1、第十章,轉(zhuǎn)基因植物,主要內(nèi)容,一、轉(zhuǎn)基因植物受體轉(zhuǎn)基因方法轉(zhuǎn)基因植物鑒定二、基因改良植物抗蟲害植物抗除草劑植物高品質(zhì)植物,三、轉(zhuǎn)基因植物生物制藥四、轉(zhuǎn)基因植物的安全性問題,一、轉(zhuǎn)基因植物,轉(zhuǎn)基因植物(transgenicplant)是指將外源基因轉(zhuǎn)入到植物的細胞或組織中獲得的具有新的遺傳性狀的植物。,一、轉(zhuǎn)基因植物,通過植物基因工程獲得轉(zhuǎn)基因植物在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展及植物分子生物學(xué)研究中有十分重要的意義，已獲得的有重大經(jīng)濟價值的轉(zhuǎn)基因植物已經(jīng)很多。,一、轉(zhuǎn)基因植物,基因工程：就是重組DNA技術(shù)，指在體外將不同來源的DNA進行剪切和重組，形成雜合DNA或成嵌合DNA分子，然后將其導(dǎo)入特定的宿主細胞從而

2、得到大量擴增和表達，使宿主細胞獲得新的遺傳特性，產(chǎn)生新的基因產(chǎn)物。,技術(shù)路線,目的基因分離,植物表達載體的構(gòu)建,受體材料的準(zhǔn)備,遺傳轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)化組織,組織脫分化,轉(zhuǎn)化植株篩選,煉苗,一、轉(zhuǎn)基因植物,一、轉(zhuǎn)基因植物,1、受體受體材料的選擇（1）葉盤:從幼嫩新鮮的植物葉片上用打孔器取下直徑約5mm的圓形葉片（葉盤）作為外源DNA的轉(zhuǎn)入受體。（2）原生質(zhì)體:無細胞壁易于接受外源基因，同時細胞璧再生后可以再生完整植株。,一、轉(zhuǎn)基因植物,（3）懸浮細胞:單個細胞易于操作，性狀穩(wěn)定。（4）愈傷組織:屬于分生細胞，易于接受外源基因。（5）胚狀體:胚狀體起源于單細胞，嵌合現(xiàn)象不易發(fā)生。,一、轉(zhuǎn)基因植物,（6）活

3、體:在植株上形成新鮮傷口，接種根癌農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化載體，得到再生芽。（7）胚軸、莖尖、莖段等也可以作為轉(zhuǎn)化受體。,一、轉(zhuǎn)基因植物,2、載體載體：是目的基因的運輸工具，它能將分離克隆得到的目的基因?qū)胫参锛毎⑹蛊湔系郊闹魅旧w組中得以表達。,一、轉(zhuǎn)基因植物,載體種類：（1）目的基因克隆載體：目的基因克隆載體與微生物基因工程類同，通常是由多拷貝的E.coli小質(zhì)粒為載體，其功能是保存和克隆目的基因。（2）中間克隆載體：中間克隆載體是由大腸桿菌質(zhì)粒插入TDNA片段及目的基因、標(biāo)記基因等構(gòu)建而成。它是構(gòu)建中間表達載體的基礎(chǔ)質(zhì)粒。（3）中間表達載體：中間表達載體是含有植物特異啟動子的中間載體，其功能是作為

4、構(gòu)建轉(zhuǎn)化載體的質(zhì)粒。,（4）卸甲載體：卸甲載體是解除武裝的Ti質(zhì)?；騌i質(zhì)粒，其功能是作為構(gòu)建轉(zhuǎn)化載體的受體質(zhì)粒。（5）植物基因轉(zhuǎn)化載體：植物基因轉(zhuǎn)化載體是最后用于目的基因?qū)胫参锛毎妮d體，故亦稱工程載體。它是由中間表達載體和卸甲載體構(gòu)建而成。根據(jù)它的結(jié)構(gòu)特點又可分為兩種轉(zhuǎn)化載體，即一元載體系統(tǒng)和雙元載體系統(tǒng)。,一、轉(zhuǎn)基因植物,目的基因,基因載體,重組體,分,切,接,轉(zhuǎn),篩,表,基因工程總體技術(shù)路線,轉(zhuǎn)基因方法概括起來說主要有兩類：第一類是外源目的DNA的直接轉(zhuǎn)化。第二類是以載體為媒介的遺傳轉(zhuǎn)化，也稱為間接轉(zhuǎn)移系統(tǒng)法。,一、轉(zhuǎn)基因植物,一、轉(zhuǎn)基因植物,轉(zhuǎn)基因方法直接導(dǎo)入法可以采用物理或者化學(xué)

