(完整版)抗病毒的转基因植物
转基因植物
拥有来自其他物种基因的植物
01 由来
03 转化受体 05 潜在危害
目录
02 优点 04 转化方法 06 国外现状
转基因植物(Genetically modified plants)是拥有来自其他物种基因的植物。该基因变化过程可以来自不 同物种之间的杂交，但今天该名词更多的特指那些在实验室里通过重组DNA技术人工插入其他物种基因以创造出 拥有新特性的植物。
美国转基因植物的商业化速度进展很快，其推广应用走在其它国家的前列。1994年美国Calgene公司研制的 转基因延熟番茄首次进入商业化生产，到1998年底就有30多例转基因植物被批准进行商业化生产。1999年全球转 基因植物种植面积中，美国就占72%，达2870万公顷；其次是阿根廷670万公顷；占17%；加拿大400万公顷，占 10%；中国名列第4位，1999年种植面积达30万公顷，占1%，其他国家的种植面积都小于1%。
在国家“863”高新技术研究与发展计划及国家科技攻关计划的资助下，中国转基因植物的研究和开发取得 了显著的进展，有些研究已经达到国际先进水平。据1996年国生物技术学会统计，中国投入研究和开发的转基因 植物达47种，涉及各类基因103种有近20种转基因植物进入了田间试验或环境释放阶段。至1999年，农业部批准 可进行商业化生产的国内研制的转基因植物有5种，它们分别是：抗虫棉花、改变花色的矮牵牛、延熟番茄、抗病 毒的甜椒和番茄。
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农作物生物技术育种的研究已经不再处于实验室阶段，而是进入了实际应用，走到了商业化阶段。转基因植 物在全球的种植面积增长迅速，种植转基因植物的国家从1992年的1个增长到1996年的6个，1998年9个，1999年 进一步扩大到12个国家。全球转基因植物的种植面积1996年仅为170万公顷，1997年为1100万公顷，1998年增长 到2780万公顷，1999年又比1998年增长44%，达到3990万公顷。
植物抗病毒机制与转基因番木瓜
!"植物病害与植物对病毒的交叉保护现象 植物病害是导致农作物减产的重要原因之一#而
其中部分病害则由植物病毒引起$ 例如#大家熟悉的 烟草花叶病毒可侵染烟草等茄科植物#引起叶片厚薄不 匀#颜色黄绿相间#呈花叶状*发病早期的植株节间缩 短#严重矮化#生长缓慢$ 水稻矮化病毒曾于 ';&$';&& 年间在菲律宾流行#导致部分地区水稻颗粒无收$
早在 ';)< 年就有人观察到#接种了烟草环斑病毒 弱毒株的烟草#虽然接种叶出现坏死斑#但植株整体获 得了对同种及相近种病毒的抗性&''$ 研究发现#其他 植物也大多存在类似现象#人们把此种现象称为交叉 保护$ 这种现象与动物接种疫苗后产生对病毒的抗性 很相似#但植物并不具备动物那样的免疫系统#也从未 有人发现在植物体内有针对病毒的抗体存在#因此两者 的机制并不一样$ 人们提出过好几种假说试图解释这 种现象#但都无法得到证实$ 直到 ';;% 年#美国科学家 YGFD.0/.0 等在研究矮牵牛花色变化时发现了 J>?干扰 现象#植物的交叉保护机制才得以最终阐明$ #"植物的抗病毒机制
成熟的病毒 与 蛋白 是 基 /J>?*$
/J>? 4FDG04C6. ! J>?
