轉(zhuǎn)基因技術(shù)與玉米抗玉米螟育種、轉(zhuǎn)基因育種概況1、我國(guó)轉(zhuǎn)基因作物研究與利用概況：我國(guó)是世界上第一個(gè)商品化種植轉(zhuǎn)基因作物的國(guó)家。自行培育的雙價(jià)轉(zhuǎn)基因煙草的抗病蟲性達(dá)到60%,產(chǎn)量比對(duì)照增加15%,產(chǎn)值增加20%,1992年每畝增收200元，遺憾的是由于市場(chǎng)的原因現(xiàn)已不推廣。中國(guó)農(nóng)科院生物工程中心開發(fā)的Bt棉對(duì)棉鈴蟲有顯著的抗性。與對(duì)照相比減少農(nóng)藥用量80%，使棉花產(chǎn)量和品質(zhì)大大提高，Bt轉(zhuǎn)基因棉種深受棉農(nóng)的歡迎。2、世界轉(zhuǎn)基因作物研究與利用概況：先后有30多個(gè)國(guó)家批準(zhǔn)了3000多例田間試驗(yàn)，涉及的植物種類有40多種。2000年有13個(gè)國(guó)家種植商品化轉(zhuǎn)基因植物。2004年有17個(gè)國(guó)家種植商品化轉(zhuǎn)基因植物。2004年3月英國(guó)批準(zhǔn)大面積種植轉(zhuǎn)基因，但要求非常嚴(yán)格。美國(guó)（59%），阿根廷（20%），加拿大（6%）中國(guó)（5%），歐洲很少（2004）。2005年德國(guó)通過法案，嚴(yán)格限制（包括實(shí)驗(yàn)室研究）。3、世界對(duì)轉(zhuǎn)基因的評(píng)論：直至今天，轉(zhuǎn)基因作物的安全性在全球范圍內(nèi)引起了激烈的爭(zhēng)論。某個(gè)基因可以來自任何一種生命體：細(xì)菌、病毒、昆蟲......人們可以給某種作物注入一種靠雜交方式根本無法獲得的特性，這是人類9000年作物栽培史上的一場(chǎng)空前革命。目前，轉(zhuǎn)基因食品的安全性還沒有科學(xué)的定論，但國(guó)際權(quán)威機(jī)構(gòu)都一致認(rèn)定，目前被批準(zhǔn)上市的轉(zhuǎn)基因食品是安全的。支持者認(rèn)為：至今還沒有發(fā)現(xiàn)有科學(xué)文獻(xiàn)表明食用這些食物對(duì)人體健康產(chǎn)生負(fù)面作用，不管轉(zhuǎn)的是什么基因，是從什么生物身上來的，它的化學(xué)成分也和別的基因沒有什么兩樣，都是由核酸組成的。這個(gè)基因同樣要被消化、降解成小分子，才能被人體細(xì)胞吸收。所以這個(gè)外源基因是不會(huì)被人體細(xì)胞直接吸收、利用。反對(duì)者則認(rèn)為：轉(zhuǎn)基因作物具有極大的潛在危險(xiǎn)，可能會(huì)對(duì)人類健康和人類生存環(huán)境造成威脅。最早商業(yè)化種植的幾大類轉(zhuǎn)基因作物已經(jīng)威脅到生物多樣性，誘發(fā)害蟲和野草的抗性問題，誘發(fā)自然生物種群的改變，食物鏈的破壞在歐洲，轉(zhuǎn)基因作物被一些媒體稱之為“惡魔食品”。4、作物轉(zhuǎn)基因育種：就是根據(jù)育種目標(biāo)，從供體生物中分離目的基因，經(jīng)DNA重組與遺傳轉(zhuǎn)化或直接運(yùn)載進(jìn)入受體作物，經(jīng)過篩選獲得穩(wěn)定表達(dá)的遺傳工程體，并經(jīng)過田間試驗(yàn)與大田選擇育成轉(zhuǎn)基因新品種或種質(zhì)資源。