5、方法直接將外源目的基因?qū)酥参锛毎?。物理方法包括基因槍法、電擊法、超聲法、顯微注射法和激光微束法等?；瘜W(xué)方法包括PEG法、脂質(zhì)法等。,一、轉(zhuǎn)基因植物,基因槍法最早是由美國康奈爾大學(xué)Sanford最先提出的。1992年，世界首例轉(zhuǎn)基因小鼠就是通過該法獲得的。,一、轉(zhuǎn)基因植物,基因槍法(genegunbombardment)又稱粒子轟擊(particlebombardment)，高速粒子噴射技術(shù)(high-velocityparticlemicroprojection)，經(jīng)過加速裝置用表面附著DNA分子(含目的基因）的金屬微粒轟擊植物細胞，將DNA直接射入植物細胞。,基因槍法,基因槍法進行遺傳轉(zhuǎn)化

6、的步驟：1、靶細胞或組織的預(yù)處理：滲透壓調(diào)節(jié)（甘露醇、山梨醇）2、質(zhì)粒DNA的提取與純化3、微彈頭的制備（質(zhì)粒DNA濃度、金粉顆粒處理）4、轟擊（距離、壓力）5、抗性愈傷組織的誘導(dǎo)與篩選6、植株再生與轉(zhuǎn)化體篩選,DNA,1.2m鎢彈頭,吸附,特制手槍,射擊植物,裝入,決定基因槍使用成功的因素,第一因素是動力系統(tǒng)根據(jù)動力系統(tǒng)，基因槍分為三大類：一類是以火藥爆炸力作為動力加速微彈；第二類是以電弧放電蒸發(fā)浪作為動力；第三類是以高壓氣體作為動力。第二因素是微彈的制備過程。用的微載體有兩類：一是鎢粉，另一個是金粉，直徑一般為0.64m。常用的將DNA包被到微載體上所用的沉淀試劑有亞精胺、氯化鈣、乙醇、聚

7、乙二醇、異丙醇等。第三個因素是受體材料的選擇,一、轉(zhuǎn)基因植物,基因槍法優(yōu)點：不受受體種類限制，特別適合根瘤農(nóng)桿菌不能浸染的植物簡化了質(zhì)粒構(gòu)建，可以用兩個或兩個以上的質(zhì)粒進行共轉(zhuǎn)化，而不需構(gòu)建一個復(fù)雜的質(zhì)粒快速簡便，轉(zhuǎn)化率較高。,化學(xué)物質(zhì)誘導(dǎo)法,化學(xué)物質(zhì)誘導(dǎo)法是以原生質(zhì)體為受體,借助于特定的化學(xué)物質(zhì)誘導(dǎo)DNA直接導(dǎo)入植物細胞的方法。常用的轉(zhuǎn)化細胞的化學(xué)物質(zhì)有PEG(聚乙二醇)、PLO(多聚鳥氨酸)、PVA(聚乙烯醇)等,其中PEG法應(yīng)用較多,效果較好。PEG是細胞融合劑，在磷酸鈣、高pH條件下引起原生質(zhì)細胞膜表面電荷紊亂帶來通透性改變從而有助于細胞攝取外源DNA。,化學(xué)物質(zhì)誘導(dǎo)法,PEG法優(yōu)缺點