因沉默途径中的核心元件#属于一个庞大的蛋白质家
族"结合形成 J>?诱导沉默复合体! 在 JUP+"*' JUP+
中#病毒 /J>?指导与其互补的病毒基因组的切割#从而
抵抗病毒的入侵&$' #而这些沉默信号在受感染的细胞中
植物在与病毒的长期斗争中进化出了多种多样的 抗病毒机制#植物表面具有的角质层%蜡质层和细胞壁 等物理屏障足以阻止大部分的病毒侵染#一些植物还 通过突变使自身丧失病毒复制或运动所需的基因产物 而导致病毒失去侵染力$ 不过#目前最受关注的植物 抗病毒机制是 J>?沉默和 3基因介导的病毒抗性$ )(' ! 植 物 的 介 J>? 导 的 病 毒 基 因 沉 默 机 制 ! YGFD.0/.0 等为了得到花色更深的矮牵牛#将与花色形 成密切相关的查耳酮合酶基因! 456" 导入到开紫花的 野生型矮牵牛中#却意外地发现约有 'O" 的转基因后 代开白花或紫白相间的花#其 456 基因的表达比野生 型显著下调#他们当时推测可能是外源导入的 456 基 因抑制了植物内源 456 基因的表达#这就是所谓的 J>?沉默现象#即小 J>?!/J>?" 通过诱导与其互补 的 -J>?或病毒 J>?的降解或翻译抑制% 或 =>? 组 蛋白修饰等过程#抑制靶基因的表达或翻译#使得靶基 因沉默 $ &)' 病毒 沉 J>? 默现象是目前已阐明的植物
6.2 基因工程及其应用
能生产胰岛素的大肠杆菌
转基因超级小鼠
荧光小猪
导入人基因的小鼠(长出人的耳朵)——器官移植
荧光小鱼
个头特别大的转基因鲤鱼
日 本 生 产 的 转 基 因 方 形 西 瓜
日本转基因蓝色玫瑰
未来会不会出现这样的香蕉？
一、基因工程的概念——分子水平改变生物
标准概念——在生物体外，通过对DNA分子进行人工 “切割”和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新 组合，然后导入受体细胞内，使重组基因在受体细胞 内表达，产生出人类所需要的产物。 基因工程又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。 通俗概念——按照人们的意愿，把一种生物的个别基 因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的 细胞里，定向地改造生物的遗传性状。
富含赖氨酸的转基因玉米
（二）动物基因工程——提高动物生长速度
转生长激素 基因鲤鱼
（二）动物基因工程——生产药物
转有人α-抗胰蛋白酶 基因的转基因羊
（三）基因工程药物
我国生产的部分基因工程药物
（三）基因工程药物
以候云德院士(右)为首的研究 人员，成功地研制出我国第一 个基因工程药物——干扰素
干扰素的生产车间
（四）基因治疗
我国研究人员正在制备用 于治疗的基因工程细胞
为病人注射基因工程细胞
六、转基因生物和转基因食品的安全性
目前，转基因生物和转基因食品的安全性还 没有证实，国际上对于转基因食品的管理主要有 两种态度，即欧洲国家的严格管理的态度和美国 相对宽松的态度。
三、基因操作的基本步骤
细菌 取出质粒 用相同的限制酶切出黏性末端 供体细胞 取出DNA分子 用限制酶切取目的基因
将目的基因插入质粒切口 用DNA连接酶将目的基因与质粒相连 基因工程的 将重组DNA分子导入受体细胞 遗传学原理： 基因重组 重组DNA分子增殖、表达 检测目的基因产物
【精品】盘点身边的转基因植物和动物
