玉米转基因方法(精编课件).ppt
玉米转基因方法资料
这些方法是采用简单的外力冲击或某些物理学原理，将携 带外源DNA片段的质粒载体直接导入植物细胞，然后随机地整
合进受体基因组。例如采用电激法、PEG法等转化玉米的原生
质体，采用超声波材料、脂质体包裹法和花粉管介导法和子房 注射法将外源基因导入受体细胞等。但是转化技术大多需要经
过原生质体或组织培养阶段，转化周期长，转化受体受到基因
实现了基因在物种之间的交流，其技术体系朝着整个
生物界共用同一个基因库的方向发展；精确性是指他
直接以目的基因为操作对象，使育种目标同育种素材
精确配对，能有效地打破遗传连锁的累赘，提高育种
效率。
二、玉米转基因育种技术概述
（一）、直接的遗传转化方式
农杆菌介导的遗传转化方法出现较早，并很快成
为双子叶植物遗传转化的常规方法。以后发明了一系 列直接的遗传转化方法打开了单子叶植物特别是玉米 等作物转基因研究的大门。
型的较大限制，同时也不适于大规模转基因育种的要求。
基因枪轰击法的发明对直接遗传转化方法
做出了杰出贡献，它解决了进行大量遗传转化
的技术难题，目前已成为玉米转基因育种中遗
传转化的主要方法。
基因枪法是指用基因枪击发引发火药爆炸、高
压气体释放或高压发电所产生的推力使携带了外源基
因的金属微弹穿透植物的组织、细胞壁和膜结构，将
转基因送入细胞核，整合进植物基因组中，实现遗传
转化，这也是目前玉米遗传转化的最主要的方法。
基因枪转化方法的受体类型非常广泛，只要是能
被基因枪微弹穿透的组织或细胞都可以作为转化的受
体，目前首选的受体组织一般是玉米的胚性愈伤组织，
外源基因导入后再由愈伤组织分化培养再生出转基因
植株。
基因枪转化方法的建立使玉米遗传转化趋向于系
农杆菌介导的玉米遗传转化26页PPT
6、纪律是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯
10、一个人应该：活泼而守纪律，天 真而不 幼稚， 勇敢而 鲁莽， 倔强而 有原则 ，热情 而不冲 动，乐 观而不 盲目。 ——马 克思
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ恩来
玉米基因转换
玉米基因转换
玉米基因转换是指通过基因工程技术，将外源基因导入玉米基因组中，实现对玉米特定性状的调控。
目前，玉米基因转换已经成为玉米遗传改良和育种的重要手段之一。
玉米基因转换的过程主要包括四个步骤：基因选择、载体构建、转化和筛选。
首先，需要选择合适的外源基因，并将其与适当的载体结合，形成转化载体。
然后，将转化载体导入玉米胚性愈伤组织中，通过组织培养和再生等技术，实现外源基因的导入和整合。
最后，通过遗传分析和分子检测等方法，筛选出目标转化体系中带有外源基因的玉米植株。
玉米基因转换技术的应用范围非常广泛，包括抗虫、抗病、耐盐碱、耐旱、耐寒等多种性状的改良。
例如，通过导入外源基因Bt，可以使玉米具有抗螟虫的能力；通过导入外源基因OsBADH2，可以提高玉米的耐盐碱性。
此外，玉米基因转换还可以用于基因治疗、生产工业酶等领域。
然而，玉米基因转换技术也存在一些争议，包括转基因产品的安全性、环境影响等问题。
因此，在开展玉米基因转换研究和应用时，需要严格遵守安全评价和管理规定，确保转基因产品的安全性和可持续性。
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转基因技术及应用PPT课件
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转基因生物的潜在生态风险
•
转基因生物的“基因污染”造成生态问题，引起杂草化。
1998年，加拿大Alberta省发现一种Canola油菜，它由于基因污染而含 有抗草甘膦、抗固沙草、抗咪唑啉类除草剂等三掌转基因堆积而成的 “光谱抗除草剂基因”（HT基因）。这种多抗性怪异油菜的种子爆荚、 休眠期长、种子很小、圆而光滑，可随风传播到相当远的距离，更易造 成基因污染和扩散，而一般除草剂对它无可奈何，成为多抗性的“超级 杂草”。 另一个有名的例子是：J. E. Losey 1996年在《Nature》杂志发表的一 篇报导：他们用转Bt基因玉米花粉的马利筋叶片来饲喂大斑蝴蝶幼虫， 对照组是加普通玉米花粉的马利筋叶片及不加玉米花粉的马利筋叶片， 结果转基因玉米花粉的叶片饲喂幼虫后，第二天死亡10％以上，4天后 死亡44％。而对照组全部存活。这就表明，Bt转基因玉米花粉可能威胁 大斑蝴蝶的生存,引起生态种群的破坏。