8、：優(yōu)點PEG法操作簡單、成本低、結(jié)果較穩(wěn)定、重復(fù)性好、無需昂貴的基因轉(zhuǎn)化儀器，且嵌合轉(zhuǎn)化體很少產(chǎn)生。缺點原生質(zhì)體培養(yǎng)再生難度較大原生質(zhì)體再生培養(yǎng)的轉(zhuǎn)化植株變異率高,易產(chǎn)生白化苗，且由于PEG法對原生質(zhì)體活力有害，轉(zhuǎn)化率低。應(yīng)用這種方法已成功的獲得大麥、柑桔、胡椒等植物的轉(zhuǎn)基因植株。,一、轉(zhuǎn)基因植物,載體介導(dǎo)法具體方法有農(nóng)桿菌介導(dǎo)法、病毒介導(dǎo)法。農(nóng)桿菌介導(dǎo)可采用“共培養(yǎng)法”，(見書本圖10-1B)，有根癌農(nóng)桿菌和發(fā)根農(nóng)桿菌兩種載體系統(tǒng)。,以野生型根癌農(nóng)桿菌載體系統(tǒng)為例：野生型根癌農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒大小約200-800kb，其中T-DNA區(qū)為12-24kb，vir區(qū)有35kb，T-DNA上有tms、t

9、mr和tmt三套基因，分別編碼合成植物生長素、分裂素和生物堿的酶。在T-DNA兩端各有一個25bp的末端重復(fù)序列LB和RB，在T-DNA的切除及整合過程中起著重要作用。,載體介導(dǎo)法,T-DNA區(qū)可高效整合到植物受體細胞的染色體上并得到表達。利用這一特點，將目的基因轉(zhuǎn)入Ti質(zhì)粒的T-DNA區(qū)構(gòu)建根瘤農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化載體。,載體介導(dǎo)法,根癌農(nóng)桿菌(Agrobacteriumtumefaciens),是一種革蘭氏陰性土壤桿菌,它含有Ti質(zhì)粒,能誘導(dǎo)被侵染的植物細胞形成腫瘤,即誘發(fā)冠癭瘤。Ti質(zhì)粒(包括Ri質(zhì)粒)上有一段轉(zhuǎn)移DNA,在農(nóng)桿菌侵染宿主植物時,這段DNA可以轉(zhuǎn)移進植物細胞,并穩(wěn)定地保留在植物細

10、胞染色體中,變?yōu)橹参锛毎略黾拥囊蝗夯?最終能通過有性世代遺傳給子代。,Vir區(qū)（virulenceregion）：該區(qū)段上的基因能激活T-DNA轉(zhuǎn)移，使農(nóng)桿菌表現(xiàn)出毒性，故稱之為毒性區(qū)。T-DNA區(qū)與Vir區(qū)在質(zhì)粒DNA上彼此相鄰，合起來約占Ti質(zhì)粒DNA的三分之一。,載體介導(dǎo)法,Ti質(zhì)粒的基因位點及其功能區(qū)域T-DNA區(qū)（transferred-DNAregions）：T-DNA是農(nóng)桿菌侵染植物細胞時，從Ti質(zhì)粒上切割下來轉(zhuǎn)移到植物細胞的一段DNA，故稱之為轉(zhuǎn)移DNA。該DNA片段上的基因與腫瘤的形成有關(guān)。,載體介導(dǎo)法,農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化的方法1、共培養(yǎng)法：包括原生質(zhì)體共培養(yǎng)、懸浮細胞共培養(yǎng)核愈

11、傷組織共培養(yǎng)。,農(nóng)桿菌介導(dǎo)法轉(zhuǎn)基因的基本流程及優(yōu)化策略,生理狀態(tài),來源,表面有傷口的外植體,農(nóng)桿菌的活化,愈傷組織農(nóng)桿菌的共培養(yǎng),抗性愈傷組織獲得及植株再生,菌種,活化狀態(tài),培養(yǎng)基成分,縮短組培時間,提高再生頻率,2N6誘導(dǎo)愈傷7-10d,N6-BA預(yù)培養(yǎng)2-3d,種子,優(yōu)化的農(nóng)桿菌介導(dǎo)法水稻高效快速遺傳轉(zhuǎn)化體系,AB-AS誘導(dǎo)12h,AB培養(yǎng)基活化12h,YEP平板單菌落,液體MS浸泡15min,無生長素N6-AS共培養(yǎng)3d,N6-H選擇培養(yǎng)20d,抗性愈傷組織的獲得及植株再生30d,62d70d,12N6愈傷誘導(dǎo),2N6-BA預(yù)培養(yǎng),3N6-H選擇培養(yǎng),優(yōu)化的農(nóng)桿菌介導(dǎo)法水稻遺傳轉(zhuǎn)化過程,