5、 與常規(guī)育種技術(shù)相比，轉(zhuǎn)基因育種具備的優(yōu)勢(shì)：拓寬可利用的基因資源；可以大大提高選擇效率，加快育種進(jìn)程。培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高抗優(yōu)良品種提供了嶄新的育種途徑；可以對(duì)植物的目標(biāo)性狀進(jìn)行定向變異和定向選擇；6、 轉(zhuǎn)基因作物種類：主要為大豆、玉米、棉花和油菜等，以轉(zhuǎn)基因大豆面積最大。7、 轉(zhuǎn)基因植物的類型：抗蟲轉(zhuǎn)基因植物：抗蟲棉抗病轉(zhuǎn)基因植物：抗病毒轉(zhuǎn)基因煙草抗逆轉(zhuǎn)基因植物：抗旱、抗鹽堿抗除草劑轉(zhuǎn)基因植物：抗除草劑轉(zhuǎn)基因玉米、大豆、棉花、油菜轉(zhuǎn)基因藥品植物：生產(chǎn)霍亂疫苗的胡蘿卜二、轉(zhuǎn)基因育種的程序1、 目的基因的獲得：根據(jù)獲得基因的途徑主要可以分為兩大類：（1） 根據(jù)基因表達(dá)的產(chǎn)物一蛋白進(jìn)行基因克隆：分離蛋白質(zhì)、明確氨基酸序列、推導(dǎo)核苷酸序列、人工合成，根據(jù)基因表達(dá)的產(chǎn)物一蛋白進(jìn)行基因克隆，利用這種方法人類首次人工合成了胰島素基因。（2） 從基因組DNA或mRNA序列克隆基因：隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展，PCR技術(shù)在基因工程的廣泛應(yīng)用，使得生物基因的生產(chǎn)和擴(kuò)增得到極大的便利。2、 目的基因重組質(zhì)粒的構(gòu)建：要對(duì)外源基因轉(zhuǎn)移到受體植株還需要對(duì)目的基因進(jìn)行體外重組，質(zhì)粒的重組步驟包括：從原核植物中獲取目的基因的載體并進(jìn)行體外重組。質(zhì)粒重組的基本步驟包括：從原核生物中獲得目的基因的載體并進(jìn)行改造，利用限制性內(nèi)切酶將載體切開，并用連接酶把目的基因連接到載體上，獲得DNA重組體。3、 受體材料的選擇：能否建立穩(wěn)定、高效、易于再生的受體系統(tǒng)是植物轉(zhuǎn)基因的技術(shù)的關(guān)鍵。良好的轉(zhuǎn)基因受體系統(tǒng)應(yīng)滿足：高效穩(wěn)定的再生系統(tǒng);較高的穩(wěn)定遺傳性;穩(wěn)定的外植體來源；對(duì)篩選劑敏感。常用的受體材料有以下幾大類型：（1） .愈傷組織再生系統(tǒng)外植體材料經(jīng)過脫分化培養(yǎng)誘導(dǎo)形成愈傷組織，轉(zhuǎn)化（帶有目的基因質(zhì)粒的農(nóng)桿菌侵染），分化培養(yǎng)獲得再生植株。（2） .原生質(zhì)體再生系統(tǒng)原生質(zhì)體恢復(fù)細(xì)胞壁具有分化再生能力，是應(yīng)用最早的再生受體系統(tǒng)之一。（3） .胚狀體再生系統(tǒng)是指具有胚胎性質(zhì)的個(gè)體（4） .生殖細(xì)胞受體系統(tǒng)以生殖細(xì)胞如花粉粒、卵細(xì)胞等受體細(xì)胞進(jìn)行外源基因轉(zhuǎn)化的系統(tǒng)。4、 轉(zhuǎn)基因方法的確定：概括起來說主要有兩類：第一類是以載體為媒介的遺傳轉(zhuǎn)化：將外源基因重組進(jìn)入適合的載體系統(tǒng)，通過載體將攜帶的外源基因?qū)胫参锛?xì)胞，整合在核染色體組中并隨核染色體復(fù)制和表達(dá)。