【关键字】精品盘点你身边的几十种转基因作物除了最近闹的沸沸扬扬的转基因大米，还有哪些是转基因的呢？大豆、玉米、木瓜……连三文鱼都有转基因！盘点所有的转基因植物，发现居然有数十种作物都是转基因的！转基因已经无处不在，盘点那些你意想不到的转基因动植物动物1.三文鱼转基因三文鱼：美国培育出一种转基因三文鱼，这种鱼是一种融合两种鱼类基因、生长速度是普通鲑鱼两倍的特殊鱼类，由于体内的生长激素能让其维持长达一年的生长期，但是目前在美国并未上市，而且欧洲非常抗拒这种鱼。
植物1.大豆非转基因大豆：黑龙江地产大豆老练的、经过筛选的黑龙江地产大豆，呈圆形、颗粒饱满、色泽明黄，除黑龙江北部部分地区种植的抗腺品种外豆脐呈浅黄色;我国南方原产大豆有的有黑脐。
转基因大豆：从港口采集到的进口转基因大豆，呈扁圆或椭圆、色泽暗黄，与国产大豆明显区别是豆脐呈黄褐色，俗称“黑脐豆”。
简单的检验方法：转基因大豆不发芽!可以用水检测!本土大豆用水浸泡三天会发芽! 转基因大豆不会发芽，只不过是个体膨胀而已。
从这个发芽试验过程，人们可以发现，这些转基因大豆是一次性产生的果实，它们的胚芽是不具有生命本质活性的，因此，就没有延续后代的能力。
相当于一个人可以正常怀孕，但是每一次都是死胎，这就意味着生命的延续到此为止了。
人类如果大规模的长期食用各种转基因食品，其中危害人类的转基因片断，必然会潜移默化的影响直至改变人类本身的正常基因，抵抗力下降，怪病丛生，或者丧失生育能力都是情理之中的了。
2. 胡萝卜非转基因胡萝卜：表面凸凹不平，一般不太直，从头部到尾部是从粗到细的。
且头部是往外凸出来的。
转基因胡萝卜：表面相对较光滑，一般是直的，它的尾部有时比中间还粗。
且头部是往内凹的。
注：胡萝卜只有在秋冬季节有，夏季的一般是转基因的。
3.土豆非转基因土豆：样子比较难看，一般颜色比较深，表面坑坑洼洼的，同时表皮颜色不规则，削皮之后，其表面很快会颜色变深，皮内为白色。
高中生物： 基因工程的应用
（3）举例 抗病毒转基因小麦、抗病毒转基因甜椒
抗病毒的转基因小麦
转黄瓜抗青枯病基因的 甜椒
有抗病毒基因就可以抵抗所有
病毒吗？
3.抗逆转基因植物
(1)造成低产、减产的常见因素 盐碱、干旱、低温、涝害等
你知道哪些食品中缺少必需氨基酸？
如何用转基因的方法加以改良？
将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基 因导入植物或者改变必需氨基酸合成 途径中某种关键酶的活性
将富含氨基酸的蛋白 质编码基因导入玉米， 获得的转基因玉米中 赖氨酸的含量提高 30%。
(2)使果品延熟，便于储存 将控制番茄成熟的基因导入番茄，获 得转基因延熟番茄。
三、基因工程药物异军突起
在传统的药品生产中，某些药品如胰岛素、 干扰素直接生物体的哪些结构中提取？
从生物的组织、细胞或血液中提取。
缺点
由于受原 材料来源 的限制， 价格十分 昂贵。
解决途径
利用基因工程 方法制造“工 程菌”，可高 效率地生产出 各种高质量、 低成本的药品。
工程菌:用基因工程方法，使外源基因 得到高效率表达的菌类细胞株系。
1、抗虫转基因植物
2、抗病转基因植物
3、抗逆转基因植物
4、利用转基因改良植物的品质
1.抗虫转基因植物
（1）使用化学农药的弊端 污染环境，损害人类健康，增加生产成本。
（2）解决这些弊端的途径 将具有杀虫活性的基因导入作物中，使其具 有抗虫性。
（3）抗虫目的基因 Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑 制剂基因、植物凝集素基因等
二、动物基因工程前景广阔
1、提高生长速度 2、改善畜产品的品质 3、生产药物 4、作为器官移植的供体
转基因作物一览表