12、4植株再生,載體介導(dǎo)法,根癌農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化植物細胞的過程大致包括：1、農(nóng)桿菌對植物細胞表面特定部位的識別和附著2、經(jīng)敏感細胞的誘導(dǎo)作用，位于Ti質(zhì)粒上控制T區(qū)的基因轉(zhuǎn)移的Vir區(qū)基因活化并表達3、T-DNA從Ti質(zhì)粒上切割下來，通過細菌和植物細胞的壁，轉(zhuǎn)移并整合到植物細胞的核基因組中。,載體介導(dǎo)法,將根癌農(nóng)桿菌與植物原生質(zhì)體、懸浮細胞、葉盤、莖段共同培養(yǎng)，用根癌農(nóng)桿菌含有目的基因的質(zhì)粒去轉(zhuǎn)化植物受體。將短暫共培養(yǎng)的受體洗去根癌農(nóng)桿菌在含有適量抗生素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，篩選具有抗生素抗性標(biāo)記的轉(zhuǎn)化細胞，然后用特定培養(yǎng)基誘導(dǎo)這些細胞形成轉(zhuǎn)基因植株。這種方法適合雙子葉植物，大多數(shù)單子葉植物因為不能誘導(dǎo)Ti質(zhì)

13、位vir區(qū)基因表達信號分子，應(yīng)用受到限制。,T-DNAcontains:1)opinesysthesisgenes2)iaaM,iaaHauxins3)iptZ-phytohormone,Tiplasmid-circulardsDNAabout200kb,TiplasmidofAgrobacteriumcausescrowngalltumors,100多種雙子葉植物！很少感染單子葉植物！,載體介導(dǎo)法,目前已經(jīng)建立的Ti質(zhì)粒介導(dǎo)方法有共整合轉(zhuǎn)化、二元整合轉(zhuǎn)化等。(一)Ti質(zhì)粒介導(dǎo)的共整合轉(zhuǎn)化系統(tǒng)將外源基因整合到修飾過的T-DNA上形成可穿梭的共整合載體，在vir基因產(chǎn)物作用下完成目的基因向植物細

14、胞的轉(zhuǎn)移和整合。,共整合載體和農(nóng)桿菌質(zhì)粒重組過程,Ti質(zhì)粒介導(dǎo)的共整合轉(zhuǎn)化系統(tǒng),（1）將刪除tms、tmr和tmt基因的T-DNA片段克隆到大腸桿菌載體質(zhì)粒pBR322上（有氨芐青霉素抗性標(biāo)記)（2）然后分別插人新霉素磷酸轉(zhuǎn)移酶(NPT)基因(卡那霉素抗性)和根癌農(nóng)桿菌篩選標(biāo)記，接入外源基因，轉(zhuǎn)化大腸桿菌，利用氨芐青霉素（Apr）篩選陽性克隆。,Ti質(zhì)粒介導(dǎo)的共整合轉(zhuǎn)化系統(tǒng),（3）將重組大腸桿菌與含野生型Ti質(zhì)粒的根癌農(nóng)桿菌進行結(jié)合，通過同源重組，T-DNA質(zhì)粒整合到Ti質(zhì)粒上得到重組根癌農(nóng)桿菌，利用根癌農(nóng)桿菌篩選標(biāo)記篩選。（4）將得到的整合型根癌農(nóng)桿菌感染植物愈傷組織，攜帶大腸桿菌重組質(zhì)粒的

