思考：转基因抗虫棉的大致培育过程？
抗虫棉培育的原理
抗虫棉培育的原理
抗虫棉培育的原理是通过基因工程技术将特定的抗虫基因导入到棉花植株中，使这些植株能够抵抗一定的害虫攻击。
这些抗虫基因可以来自于其他植物、微生物或动物的抗虫基因。
具体而言，抗虫棉培育的步骤如下：
1. 确定目标虫害：首先需要确定目标虫害种类，例如棉铃虫（Helicoverpa armigera）或蚜虫等，以便选择合适的抗虫基因。
2. 筛选抗虫基因：从其他物种中筛选和鉴定抗虫基因。
这些基因可能具有杀虫或抑制虫害发生的功能。
3. 克隆抗虫基因：使用分子生物学技术克隆所筛选的抗虫基因，并在适当的载体上构建基因表达载体。
4. 转化棉花植株：将构建好的基因表达载体导入到棉花植株中。
这可以通过注射、农杆菌介导转化等方式实现。
5. 培育转基因棉花植株：经过转化的棉花植株经过愈伤组织培养、再生以及筛选等步骤，获得具有抗虫基因的转基因棉花植株。
6. 遗传稳定性测试：通过遗传稳定性测试，筛选出稳定的抗虫转基因棉花植株。
7. 田间试验与商业化推广：将获得的抗虫转基因棉花植株进行室内和田间试验，测试其抗虫性能以及对其他性状的影响。
如果试验结果良好，可以考虑商业化推广。
通过抗虫棉培育，科学家们可以提高棉花的耐虫性，减少农药使用量，并降低棉农的经济负担，同时也有助于减少对环境的污染。
转基因抗虫棉高产配套技术 张祥
（2） 因种栽培问题 由于抗虫基因的导入以及导入对象的遗传基础不同，形成
的棉花抗虫品种的生长发育特性发生了一定程度的改变，这些
特性的改变要求棉花在生产过程中采取相应的技术，才能有利 于品种丰产性的充分表达，实现丰产丰收。在因种栽培上，特
别是棉花本身的个体营养生长和生殖生长的协调能力，对营养
的需求特点，株型与个体产量、群体产量的关系等方面是棉花 在生产上需要重点关心问题，因为这些内容与棉花本身产量和 品质的形成直接相关。
四、 转基因抗虫棉生育类型
两旺型：
在营养生长方面表现为株高日增量、LAI增长量都较
大，株高较高，最大LAI也较大；而在生殖生长方面 又表现为现蕾和成铃强度大，营养器官和生殖干重都 较高，最终表现为产量高。 我们研究认为：抗虫棉杂交种中棉所29、鲁棉研15、
高品质棉杂交种科棉3号，双价抗虫棉中棉所41、苏杂
（2） 生育障碍治疗阶段 针对转基因抗虫棉在生产上出现的问题，使得广大科技工作 者认识到Bt基因的导入，使棉花的生育特性发生了一定的变化， 对此展开了深入的研究发现，转基因抗虫棉在Bt基因导入后，在 棉株的营养生长和生殖生长在不同的品种（系）间呈现不同的变 化，这些变化与品种（系）本身的遗传基础及导入的抗虫基因的 构建有关。由于各个品种（系）的遗传基础及导入基因构建上的 不同，生长发育特性也有明显的变化，如果栽培技术应用不当， 就会使生长发育向相反的方向进行，最终造成生育障碍，表现营 养生长过旺、蕾铃脱落严重、早衰等特征。因此，此阶段转基因 抗虫棉栽培主要是针对其在生产上出现的问题，通过研究找出解 决的办法，保证其生长和发育的正常进行。
（1）优化密度的确定
根据叶龄模式原理和群体质量理论，确 定密度的方式如下。合理密度x（株 /666.6 m2）=适宜的总果节量y/单株有效 果节数n，即x=y/n 群 体 适 宜 总 果 节 量 y （ 万 个 /666.6 m2 ），通过多年试验总结测出，各品种 在当地往往为一个常数，根据现有品种 的 株 型 ， 南 方 棉 区 每 666.6 m2 变 动 在 20~22万左右，北方棉区变动在22~24万。