農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒介導(dǎo)法是迄今為止植物基因工程中應(yīng)用最多、機(jī)理最清楚、最理想的載體轉(zhuǎn)移方法。主要包括：葉盤法、真空滲入法。第二類是外源目的DNA的直接轉(zhuǎn)化：外源目的DNA的直接轉(zhuǎn)化：不需要借助載體介導(dǎo)直接利用理化因素進(jìn)行外源遺傳物質(zhì)的轉(zhuǎn)移的方法。主要包括化學(xué)刺激法、基因槍轟擊法。5、 轉(zhuǎn)化體的篩選和鑒定：轉(zhuǎn)化體的篩選:外源目的基因轉(zhuǎn)化頻率低，目的基因已被整合到核基因組并表達(dá)轉(zhuǎn)化細(xì)胞更少，使用特異性選擇標(biāo)記基因（selectablemarkergenes）進(jìn)行標(biāo)記，有效地選擇出真正轉(zhuǎn)化細(xì)胞。常用選擇標(biāo)記基因：抗生素抗性基因、除草劑抗性基因轉(zhuǎn)化體的鑒定:通過篩選得到的再生植株初步證明標(biāo)記基因整合進(jìn)入受體細(xì)胞。至于目的基因是否整合到受體核基因組、是否表達(dá)，還必須對(duì)抗性植株進(jìn)一步檢測(cè)。6、 轉(zhuǎn)化體的安全性評(píng)價(jià)和育種利用：根據(jù)有關(guān)轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的管理規(guī)定、在可控制的條件下進(jìn)行安全性評(píng)價(jià)和大田育種利用研究。通過轉(zhuǎn)基因方法往往難以直接獲得理想的品種（系）原因：外源基因失活、純合致死、花粉致死、其它性狀變化等。因此獲得轉(zhuǎn)化體后，應(yīng)結(jié)合雜交、回交、自交等常規(guī)轉(zhuǎn)育手段，最終選育綜合性狀優(yōu)良的轉(zhuǎn)基因品種。三、轉(zhuǎn)基因玉米抗玉米螟培育過程玉米螟危害玉米植株地上的各個(gè)部位，使受害部分喪失功能，降低籽粒產(chǎn)量影響玉米產(chǎn)量和品質(zhì)最重要的害蟲，轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲玉米為控制玉米螟提供了新的途徑。Bt玉米的培育：1、 Bt基因的獲得：蘇云金芽胞桿菌可以分泌一種毒蛋白，對(duì)鱗翅目鞘翅目昆蟲有很強(qiáng)的殺傷作用，BT基因即是蘇云金芽胞桿菌基因，因其殺蟲效果好、安全、高效等優(yōu)點(diǎn)而成為應(yīng)用最為廣泛的殺蟲微生物，對(duì)提取的bt基因進(jìn)行PCR擴(kuò)增。2、 Bt基因重組質(zhì)粒的構(gòu)建：從原核生物中獲得目的基因的載體并進(jìn)行改造。利用限制性內(nèi)切酶、連接酶把bt基因連接到載體上，獲得DNA重組體。3、 受體材料的選擇：選擇具有優(yōu)良、高產(chǎn)，能穩(wěn)定遺傳、易于再生的玉米受體材料。對(duì)受體材料進(jìn)行組織培養(yǎng)，選擇愈傷組織再生系統(tǒng)作為受體。4、 轉(zhuǎn)基因方法的確定：將重組DNA導(dǎo)入到受體細(xì)胞，同時(shí)用農(nóng)桿菌TI感染受體，并培養(yǎng)農(nóng)桿菌