15、T-DNA便隨機整合在植物細胞染色體上，采用含卡那霉素的培養(yǎng)基篩選出植物細胞轉(zhuǎn)化子。該方法存在載體構(gòu)建困難、效率低等不足。,載體介導(dǎo)法,（二)Ti質(zhì)拉介導(dǎo)的二元整合轉(zhuǎn)化系統(tǒng)由兩個分別含有T-DNA和vir區(qū)的Ti微型質(zhì)粒和輔助質(zhì)粒構(gòu)成，通過反式激活T-DNA轉(zhuǎn)移至植物細胞基因組內(nèi)。微型Ti質(zhì)粒小，轉(zhuǎn)移到農(nóng)桿菌比較容易，載體容易構(gòu)建，效率較高。這是目前T-DNA轉(zhuǎn)化植物細胞比較常用的方法。,Ti質(zhì)拉介導(dǎo)的二元整合轉(zhuǎn)化系統(tǒng),發(fā)現(xiàn)農(nóng)桿菌是與根癌農(nóng)桿菌同屬的一種病原土壤桿菌，含有Ri質(zhì)粒，可以誘導(dǎo)植物細胞產(chǎn)生毛狀根，毛狀根細胞能分化形成植株。由于Ri質(zhì)粒也含有可高效整合到植物受體細胞的染色體上并得到表

16、達的T-DNA，因此也可用作轉(zhuǎn)基因植物的載體。,花粉管通道法,花粉管通道法又稱子房注射法，是在植物授粉后，將外源DNA注人子房的胎座位置，使DNA沿著花粉管通道進入胚囊與受精卵或者胚細胞接觸而達到轉(zhuǎn)化目的。,病毒感染法,病毒可以感染植物組織，不受雙子葉和單子葉限制，作為植物轉(zhuǎn)荃因載體的病毒包括單鏈RNA病毒、單鏈DNA病毒和雙鏈DNA病毒。較為成熟的是花椰菜花斑病毒（CaMV）和番茄金花葉病(TGMV)。,轉(zhuǎn)基因植物鑒定,一般情況下，在受體細胞群中只有少部分細胞獲得了外源目的基因，而目的基因被整合到受體細胞基因組并實現(xiàn)表達的更少。因此必須從轉(zhuǎn)化體系中篩選出含有目的基因的重組體。常用方法包括:選

17、擇性培養(yǎng)檢測、報告基因檢測。,轉(zhuǎn)基因植物鑒定,(一)選擇性培養(yǎng)檢測Ti質(zhì)粒改造時插入有抗生素標(biāo)記基因，例如，Cat基因可使植物細胞表現(xiàn)抗氯霉素，NPTII為卡那霉素抗性基因，因此可以利用抗生素標(biāo)記選擇轉(zhuǎn)入外源基因的細胞、愈傷組織。,轉(zhuǎn)基因植物鑒定,另外，轉(zhuǎn)入Ti質(zhì)粒的受體能在無激素培養(yǎng)基上存活，未轉(zhuǎn)化的細胞則不能，因此可以用無激素的培養(yǎng)基培養(yǎng)篩選。,轉(zhuǎn)基因植物鑒定,(二)遺傳標(biāo)記檢測為了便于在受體中檢測到載體的存在，通常選用具有特殊遺傳標(biāo)記的質(zhì)粒。常用的遺傳標(biāo)記有:葡糖苷酸酶(P-glucuronidase,GUS)基因，它可使植物細胞在5-溴-4-氯-3-吲哚葡萄糖苷(5-bromo-4-e

18、hloro-3-indolylglucuronide)底物溶液中顯示藍色熒光素酶基因，可使植物細胞發(fā)出藍綠色熒光。,TransgeniccallishowingGUSexpression.,TransgenicrosesomaticembryoTransgenicappleshoot,熒光素酶基因在煙草中（1986）,WMBarnesVariablePatternsofExpressionofLuciferaseinTransgenicTobaccoLeavesPNAS87:9183-9187.,核酸（DNA），位于細胞核,Nucleus,蛋白質(zhì)功能產(chǎn)物,mRNA（信使RNA）由DNA轉(zhuǎn)錄而來