基因工程的基本步骤
解读基因工程的基本步骤（以培育抗虫棉为例）：1.培育转基因抗虫棉的技术流程：⑴提取目的基因（抗虫基因）：⑵目的基因与运载体结合：⑶目的基因导入受体细胞：⑷目的基因的检测与表达：2.重点理解基因工程基本内容的五个要点：⑴基因工程的基本内容大致是：① 提取目的基因：获取目的基因是基因工程研究和应用的关键内容之一。
获取原核细胞的目的基因通常用鸟枪法，也可以用人工合成法。
获取真核细胞的目的基因一般用人工合成法。
单个目的基因在整个基因组中所占的比例极其微小，除少数例外，绝大多数基因难以直接分离得到。
为了解决这个难题，一种可行的方法就是将这个基因扩增，增加成功分离目的基因的可能性。
但是由于要分离的目的基因往往是未知基因，因此无法苏云金芽孢杆菌（供体细胞的DNA ） 许多DNA 片段 （含有抗虫基因） 质粒 （运载体） 限制酶含抗虫基因的细胞 载入 扩增 培养选择含重组质粒的土壤农杆菌 离体棉花叶片组织（受体细胞）侵 染 离体棉花叶片组织（受体细胞） 愈伤组织 再生植株转基因抗虫棉植株（表现出特定性状）分化 诱导选择 检测对它进行特异性扩增，而只能对所有的基因进行扩增。
然后再根据不同的方法将所需的克隆基因筛选出来，最后分离得到目的基因。
故获取的目的基因需要进行扩增和分离（方法多种且复杂）。
②将目的基因与运载体结合：用同一种限制酶切割运载体与目的基因，再将目的基因与能够自我复制并具有选择标记的运载体在体外利用连接酶连接，形成重组DNA分子。
限制性内切酶和连接酶是基因工程关键的工具酶。
一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点上切割DNA分子。
DNA连接酶用于连接各种DNA片段，使不同基因重组。
③将目的基因导入受体细胞：用人工方法使体外重组的DNA分子转移到受体细胞，主要是借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。
目的基因进入受体细胞后，就可以随着受体细胞的繁殖而复制。
目的基因与运载体在体外连接重组后形成重组DNA分子，该重组DNA 分子必须导入适宜的受体细胞中方能使外源目的基因得以大量扩增或表达。
抗虫棉的培育原理
抗虫棉的培育原理
抗虫棉的培育原理基于遗传学和生物技术的原理。
具体步骤如下：
1. 确定抗虫基因：通过研究棉花与虫害的相互作用，筛选出具有抗虫性状的棉花种质。
2. 基因克隆：采集抗虫棉花的基因样本，利用基因克隆技术将抗虫基因复制一份。
3. 基因导入：将抗虫基因导入到优良的棉花品种中，以增加其抗虫性。
4. 基因表达和稳定性检测：检测导入抗虫基因后的棉花中是否能够正常表达抗虫基因，并测试其是否稳定传递给后代。
5. 后代选择：通过双亲配对和选择株系等方法，筛选出表达抗虫基因且性状稳定的后代。
6. 大面积种植和评价：将筛选出的抗虫棉花进行大面积种植，并对其抗虫性进行评价。
7. 市场推广：经过验证抗虫棉花的抗虫性能稳定有效后，将其推广到市场上，供农民种植和利用。
通过以上步骤，研究人员可以培育出抗虫性状较为稳定的棉花
品种，提高棉花的产量和质量，减少农药使用量，降低农业生产成本，从而实现对虫害的有效防控。
转基因抗虫棉生长综述
转基因抗虫棉生长综述转基因抗虫棉大面积种植后，棉田化学农药的用量大幅度减少，棉田昆虫群落的结构发生变化，害虫的地位发生演变［１］，甜菜夜蛾、斜纹夜蛾等害虫上升为主要害虫，对我国棉花生产构成新的威胁。