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•
转基因生物对自然生态系统的潜在风险
侵入到新的栖息地。通过昆虫、鸟类、风力等媒介使转基因花粉四处扩散，造成基 因污染，威胁生物多样性安全。
丧失生物多样性。转基因生物通过生存竞争、环境胁迫或其他不确定性因素增加的 影响（基因、种群或物种），使生物多样性受损害或者丧失。
对非目标本土物种的伤害。由于改变互惠共生关系导致。 营养循环和环境生物地球化学过程的改变。生物与非生物环境的相互作用关系改变
重组质粒
合
农杆菌筛选标记
转
转基因作物2021精选PPT
呼吁禁止用转基因饲料喂养肉牛。 有专家预计：21世纪初，很可能美国的每一种食品中都含有一定量基因工程的成分。
转基因技术发展情况
国外 ❖ 美国是转基因技术采用最多的国家。
自20世纪90年代初将基因改制技术实 际投入农业生产领域以来，目前美国 农产品的年产量中55%的大豆、45% 棉花和40%的玉米已逐步转化为通过 基因改制方式生产。目前，大约有20 多种转基因农作物的种子已经获准在 美国播种，包括玉米、大豆、油菜、 土豆、和棉花。据估计，从1999年到 2004年，美国基因工程农产品和食品 的市场规模将从40亿美元扩大到200 亿美元，到2019年将达到750亿美元。 有专家预计：21世纪初，很可能美国 的每一种食品中都含有一定量基因工 程的成分。其它还有阿根廷、加拿大 也是转基因农业生产发展迅速的国家。
0 美国 阿根廷 巴西
进口大豆(万 吨)
国内
我国已经开展了棉花、水稻、小麦、 玉米和大豆等方面的转基因研究， 目前已经取得了很多研究成果，尤 其是在转基因棉花研究方面成绩突 出。然而，真正进行大规模商业化 的品种却并不很多。真正规模种植 的只有抗病毒甜椒和延迟成熟西红 柿、抗病毒烟草、抗虫棉等6个品种。
统 计 情 况
进口大豆(万吨)
250 200 150 100 50
传染性，能把附近的土地传染病毒， 种粮食了，慢慢的地球上就一块好地也没有了，绿色环保组织，在极力拼命呼吁就是如此。
国内
蝴蝶、蜜蜂、鸟儿飞多远，风刮多远， 然而，真正进行大规模商业化的品种却并不很多。
有专家预计：21世纪初，很可能美国的每一种食品中都含有一定量基因工程的成分。
就能把多远的土地传染，将来土地就 目前，大约有20多种转基因农作物的种子已经获准在美国播种，包括玉米、大豆、油菜、土豆、和棉花。 再不能种粮食了，慢慢的地球上就一 专家们估计，今后40 年内，全球人口将比目前增加50% ，粮食产量必须增加75%才能解决世界人口的吃饭问题。
转基因玉米
玉米制种问题一直困扰着种业发展，研发智能不育亲本具有很重要的意义。已商业化应用的雄性不育基因仅 4个，而真正商业化推广的仅有1个转化事件，该转化事件由杜邦先锋公司利用农杆菌介导的转化方法获得，涉及 ms45和zm-aa1两个来自玉米的基因 。
尚没有抗病转基因玉米产品商业化，但其前景光明 。
迄今为止，已商业化的优质转基因玉米产品仅有1个，即Renessen LLC公司通过基因枪转化法，把谷氨酸棒 状杆菌（Corynebacterium glutamicum）中的二氢甲基吡啶酸合成酶基因cordapA转入玉米，获得可提高赖氨 酸含量的转化事件 LY038 。
近年来聚合多个基因的基因叠加（gene stacking）技术得到飞速发展，其中包括仅涉及一个性状的基因叠 加和涉及多种性状的基因叠加。在遗传转化环节通过多基因单载体转化、多基因多载体共转化等实现基因叠加是 重要途径，获得了一批有重要价值的复合性状转化事件 。
在商业化应用的复合性状转化事件中，大多数是通过不同转化事件之间的杂交后代筛选获得的。其中主要是 抗虫抗除草剂两个性状复合的事件，但也有抗虫优质、抗虫高产（乙醇产量高）、抗除草剂高产、抗除草剂抗旱 的转化事件 。
安全性
转基因作物的安全性问题主要体现在以下方面：可能发生基因漂移，外源基因可能会通过杂交的方法从转基 因作物转入非转基因作物中，影响非转基因作物的生长，从而对生物群落结构造成影响。可能导致过敏，外源基 因表达的蛋白质可能是过敏原，导致一些人群发生过敏反应。超级杂草问题，转基因作物因其优势更容易生存下 来，其抗性基因片段在环境中的概率就会增加，可能会传给野生杂草使其变为除不去的超级杂草。但这些安全问 题也不用特别担心，因为要表现出新性状,必须具有一定的水肥等条件，以及配套的种植技术。由于生殖隔离的存 在，它们很难与其他植物杂交，花粉传播的距离有限、存活时间有限 。