19、,轉(zhuǎn)基因植物鑒定,(三)目的基因檢測采用PCR、雜交等分子技術(shù)可直接檢側(cè)目的基因的存在。,核酸檢測方法,定性PCRPCR檢測PCR-ELISA定量PCR,PCR檢測流程示意圖,想證明產(chǎn)品中有GMO?35S啟動子/NOS,想確認出現(xiàn)了哪種GMO?RoundupReady大豆/Bt176玉米,想確認GMO出現(xiàn)的數(shù)量?,定量測試,篩選測試,定性測試,定性PCR檢測,PCR檢測優(yōu)點,PCR檢測DNA用量少，操作簡單，快速靈敏，不需用同位素即可完成。應(yīng)用PCR檢測易出現(xiàn)假陽性，可用PCRSouthern雜交進一步驗證。,基因改良植物,利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以實現(xiàn)植物品種改良,主要包括抗蟲害、抗除草劑、抗毒、控

20、制果實成熟、改變花型花色、抗環(huán)境壓力、產(chǎn)生高品質(zhì)產(chǎn)物等轉(zhuǎn)基因植物。,（一）抗蟲害植物,昆蟲對農(nóng)作物的危害非常大。蘇云金芽孢桿菌(Bacillusthuringiensis，Bt)能產(chǎn)生一種蛋白，編碼基因位于Bt中一個75kb的質(zhì)粒上。基因的表達依賴于Bt孢子形成。這種蛋白分子質(zhì)量約為125KD，對許多昆蟲的幼蟲表現(xiàn)毒性。,（一）抗蟲害植物,Bt合成的只是無活性的原毒素，當(dāng)被幼蟲進食后，其消化道中的蛋白酶便將毒素原蛋白水解成68kD的毒性片段。這個片段與幼蟲中腸細胞表面的受體結(jié)合，干擾這些細胞的正常功能，從而產(chǎn)生毒害作用殺滅幼蟲，但是對成蟲和脊椎動物無害?？蓪⒃摰鞍着c毒性有關(guān)的N端1-615位氨

21、基酸對應(yīng)的基因克隆到植物細胞中培育出抗蟲害轉(zhuǎn)基因植物。,分離毒素蛋白基因,將毒素基因插入到Ti質(zhì)粒中,制備抗蟲轉(zhuǎn)基因植物,蘇云金桿菌,毒蛋白基因,質(zhì)粒載體,重組質(zhì)粒構(gòu)建,農(nóng)桿菌,棉花,棉花細胞,侵染轉(zhuǎn)移,轉(zhuǎn)基因棉花,抗蟲棉的構(gòu)建,實例：抗甲蟲轉(zhuǎn)基因馬鈴薯,轉(zhuǎn)基因馬鈴薯與原始品種相比：Bt蛋白和NPTII蛋白對人無明顯的過敏反應(yīng)；蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、可食性纖維、灰分含量相同；維生素C、B6、B1、B3、煙酸、葉酸含相同；礦質(zhì)無素鈣、銅、鐵、碘、磷、鉀、鈉、鋅相同；抗?fàn)I養(yǎng)因子茄堿含量相同；飼喂大鼠28天，兩者在毛重、生長速率和器官毛重方面無差異,遭受蟲害的普通玉米抗蟲的Bt轉(zhuǎn)基因玉米,能殺死