然而我国目前的转基因抗虫棉杀虫谱单一，对甜菜夜蛾、斜纹夜蛾等害虫不具抗性，因此培育新型转基因抗虫棉防治甜菜夜蛾、斜纹夜蛾等害虫的意义重大。
近年中国农业科学院棉花研究所成功将Ｃｒｙ２Ａｂ基因转入棉花，获得了转Ｃｒｙ１Ａｃ＋Ｃｒｙ２Ａｂ基因棉花新材料。
为明确转Ｃｒｙ１Ａｃ＋Ｃｒｙ２Ａｂ基因棉花对棉田天敌的影响，系统研究了转Ｃｒｙ１Ａｃ＋Ｃｒｙ２Ａｂ基因棉品系对小花蝽、龟纹瓢虫和中华草蛉生长发育的影响，旨在保护生态环境，为转基因棉花环境安全研究积累科学数据，为我国转基因棉花的安全管理提供科学依据。
１材料与方法１．１试验材料转Ｃｒｙ１Ａｃ＋Ｃｒｙ２Ａｂ基因棉花材料为２００９００２，简称双价棉；转Ｃｒｙ１Ａｃ基因棉花品种为中棉所４５，简称单价棉；常规棉花品种为中棉所４９，简称常规棉，均由中国农业科学院棉花研究所遗传育种研究室提供。
１．２试验方法在本所试验农场分别种植上述转Ｃｒｙ１Ａｃ＋Ｃｒｙ２Ａｂ基因棉花、转Ｃｒｙ１Ａｃ基因棉花和常规棉花，每品种种植６６６．７ｍ２。
试验在棉花生长的蕾期进行。
采集不同棉花品种的上部嫩叶，饲喂由本所养虫室提供的室内饲养的初孵棉铃虫幼虫２４ｈ后备用；分别从常规棉田采集小花蝽、龟纹瓢虫和中华草蛉的卵，室内室温下孵化出幼虫；试验在小试管（直径２０ｍｍ，长１００ｍｍ）中进行，在常规棉品种棉叶上接入足够量上述棉铃虫初孵幼虫，每个试管中放置１头天敌，每重复３０个试管，均为３次重复。
每天更换棉铃虫初孵幼虫，调查记载天敌的生长发育情况，直至全部死亡。
１．３数据处理数据采用ＤＰＳ７．０５ＬＳＤ法进行多重比较。
２结果与分析２．１对小花蝽生长发育的影响３种不同类型品种棉花对小花蝽若虫发育历期和成虫寿命的影响见表１。
第三章 基因工程 第2节 基因工程的基本操作程序
第2节基因工程的基本操作程序一、目的基因的筛选与获取1．培育转基因抗虫棉的四个步骤(1)目的基因的筛选与获取。
(2)基因表达载体的构建。
(3)将目的基因导入受体细胞。
(4)目的基因的检测与鉴定。
2．目的基因的筛选与获取目的基因：在基因工程的设计和操作中，用于改变受体细胞性状或获得预期表达产物等的基因。
主要指编码蛋白质的基因，如与生物抗逆性、优良品质、生产药物、毒物降解和工业用酶等相关的基因。
(1)筛选合适的目的基因：从相关的已知结构和功能清晰的基因中进行筛选。
(2)利用PCR获取和扩增目的基因①PCR的含义：PCR是聚合酶链式反应的缩写，它是一项根据DNA半保留复制的原理，在生物体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。
②目的：快速扩增目的基因。
③原理：DNA半保留复制。
④基本条件：DNA模板、4种脱氧核苷酸、2种引物、耐高温的DNA聚合酶、缓冲液。
⑤过程a．变性：当温度上升到90 ℃以上时，双链DNA解聚为单链。
b．复性：温度下降至50 ℃左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。
c．延伸：温度升至72 ℃左右时，溶液中的4种脱氧核苷酸在耐高温的DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。
⑥结果：每一次循环后，目的基因的量可以增加一倍，即成指数形式扩增(约为2n，n为扩增循环的次数)。
⑦鉴定：采用琼脂糖凝胶电泳鉴定PCR产物。
⑧仪器：PCR扩增仪。
(3)在获得转基因产品的过程中，还可以通过构建基因文库来获取目的基因。