玉米转基因完整流程
农杆菌菌株的培养及感受态细胞的制备挑取根癌农杆菌LBA4404单菌落于3ml的YEB液体培养基（链霉素100mg/ml），28℃振荡培养过夜取过夜培养菌液500μl接种于50mlYEB（链霉素100mg/ml）液体培养基中，28℃振荡培养至OD600为0.5 左右。
5000rpm离心5min，集菌。
加10ml0.15MNaCl悬浮细胞，5000rpm离心5min，加10ml预冷的20mMCaCl2悬浮细胞，冰浴，24小时内使用，或分装成每管200μl，液氮中速冻1min，置于-70℃保存备用。
植物表达载体向农杆菌感受态细胞的转化取200ml 感受态细胞，加入1μg构建好的质粒DNA加入到，混匀后，冰浴30min。
液氮中速冻2-3min，37℃水浴5min，接着冰浴3min。
加入1mlYEB培养基，28摄氏度慢速震荡培养4h。
5000rpm离心5min，弃上清，集菌。
加入0.1mlYEB培养基重新悬浮细胞，涂布于含有100mg/ml Kan和125mg/ml Sm的YEB 平板上，28℃培养阳性克隆的鉴定挑取平板上长出的单菌落，接种于含有100mg/ml Kan和125mg/ml Sm的YEB液体培养基中，28℃振荡培养过夜，小量提取质粒DNA，以质粒DNA为模板进行PCR扩增鉴定。
农杆菌菌液的制备挑取继代2d后的农杆菌单菌落，在加有相应抗生素的液体YEB培养基中，在28℃黑暗条件下震荡培养16-20h（OD600为0.6-0.8）将菌液置于离心管中，18-20℃，5000rpm离心5min收集菌体。
将收集到的菌体用2mlD-inf液体培养基悬浮进行洗涤，以去除残余的YEB培养基18-20℃，5000rpm离心10min收集菌体，将菌体用2mlD-inf液体培养基，加入1‰AS，备用（放1h）农杆菌感染玉米幼胚初生愈伤及共培养将加入到D-inf（含AS）的菌液稀释到OD600为0.3-0.5放置1h以上，将幼胚或愈伤用D-inf（不含AS）洗一次，再浸入菌液中，用手上下颠倒30s，并放置5min，观察幼胚无明显伤口时，取出，用无菌滤纸吸干，放到D-AS固体培养基上，25℃黑暗条件下共培养3d，同时设对照。
玉米基因转换
玉米基因转换1. 介绍玉米作为全球的重要粮食作物，其基因转换技术受到广泛关注。
基因转换技术是指通过人为手段将外源基因导入到目标生物体中，以改变其遗传性状。
玉米基因转换是一种常用的农业生物技术手段，具有重要的应用潜力。
2. 玉米基因转换方法2.1 农杆菌介导的基因转移农杆菌介导的基因转移是一种广泛应用于植物基因转换的方法。
它利用土壤中普遍存在的一种细菌，农杆菌（Agrobacterium tumefaciens），来实现基因导入。
该方法包括以下步骤：1.构建转化载体：将目标基因导入到植物转化载体中，该载体一般包含选择标记基因、报告基因等。
2.转化载体的导入：将转化载体导入到农杆菌中，使其成为转化农杆菌。
3.转化农杆菌的接种：将转化农杆菌接种到玉米幼苗的伤口部位上。
4.抗生素筛选：利用转化载体中的选择标记基因，筛选出含有目标基因的玉米植株。
2.2 生物微投法生物微投法是另一种常用的玉米基因转换方法，它是将外源DNA直接注入玉米胚乳细胞中，通过细胞自身的复制和分化过程实现基因导入。
该方法具有以下特点：•适用范围广：生物微投法适用于不同类型的植物和动物细胞。
•转化效率高：与其他基因转换方法相比，生物微投法的转化效率相对较高。
•操作简便：整个过程不需要特殊的设备和条件，操作相对简便。
3. 玉米基因转换应用3.1 抗虫基因的导入玉米基因转换技术可以导入抗虫基因，提高玉米对虫害的抵抗能力。
目前已经研究出多个具有抗虫性的基因，并成功导入到玉米中。
利用基因转换技术，可以避免传统的农药施用，减少对环境的污染，并提高玉米的产量和质量。
3.2 耐逆基因的导入玉米基因转换还可以导入耐逆性基因，提高玉米对逆境（如干旱、盐碱等）的耐受能力。
通过导入特定的基因，可以增强玉米的抗旱性、耐盐性等，提高其生长适应性。
这对于世界各地各种环境条件下的玉米种植具有重要意义。
3.3 营养改良基因的导入玉米基因转换技术还可以导入营养改良基因，提高玉米的营养价值。
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扬州大学农学院 作物遗传育种暨应用生物技术系
邓德祥
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（一）、分子育种的概念