一】黑龙江省：1. 大豆(佳木斯市、齐齐哈尔市、五大连池市、哈尔滨市、双鸭山市种子公司)合丰55：中抗灰斑病、抗花叶病毒病SMV1号株系兼抗疫霉病。
(中抗、多抗)抗线56：抗大豆孢囊线虫3号生理小种，抗旱、耐盐碱。
(综合抗性)高抗1号：抗倒伏，较抗旱，耐瘠薄；迄今为止，在大豆包囊线虫高发区试验示范均未见包囊线虫病(综合抗性、高抗)高抗2号：较抗旱，耐瘠薄；高抗孢囊线病虫(综合抗性、高抗)黑河46：接种鉴定，中抗大豆灰斑病，抗大豆孢囊线虫病4号生理小种，中抗3号生理小种。
(多抗)五豆抗1号：孢囊线虫的超级杀手抗线虫铁杆王；重茬不得病、不倒秧。
重茬不得火龙秧、不得根腐病；杆强、抗倒伏、耐盐碱、耐贫瘠，高抗大豆孢囊线虫3号生理小虫,对蚜虫、食心虫及疫霉根腐病等其他病害有较强的抗性。
(高抗、多抗、抗虫、综合抗性)五豆抗2号：孢囊线虫的超级杀手抗线虫铁杆王。
高抗大豆孢囊线虫3号生理小虫,对蚜虫、食心虫及疫霉根腐病等其他病害有较强的抗性。
黑农大豆：品质指标：秆强抗倒伏，抗病，中抗花叶病毒病，耐褐斑病，病粒少，虫食粒率低绥农23（绥98-336）：抗灰斑病、霜霉病，中抗病毒病和细菌性斑点病，抗大豆食心虫，中抗豆荚螟。
绥农10号：高抗灰斑病，秆强不倒伏，喜肥水。
抗线虫4号：抗大豆孢囊线虫3号生理小种，抗旱，耐盐碱。
丰源88-2：高抗大豆孢囊线虫（3号生理小种），抗大豆重迎茬，抗旱耐涝，耐盐碱，耐瘠薄。
黑农58：接种鉴定中抗大豆灰斑病、花叶病毒病。
2. 小麦(嫩江县、五大连池市、双鸭山市种子公司)克春1号：高抗秆、叶锈病，赤霉、根腐病轻。
4083(龙麦26)：高抗秆、叶锈、根腐病和赤霉病。
北麦六号：抗病性鉴定：叶锈病免疫，高抗秆锈病(超高抗、高抗、多抗)克旱20：抗旱性和耐湿性强，抗倒性好。
接种抗病性鉴定：秆锈病、叶锈病免疫。
龙麦26：耐旱性强，耐湿性较好。
经鉴定，叶锈病和秆锈病免疫，中抗根腐病。
克旱16号：高抗倒伏。
转基因生物种类汇集一览
转基因生物种类汇集一览基本证实转基因生物种类一、转基因植物种类1、转基因树木：桉树（速生桉）；741抗虫杨树；双抗烟草花叶病毒(TMV)；2、转基因五谷：转基因水稻种：湖北的华恢1号、BT汕优63；转基因玉米种：转植酸酶基因玉米BVLA430101、NK603玉米、MON810玉米、先正达Bt－176、“先玉335”玉米、“星联”转基因玉米；“迪卡007”玉米；转基因小麦种：特优转基因9506小麦；转基因大豆种：Roundup Ready soybean (RR大豆)……；3、转基因棉花：转基因棉花种：抗虫棉33b、以及抗虫棉33b为基础研制的数百种甚至上千种。
主要都是转Cry1A基因、转Cry1Ac、转Cry1A和CpTI基因为主……；4、转基因蔬菜种：华农1号木瓜、夏威夷木瓜、延熟番茄、抗甲虫马铃薯、抗病毒病的南瓜和西葫芦、“华番l号”番茄、转基因抗黄瓜花叶病毒番茄“8805R”、甜椒“双丰R”、美国的转基因抗病毒南瓜“FreedomII”、北大的转基因抗黄瓜花叶病毒(CMV)的番茄“8805R”、转基因抗芜菁花叶病毒(TuMV)的大白菜“福山大包头”、转基因抗西瓜花叶病毒(WMV)的西瓜、黄瓜花叶病毒(CMV)的“农大40”辣椒及“湘研1号” 辣椒、“189”番茄、“布利塔”茄子已进行转基因研究的蔬菜有：甜瓜、彩椒、甜椒、胡萝卜、甘蓝、花椰菜、生菜、菠菜、茴香、豌豆、石刁柏、芥菜、洋葱、小白菜、高粱、油菜、豇豆、甜菜、紫番薯……5、转基因水果种类：苹果、柑橘、梨、木瓜、香蕉、哈密瓜、草莓、圣女番茄、葡萄、弥猴桃、樱桃、菊苣、6、转基因观赏花种类：牵牛花、蓝玖瑰、万寿菊、向阳葵、珍珠红、金球、红金铃、裸女花……转基因花卉品种介绍：A．中文名称，向阳葵；英文名称：HUKSACHS 树高：5米--7米；花色，黄色，众多的小黄花组成大黄球，初夏开始很象向日葵，渐渐形成黄球状，适应：花园、校园、庭院、街道。