【强化记忆】图1、图2分别是PCR扩增技术相关过程，请思考回答：(1)图1所示利用PCR技术扩增目的基因，在第几轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段？提示第3轮。
(2)图2是某同学设计的两组引物(只标注了部分碱基序列)都不合理，请分别说明理由。
提示第1组：引物Ⅰ和引物Ⅱ局部发生碱基互补配对而失效。
转基因抗虫棉赣早棉5号的选育及配套栽培技术
中"#$-转基因抗虫棉赣早棉5号的选育及配套栽培技术-2020,47(7)：34,3'https:///10.11963/1000-632X.wtxsp.20200708转基因抗虫棉赣早棉5号的选育及配套栽培技术王涛，刘新稳，余进祥，夏绍南，杨绍群，邓艳凤，杨秀，柯兴盛，肖水平*（江西省棉花研究所/国家现代农业产业技术体系棉花产业技术体系鄱阳湖综合试验站，江西九江332105）Breeding and Cultivation Techniques of a New Transgenic Insect-Resistant CottonVariety,Ganzaomian No.5Wang Tao,Liu Xinwen,Yu Jinxiang,Xia Shaonan,Yang Shaoqun,Deng Yanfeng,Yang Xiu,Ke Xingsheng,Xiao Shuiping*摘要：赣早棉5号是由江西省棉花研究所选育的早熟转基因抗虫棉常规品种，本文主要介绍了该品种的选育过程、特征特性"产量表现、纤维品质、抗病虫以及主要栽培技术要点#关键词：转基因；抗虫棉；赣早棉5号；特征特性；栽培技术赣早棉5号是由江西省棉花研究所育成的早熟转基因抗B棉常规品种，2018年通过江西省棉花品种区域试验并获得推荐审定,2020年获得国家农业转基因生物安全证书（生产应用）［农基安证字（2019）第221号］,被批准允许在长江流域棉区进行生产应用％2020年通过江西省农作物品种审定委员会审定，审定编号：赣审棉20200004。
1选育过程赣早棉5号母本为108系，是江西省棉花研究所自主选育的中早熟优质品系。
父本是中国农业科学院棉花研究所选育的早熟短季杂交棉品种中棉所68叫2007年配制杂交组合，2008—2013年经杂种圃、选种圃、株行圃和株系圃多次单株选择,并在江西省棉花研究所科研基地和海南基地多次加代选择,2014年参加江西省棉花研究所所内品比试验,综合性状表现突出，初步定名为赣早5号。
高中生物选修三“基因工程”综合练习(20题含答案)
高中生物选修三“基因工程”综合练习(20题含答案)高中生物选修三“基因工程”综合练习1. [选修三：现代生物科技专题]（15分，除注明外均为每空2分）请回答下列有关基因工程和胚胎工程的问题：（2）在基因表达载体中，启动子是_______________识别并结合的部位。
若采用原核生物作为基因表达载体的受体细胞，最常用的原核生物是______________。
（3）将目的基因导入微生物常用____________处理受体细胞，使之变成感受态细胞。
我国科学家发明的将目的基因导入植物细胞的方法是________________。
（4）研究还发现胚胎干细胞可以诱导分化为造血干细胞，这体现了胚胎干细胞具有__________。
临床上常用诱导干细胞定向分化的方法修补损伤或衰老的组织器官，从而解决了___________问题。