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分子育种是指在DNA水平上实施作物改良计划 的理论和方法。与以往其它常规育种技术相比，其实 质性的进步在于使作物育种真正实现了对基因的操作； 其鲜明的特点可以概括为通用性和精确性的完美结合。
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通用性是指它突破了物种之间生殖隔离的障碍， 实现了基因在物种之间的交流，其技术体系朝着整个 生物界共用同一个基因库的方向发展；精确性是指他 直接以目的基因为操作对象，使育种目标同育种素材 精确配对，能有效地打破遗传连锁的累赘，提高育种 效率。
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二、玉米转基因育种技术概述
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（一）、直接的遗传转化方式
农杆菌介导的遗传转化方法出现较早，并很快成 为双子叶植物遗传转化的常规方法。以后发明了一系 列直接的遗传转化方法打开了单子叶植物特别是玉米 等作物转基因研究的大门。
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这些方法是采用简单的外力冲击或某些物理学原理，将携 带外源DNA片段的质粒载体直接导入植物细胞，然后随机地整 合进受体基因组。例如采用电激法、PEG法等转化玉米的原生 质体，采用超声波材料、脂质体包裹法和花粉管介导法和子房 注射法将外源基因导入受体细胞等。但是转化技术大多需要经 过原生质体或组织培养阶段，转化周期长，转化受体受到基因 型的较大限制，同时也不适于大规模转基因育种的要求。
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子房注射法是转基因育种工作中经常使用的方法之一。 子房注射法是一种微量注射法，使用一种特制的微量注射器将 含有目的基因载体的DNA溶液直接注射入玉米处于减数分裂时 期的子房中，以便使外源基因能整合进玉米的基因组。丁群星 等（1993）用此法获得了正常的转化体。由射法的最突出优点有两个： 一是不需要复杂的仪器设备，操作简便； 二是转化受体不受基因型的限制，这对于优良
自交系转化和优良转基因杂交种的培育极其有利。
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（二）、农杆菌介导的遗传转化方法
农杆菌是一种天然的植物基因转化系统，其含有的Ti或 Ri质粒具有携带外源具有的功能。经过用遗传工程的方法对农 杆菌及其质粒加以改造，并装入外源基因，借助农杆菌对植物 的侵染将外源基因带入植物细胞内，从而完成转化过程。迄今 已发现农杆菌能侵染20多种单子叶植物，对玉米的转化效率相 当高，使农杆菌介导法成为玉米遗传转化的常规方法。
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基因枪转化方法的受体类型非常广泛，只要是能 被基因枪微弹穿透的组织或细胞都可以作为转化的受 体，目前首选的受体组织一般是玉米的胚性愈伤组织， 外源基因导入后再由愈伤组织分化培养再生出转基因 植株。
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基因枪转化方法的建立使玉米遗传转化趋向于系 统化、规模化，并使玉米转基因育种逐渐发展成为一 种常规的育种技术，对玉米育种水平的提高具有不可 估量的促进作用。
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基因枪轰击法的发明对直接遗传转化方法 做出了杰出贡献，它解决了进行大量遗传转化 的技术难题，目前已成为玉米转基因育种中遗 传转化的主要方法。
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基因枪法是指用基因枪击发引发火药爆炸、高 压气体释放或高压发电所产生的推力使携带了外源基 因的金属微弹穿透植物的组织、细胞壁和膜结构，将 转基因送入细胞核，整合进植物基因组中，实现遗传 转化，这也是目前玉米遗传转化的最主要的方法。
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