(完整版)有哪些转基因食品
国内市场上的转基因食品清单一、我国转基因作物有哪些?1、已批准安全证书的有棉花、水稻、玉米和番木瓜，只有棉花、番木瓜批准商业化种植“截至目前，我国批准了转基因生产应用安全证书并在有效期内的作物有棉花、水稻、玉米和番木瓜。
”中国农科院植保所副研究员谢家建介绍说。
“目前，转基因水稻和转基因玉米尚未完成种子法规定的审批，没有商业化种植。
”谢家建表示，“我国已经进行商业化种植的转基因作物只有棉花和番木瓜。
”我国批准进口用作加工原料的转基因作物有大豆、玉米、油菜、棉花和甜菜。
这些食品必须获得我国的安全证书。
2、目前市售圣女果、彩椒、小南瓜、小黄瓜都不是转基因食品网上流传一份转基因食品名单，包括“圣女果、大个儿彩椒、小南瓜、小黄瓜”。
对此专家并不认同。
中国农科院生物所研究员王志兴说，小番茄也叫圣女果、樱桃番茄，是自古就有的番茄品种，只是因为个头小、采摘不便、产量低，最早仅作为观赏用，后来发现食用方便，口味经过改良后逐渐流行。
个头小是天生的基因差异，不是转基因的结果。
中国农科院油料所副研究员吴刚说，小南瓜和小黄瓜也不是转基因食品，仅仅是未充分成熟的南瓜和黄瓜。
如果继续在田间种植，小南瓜和小黄瓜最终会生长成普通的大南瓜和老黄瓜。
关于大个儿彩椒，吴刚表示，大个儿彩椒含有不同类型的花青素，表现为更丰富的颜色。
花青素的变异在植物中很常见，像鲜花同一个品种就有不同颜色，萝卜也有红萝卜、绿萝卜、白萝卜等。
“我国曾经批准过抗病毒甜椒的商业化种植，但与常规甜椒相比，转基因甜椒并没有明显优势，因此被市场自然淘汰。
”3、我国市场转基因食品主要是大豆油和木瓜中国农业大学食品工程与营养科学院院长罗云波介绍，目前中国市场上的转基因食品主要有两种，一种是转基因食用油，就是我们所说的大豆色拉油，来源主要是从美洲，尤其是从美国、阿根廷、巴西等国家进口的大豆所生产出来的食用油。
还有一种就是转基因木瓜，因为木瓜容易得一种农药很难治的病，用基因的技术能够控制，转基因木瓜也是我们能够吃到的转基因食品。
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按寄主的性质不同，病毒分为: 1.寄生植物的植物病毒(Plant virus)、 2.寄生动物的动物病毒 3.寄生细菌的噬菌体
植物病毒的危害及作用
病毒引起的病害在数量上占植物病害的第二位。由植物病毒引起的植 物病害的植物有：禾本科、茄科、豆科、十字花科和葫芦科等。在鲁 西北引起毁灭性的植物病毒病有番茄蕨叶病毒病，花叶病毒病，辣椒 花叶病毒病和烟草脉坏死病毒病等。
几丁质酶转基因植物
转基因烟草
几丁质酶转基因植物。几丁质酶
广泛存在于植物和微生物中，它 能降解几丁质，该酶一般由单基 因编码。由于几丁质是许多植物 病原真菌细胞壁的主要成分，因 而利用几丁质酶转基因植物在防 治植物真菌病害中有重要作用。 正常的植物中几丁质酶的活性很 低，但当病原真菌侵染植物植物 时能诱导产生很高的几丁质酶活 性。Broglie等将菜豆几丁质酶的 cDNA与CMV35S启动子重组，导入 烟草和番茄中，转化株对立枯丝 核菌的抗性显著提高。
2020/2/21
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移动蛋白转基因植物