谜底：（1）PCR技术（1分）化学方法直接人工合成目的基因（2）RNA聚合酶大肠杆菌（或细菌）（3）Ca（或CaCl2）花粉管通道法（4）发育的万能性供体器官缺乏（或器官移植后免疫排斥反应）2. [选修三：当代生物科技专题]（15分，除注明外均为每空2分）荒漠齿肋赤藓具有超强耐旱能力的原因是其含有抗旱基因ScALDH21。
科研人员提出两种提高棉花抗旱能力的途径，回答下列相关问题:（1）第一条途径：利用酶从荒漠齿肋赤藓中提取目的基因，即。
科研人员将目的基因整合到Ti质粒的上，常利用法导入棉花的叶肉细胞。
最后，将含目的基因的棉花叶肉细胞培育成转基因植株。
（2）第二条途径：可通过技术获得荒漠齿肋赤藓与棉花的杂种植物。
在该方法中，荒漠齿肋赤藓细胞与棉花细胞融合前需用酶去除细胞壁，常用诱导两原生质体融合成杂种细胞的化学试剂为。
该技术利用的主要原理有。
答案：（1）限制（1分）抗旱基因ScALDH21T-DNA （或可转移DNA）农杆菌转化（2）植物体细胞杂交纤维素酶和果胶聚乙二醇（或PEG）细胞膜的流动性和细胞的全能性3. [选修三：现代生物科技专题]（15分，除注明外均为每空2分）逆转录病毒载体是目前应用较多的动物基因工程载体之一。
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基因表达载体的构建过程质粒 同一种DFra bibliotekA分子 限制酶处理
一个切口 两个黏性末端
两个切口 获得目的基因 DNA连接酶
重组DNA分子（重组质粒）
三、将目的基因导入受体细胞
转化
• 常用的受体细胞：
有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、 酵母菌和动植物细胞等。 • 将目的基因导入受体细胞的原理
借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。
抗原—抗体杂交
鉴定—— 抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等
农杆菌转化法 基因枪法
转化
花粉管通道法
2.将目的基因导入动物细胞 显微注射技术
3.将目的基因导入微生物细胞
Ca2+处理
四、目的基因的检测与鉴定
①检测转基因生物染色体的DNA 上是否插入了目的基因
检测—
DNA分子杂交
②检测目的基因是否转录出了mRNA
分子杂交（注意与上不同之处）
③检测目的基因是否翻译成蛋白质
基因工程的基本操作程序
思考:转基因抗虫棉的大致 培育过程?
一、目的基因的获取 二、基因表达载体的构建 三、将目的基因导入受体细胞
四、目的基因的检测与鉴定
一、目的基因的获取
主要是编码蛋白质的结构基因的基因 3、化学方法人工合成
三、将目的基因导入受体细胞
转化
1.将目的基因导入植物细胞----农杆菌转化法 农杆菌转化法 基因枪法
花粉管通道法
三、将目的基因导入受体细胞
1.将目的基因导入植物细胞
农杆菌转化法 基因枪法
转化
花粉管通道法
2.将目的基因导入动物细胞 显微注射技术
三、将目的基因导入受体细胞
1.将目的基因导入植物细胞
与运载体连接 导入
许多DNA片段
与运载体连接 导入
受体菌群体受体菌群体基因组部分基因 （cDNA）
2、利用PCR技术扩增目的基因 聚合酶链式反应，在生物体外复制特定DNA 片段的核酸合成技术。可以获得大量的目的基 因。
循环
变性
退火
延伸
二.基因表达载体的构建--许多DNA片断， 导入到受体菌的群体中，各个受体某生物体内全部DNA
限制酶
某种生物某个时期的mRNA
反转录 cDNA