22、棉鈴蟲的棉花,（二）抗除草劑植物,目前使用的除草劑或多或少會對植物產(chǎn)生影響，利用基因工程技術(shù)構(gòu)建抗除草劑的植物可以解決這一問題。通過轉(zhuǎn)入相關(guān)外源基因抑制農(nóng)作物對除草劑的吸收、降低敏感性靶蛋白對除草劑的親合性、表達對除草劑具有滅活能力的產(chǎn)物來增加植物對除草劑的耐受性。,實例：抗除草劑甘膦轉(zhuǎn)基因大豆,轉(zhuǎn)基因大豆與原始品種相比：主要營養(yǎng)元素和抗?fàn)I養(yǎng)因子無明顯差別；不引起過敏反應(yīng)，對嚙齒類的動物是安全的；飼喂大鼠、雞、乳牛、鲇魚和鵪鶉，在飼料轉(zhuǎn)化率及促進生長發(fā)育待方面無顯著差異。,轉(zhuǎn)基因植物的生產(chǎn)實踐：,樣品比較（左為普通棉花，右為兔毛轉(zhuǎn)基因棉花）,抗除草劑大豆,（三）高品質(zhì)植物,可以通過基因操作改良

23、植物代謝途徑，提高目標(biāo)產(chǎn)物產(chǎn)量。例如：植物細胞內(nèi)的顆粒結(jié)合型淀粉合成酶(granule-boundstarchsynthase，GBSS)控制直鏈淀粉的合成，通過將GBSS反義基因?qū)笋R鈴薯使GBSS酶活性降低，從而獲得低直鏈淀粉含量的淀粉。,（三）高品質(zhì)植物,例如：硬脂酰ACP脫飽和酶是質(zhì)體中脂肪酸合成途徑的第一個脫飽和酶，催化18碳的硬脂酸轉(zhuǎn)變?yōu)橛退幔瑳Q定了植物油中飽和脂肪酸與不飽和脂肪酸的比例。因此，利用反義RNA技術(shù)特異性滅活植物體內(nèi)硬脂酰ACP脫飽和酶可以提高植物中飽和脂肪酸的含量。,高品質(zhì)轉(zhuǎn)基因食品,脂肪含量高,含-胡蘿卜素,（四）轉(zhuǎn)基因植物生物制藥,將藥用蛋白質(zhì)或多肽在植物中進行

24、表達是一種新型的生物制藥技術(shù)，迄今為止，已經(jīng)有幾十種藥用蛋白質(zhì)或多肽在植物中得到成功表達包括人細胞因子、表皮生長因子、促紅細胞生成素、干擾素、生長激素、單克隆抗體和可作為疫苗用的抗原蛋白等,（四）轉(zhuǎn)基因植物生物制藥,例如，乙肝表面抗原已經(jīng)在煙草、馬鈴薯、番茄、玉米等中成功表達，為生產(chǎn)重組乙肝疫苗展現(xiàn)了良好的應(yīng)用前景(表10-1)。利用重組哺乳動物細胞生產(chǎn)蛋白藥物非常昂貴，以轉(zhuǎn)基因植物作為生物反應(yīng)器表達生產(chǎn)具有重要經(jīng)濟價值的藥用蛋白可以在農(nóng)田實現(xiàn)、成本較低的優(yōu)點。,（四）轉(zhuǎn)基因植物生物制藥,例如，將小鼠抗體的輕鏈與重鏈利用根癌農(nóng)桿菌介導(dǎo)的轉(zhuǎn)化系統(tǒng)轉(zhuǎn)入兩種煙草植物體內(nèi)表達，然后進行雜交，產(chǎn)生的子代

25、植物同時合成小鼠的輕鏈與重鏈兩種多肽，從煙草葉子里可以檢測到完整的抗體分子，直接利用轉(zhuǎn)基因植物作為口服疫苗的研究也是一個重要發(fā)展方向。,表10-1應(yīng)用轉(zhuǎn)基因植物生產(chǎn)的一些藥物,轉(zhuǎn)基因植物的安全性問題,它是保存和增強還是動搖和耗竭了這顆行星上的生物多樣性？它是易于調(diào)節(jié)的還是最終失控的？它是保護了將來的人類和與之共存的其他生物的選擇權(quán)還是減少了他們的機會？它是提高還是減少了對生命的尊重？總的來看，它是否利大于弊？,(一)環(huán)境釋放安全性,指轉(zhuǎn)基因植物可能對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的危害例如轉(zhuǎn)基因植物攜帶的目的基因和選擇標(biāo)記基因是否可通過天然雜交而產(chǎn)生不可控的雜草問題。,轉(zhuǎn)基因食品,安全嗎?!,安全與否,綠色和平