病毒在细胞间的移动主要受病毒本身编码的移动蛋白和寄主因素 控制，移动蛋白能够修饰胞间连丝，同时又能与病毒核酸结合， 是病毒核酸的三维结构改变成丝状的核酸-蛋白质复合体，有利于 通过胞间连丝。将TMV的移动蛋白基因缺失突变后导入烟草中，转 化株不仅对同一属的多种病毒具有抗性，而且对烟草脆裂病毒， 黄瓜花叶病毒等具有抗性。
生产上危害较大的植物病毒病害有：烟草花叶病、黄瓜花叶病、马铃
薯病毒病、玉米矮花叶病等。
植物病毒也有可利用的价值，特别在开发基因工程的载体、转基因植
物研究等方面，发挥了很大的作用。
植物病毒的研究现状
植物病毒每年给世界各地的农作物生产造成严重损失，每年全世界的农作物
因病毒侵害的损失数百亿美元，传统的防治方法已远远无法满足现代农业的生产要 求。病毒侵染之所以复杂，在于一方面病毒的高突变率所致的植物抗病品种抗性丧 失速度远高于常规植物抗病育种速度；另一方面病毒在隐症野生植物中的储存；第 三，无亲缘关系的病毒复合侵染以及病毒侵染的持久性，特别是以线虫和真菌传播 的植物病毒能在土壤中存活许多年。因此，在适宜病毒介体生长的温度条件下，大 面积连作缺乏抗病基因的植物，造成的经济损失会更高。Hamilton于 20 世纪 80 年 代初首先提出了基因工程保护的设想，在转基因植物中表达病毒基因组序列可能是 防御病毒侵染的途径之一。近 20 多年来，基因工程的发展，为防治病毒病开辟了 新途径。本文就植物抗病毒工程策略中目前常用的来自于植物抗性基因、病毒来源 的基因及其他策略的研究进展进行综述。
花叶症状 黄化
畸型
2020/2/21
抗病毒转基因植物
利用植物自身编码的抗病毒 基因培育抗病毒植物，病毒外 壳蛋白转基因植物，病毒复制 酶转基因植物，移动蛋白转基 因植物，核糖体失活蛋白转基 因植物，病毒卫星RNA转基因植 物。
转基因番茄，对病毒 表现强烈过敏反应。
7
病毒复制酶转基因植物
将病毒RNA复制酶基因改造后导入植 物体后，看干扰病毒的复制，从而达到 抗病毒的目的。将CMV缺损型复制酶基 因导入烟草后，转化株对CMV表现了高 度的抗性。
2020/2/21
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基因工程在抗病毒植物的应用 • 所用外源基因 人工合成的
抗病毒的转基因植物
生科13103 班 ：覃林、 龙成 、黄丹萍
植物病毒病的诊断与鉴定
1 植物病毒的概念 2 植物病毒的危害和作用 3 我国植物病毒的研究现状 4 植物病毒的鉴定 5 基因工程在植物抗病的展望
1.植物病毒病的概述
病毒(virus)是一种由核酸、蛋白或其复合体构成的，可以增殖、传染和寄生在其他 生物体上的非细胞形态分子生物
2020/2/21
抗真菌转基因植物
植物对真菌等病 害微生物的防御主要 包括机械防护和生物 学保护两个方面。当 致病菌入侵植物时， 植物细胞壁的结构发 生变化，细胞壁的强 度和硬度增加。另一 方面，植物细胞被诱 导合成多种活性物质 如抗毒素和几丁质酶 等，以抑制真菌的生 长和入侵。
10
2020/2/21
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转基因植物
• 转基因植物(Transgene plant)是拥有来自其他物种基因的植物。该基 因变化过程可以来自不同物种之间的杂交，但今天该名词更多的特 指那些在实验室里通过重组DNA技术人工插入其他物种基因以创造 出拥有新特性的植物。
• 转基因植物的研究主要在于改进植物的品质，改变生长周期或花期 等提高其经济价值或观赏价值；作为某些蛋白质和次生代谢产物的 生物反应器，进行大规模生产；研究基因在植物个体发育中，以及 正常生理代谢过程中的功能。