胚乳特异性表达的启动子和信号肽，介导重组人血清白蛋白进入水稻胚乳细胞的内膜系统，并储存到水稻胚乳的蛋白体中，从而使重组人血清白蛋白能在水稻种子内大量积累，最终达到较高水平。
其表达水平至少达到水稻种子重量的0.3％以上。
比其他植物表达体系具有更高的产量和更低的生产成本。
200510019084.4权 利 要 求 书第1/3页 1、用于介导重组人血清白蛋白在转基因水稻胚乳细胞中表达的水稻储藏蛋白的Gt13a启动子和信号肽的核苷酸如序列3所示。
2、使用水稻优化的遗传密码子合成的带有重组人血清白蛋白基因载体pOsHSA的核苷酸如序列4所示。
农作物、植物种子繁育员题库二
农作物、植物种子繁育员题库二1、单选（江南博哥）由农药原粉、填充物和湿润剂经粉碎加工而成，细度为95.5%能过22目筛的农药剂型为（）。
A.粉剂B.可湿性粉剂C.熏蒸剂D.颗粒剂答案：B2、单选晒种时注意摊晒均匀，经常翻动，防止暴晒和鸟雀、老鼠等的损害。
晒种时间一般为（）天。
A.1—2B.2—3C.3—4D.4—5答案：A3、单选在杂交制种田去杂去劣的关键阶段是（）。
A.苗期B.拔节期C.抽穗开花期D.成熟期答案：C4、单选精子与卵细胞的结合，就是两个单倍体的雌雄性细胞融合，形成一个（）的合子，恢复植物体原有的染色体倍数，保持了物种的相互稳定性。
A.一倍体B.二倍体C.三倍体D.四倍体答案：B5、单选雌蕊的组成（）。
A.柱头+花柱+子房B.花丝+花粉C.花柱+子房+花粉D.柱头+子房+花粉答案：A6、单选日中性植物：这类植物对每天日照长短要求不严格，只要其他条件适合就能开花，属于这类的是（）。
A.紫苏、牵牛、菊花、苍耳、波斯菊、一品红（短）B.向日葵、月季、美人蕉、扶桑、番石竹、大丽花、非洲菊、天竺葵（中性）C.金盏菊、金鱼草、雏菊、福禄考（长）D.大丽花、非洲菊、天竺葵、金鱼草、雏菊、菊花、苍耳、波斯菊答案：B7、单选双受精是（）特有的有性生殖方式。
A.被子植物B.裸子植物C.苔藓植物D.蕨类植物答案：A8、判断花期预测的方法中比较适用且可靠的方法是苗高比较法。
答案：错9、单选利用药剂防治玉米螟最经济有效的时期是（）。
A.出苗期B.拔节期C.大喇叭口期D.开花抽穗期答案：C10、单项选择题 ; 在纸床发芽试验中，简称PP是（）法，特别适用于多胚结构种子。
A.纸上B.纸间C.褶裥纸D.纸下答案：C11、问答油菜最佳收获时期特征。
解析：主轴下部角果内种子呈品质固有形状与色泽。
12、单选从事种子进口业务的公司的种子经营许可证由（）核发。
A.外经贸部B.农业部C.国家工商局D.省级农业行政主管部门答案：B13、名称农业种子解析：泛指用于农业播种的植物器官。