26、組織將轉(zhuǎn)基因食品妖魔化,綠色和平組織抗議雀巢咖啡事件,轉(zhuǎn)基因玉米闖了禍,2002，11，19美國農(nóng)業(yè)部宣布，內(nèi)布拉斯加州谷倉中1.36萬噸食用大豆被隔離，原因是ProdiGene公司在這批大豆中混入了含有藥用蛋白的轉(zhuǎn)基因玉米。,抗蟲玉米與大花斑紋蝴蝶,斑蝶事件：1999年5月，康奈爾大學(xué)的一個研究組在Nature雜志上發(fā)表文章，聲稱轉(zhuǎn)基因抗蟲玉米的花粉飄到一種名叫“馬利筋”的雜草上，用馬利筋葉片飼喂美國大斑蝶，導(dǎo)致44的幼蟲死亡。這一實驗結(jié)果在科學(xué)上沒有說服力：玉米的花粉非常重，擴散不遠，在玉米地以外米，馬利筋葉片/CM2上只找到一個玉米花粉；2000年開始在美國三個州和加拿大進行的田間試驗都

27、證明，抗蟲玉米花粉對斑蝶并不構(gòu)成威脅，實驗室試驗中用倍于田間的花粉量來喂大斑蝶的幼蟲，也沒有發(fā)現(xiàn)對其生長發(fā)育有影響.斑蝶減少的真正原因，一是農(nóng)藥的過度使用，二是墨西哥生態(tài)環(huán)境的破壞。,加拿大“超級雜草”事件：,由于基因漂流，在加拿大油菜地里發(fā)現(xiàn)了個別油菜植株可以抗一種、兩種或三種除草劑，因而有人稱此為“超級雜草”，并怪罪于轉(zhuǎn)基因。基因漂流并不是從轉(zhuǎn)基因作物開始。如果沒有基因漂流，就不會有進化，世界上也就不會有這么多種的植物和現(xiàn)在的作物栽培品種。舉例來說，小麥由、三個基因組組成，它是由分別帶有、基因組的野生種經(jīng)過基因漂流合成的。所以，以此來禁止轉(zhuǎn)基因作物，也是沒有道理的。,Pusztai事件：英

28、國Rowett研究所有位Pusztai博士，他用轉(zhuǎn)雪花蓮凝集素基因的土豆喂大鼠，1998年秋天在英國電視臺發(fā)表講話，聲稱大鼠食用了這種土豆后，體重和器官重量減輕，免疫系統(tǒng)受到了破壞。后果：綠色和平組織、地球之友等反生物技術(shù)組織把這種土豆說成“殺手”，并策劃了破壞轉(zhuǎn)基因作物試驗地等行動，焚燒了印度的兩塊試驗田，甚至美國加州大學(xué)戴維斯分校的非轉(zhuǎn)基因試驗材料也遭破壞，以致研究生畢業(yè)論文都無法如期完成。,英國皇家學(xué)會組織了同行評審，并于1999年月發(fā)表評論，指出Pusztai的試驗有六方面的錯誤：不能確定轉(zhuǎn)基因和非轉(zhuǎn)基因馬鈴薯的化學(xué)成分有差異；對食用轉(zhuǎn)基因土豆的大鼠，未補充蛋白質(zhì)以防止饑餓；供試動物數(shù)量少，飼喂幾種不同的食物，且都不是大鼠的標(biāo)準(zhǔn)食物，缺少統(tǒng)計學(xué)意義；試驗設(shè)計差；統(tǒng)計方法不當(dāng)；試驗結(jié)果無一致性等。,中國t抗蟲棉破壞環(huán)境事件：2002年6月3日，南京環(huán)科所與綠色和平組織在北京召開會議，月日Chinadaily上發(fā)表了題為“GMCottonDamageEnviroment”的文章。當(dāng)天,綠色和平組織在其網(wǎng)站上刊登了南京環(huán)科所、綠色和