《转基因动植物》PPT课件.ppt

转基因动植物,一、转基因动物,转基因动物指把人或哺乳动物的某种基因导入到哺乳动物(如鼠、兔、羊和猪)的受精卵里，目的基因若与受精卵染色体DNA整合，细胞分裂时，该基因随染色体的倍增而倍增，使每个细胞中都带有目的基因，使性状得以表达，并稳定地遗传给后代，从而获得基因产品。,转基因动物培育的原理与方法,转基因动物培育的基本原理是借助分子生物学和胚胎工程的技术，将外源目的基因在体外扩增和加工，再导入动物的早期胚胎细胞中，使其整合到染色体上，当胚胎被移植到代孕动物的输卵管或子宫中后，发育成携带有外源基因的转基因动物。,培育转基因动物的关键技术包括,：外源目的基因的制备外源目的基因的有效导入胚胎培养与移植外源目的基因表达的检测,目的基因导入的方法,基因显微注射法逆转录病毒感染法胚胎干细胞介导法精子载体导入法 体细胞核移植法,1、基因显微注射法,利用显微操作系统和显微注射技术将外源基因直接注射入实验动物的受精卵原核，使外源基因整合到动物基因组，再通过胚胎移植技术将整合有外源基因的受精卵移植到受体的子宫内继续发育，进而得到转基因动物。,基本步骤,基本步骤,目的基因的制备与纯化：卵供体母鼠和假孕母鼠的准备 超排卵与取卵 基因显微注射 受精卵移植目的基因的表达整合鉴定和检测 建系,2、逆转录病毒感染法,逆转录病毒具有有效感染和在宿主细胞DNA上高度整合的特性 利用逆转录病毒作为目的基因载体，通过感染早期胚胎细胞实现基因转移，产生嵌合体动物(chimeric animal)，再经过杂交、筛选即可获得转基因动物。,步骤,逆转录病毒载体的构建 包装细胞：又称辅助细胞重组逆转录病毒感染早期胚胎,小鼠的转染方法如下：,小鼠在交配后48h处死，取输卵管，用胚胎培养液冲出8细胞胚胎。将胚胎置专门溶液中去除透明带，再用胚胎培养液洗净。用专门溶液冲洗已转染重组病毒载体的辅助细胞，与无透明带的胚胎共培养24h转染目的基因。将转染目的基因的胚胎，经手术移植到交配后2.5d假孕母鼠子宫内。产生的仔鼠经筛选、杂交获得转基因小鼠。,3、胚胎干细胞介导法,胚胎干细胞（embryonic stem cell，ES）是从早期胚胎内细胞团分离出来的，能在体外培养一种高度未分化的多发育潜能的细胞。它与早期胚胎聚集，或被注射到胚胎后，能参与宿主胚胎的发育，形成包括生殖细胞在内的所有组织；它也可以在体外进行人工培养、扩增，以克隆形式保存，因此，将外源目的基因导入ES细胞，再移入胚泡期的宿主胚胎，最后将宿主胚胎移植到假孕母鼠子宫内，便可获得由胚胎干细胞介导的转基因动物,以小鼠为例，大致过程如下,分离培养ES细胞。从确认受精后3.5d 母鼠采取胚胎，胚胎培养46d后，分离出内细胞团。然后经胰蛋白酶处理，从中分离出ES细胞，并克隆ES细胞。ES细胞基因操作。首先构建特定的外源目的基因载体，再通过电穿孔、显微注射、磷酸钙-DNA共沉淀、逆转录病毒感染等方法，将外源目的基因导入ES细胞。获取囊胚期胚胎，以作为ES细胞的移植受体。通过显微操作将ES细胞注射到囊胚期胚胎的囊胚腔内，形成嵌合体。将注射过ES细胞的胚胎，移植到交配后3d的假孕母鼠子宫内，培育出转基因小鼠。,4、精子载体导入法,将外源基因与精子共培养，再通过精子共育法、电穿孔导入法、脂质体转染法等方法将外源基因导入成熟的精子，使精子携带的外源DNA进入卵细胞中并受精，从而使外源DNA整合到染色体中。,5、体细胞核移植法,外源目的基因通过脂质体介导等方法转染动物体细胞。用DNA杂交等方法检测，选择整合有外源目的基因的体细胞作核供体。将供体核移植到去核卵母细胞进行动物克隆。,转基因动物的应用,1、研究基因的结构和功能及其表达与调控 2、建立人类疾病动物模型 3、研究人类疾病基因治疗 4、研制生物反应器，生产天然活性药物蛋5、扩大移植供体来源 6、改良动物品种,二、转基因植物,转基因植物是指利用重组DNA技术将克隆的优良目的基因导入植物细胞或组织，并在其中进行表达，从而获得新性状的植物,1983年，世界第一例转基因植物烟草问世,1994年，美国的转基因延熟保鲜番茄“FlavrSavr”番茄获得美国FDA的批准进入市场销售，成为第一个获许进行销售的转基因食品。,1990年，我国自行研制的抗烟草花叶病毒烟草在辽宁省进行了种植，并一度成为世界上最大的转基因植物群落,目的基因的类型,抗除草剂基因 抗虫基因 抗病基因 抗逆境基因 改良品质基因,基因载体转化系统,(1)以质粒DNA等为载体的转化系统，如农杆菌法，迄今为止所获得的转基因植物中约80是利用根癌农杆菌转化而来的。如：用携带外源基因的农杆菌Ti质粒转化植物原生质体，使外源DNA与植物染色体DNA整合，通过原生质体的培养分化成愈伤组织，最后发育成具有新性状的完整植株转基因植物,(2)不用任何载体，通过物理化学方法直接将外源基因导人受体细胞的直接转化系统，如微针注射法、基因枪法。(3)以植物自身的生殖系统种质细胞，如花粉粒或其它细胞等为媒体的转化系统，如花粉管通道法,转基因植物在农业上的应用,第一、抗性基因工程，也被称为第一代植物基因工程 第二、植物品质改良基因工程。是目前植物转基因技术的研究热点 第三、有特殊疗效的保健食品、功能性食品以及治疗性食品,转基因植物安全性评价,转基因植物的环境安全性转基因植物的食品安全性,