植物基因工程导论.ppt

第9章植物基因工程

〔plantgeneengineering〕

植物的基因

植物基因工程原理和方法

转基因研究进展;植物分子生物学与生物工程

植物基因的结构

植物基因的表达调控

叶绿体基因组

线粒体基因组;第一节植物分子生物学与生物工程;一、植物基因组方案及基因克隆;植物基因组方案可从根本上奠定研究植物的遗传——发育——进化理论的新的根底。

植物基因组方案以拟南芥和水稻最引人注目。

拟南芥方案从1989年开始，目前全序列已在网上公布。

国际水稻基因组方案〔IRCP〕从1991年启动。

另外一些植物的基因组方案在进行之中，如玉米、大豆、番茄、油菜、桃、苹果等。;美国国家植物基因组方案;?一、NPGI的内容、目标及进展

????NPGI的研究内容分为三局部：

第一，结构基因组研究(StructuralGenomics)，即研究基因组的结构和组织；

第二，功能基因组研究(FunctionalGenomics)，即鉴别基因组序列的作用，研究基因组结构和组织与植物功能在细胞、有机体和进化上的关系；

第三，将基因组的信息和知识用于开发改进植物和以植物为根底的新型产品。

????联邦政府主要侧重于第一和第二局部的研究，第三局部的应用研究主要由私人部门承担。

????NPGI的长期目标是了解那些对农业、环境、能源和健康具有重要意义的植物基因的结构和功能，并应用这些知识来改善人类社会。;1、拟南芥和水稻基因组测序

;;3、功能基因组研究

????;;拟南芥Arabidopsisthaliana

——植物界的“果蝇〞;Smallgenome(114.5Mb/125Mbtotal)hasbeensequencedintheyear2000.

Extensivegeneticandphysicalmapsofall5chromosomes.

Arapidlifecycle(about6weeksfromgerminationtomatureseed).

Prolificseedproductionandeasycultivationinrestrictedspace.

EfficienttransformationmethodsutilizingAgrobacteriumtumefaciens.

Alargenumberofmutantlinesandgenomicresources.

Multinationalresearchcommunityofacademic,governmentandindustrylaboratories.;二、植物发育的分子生物学研究;三、物质代谢过程的分子生物学;四、生物中心法那么的有关理论问题;五、植物抗性分子生物学;;;;;第二节植物的基因;一、器官与组织专一性表达的基因;2、生殖??官中;3、种子中;二、受环境因素诱导而表达的基因;三、植物编码基因的结构;A、5’上游区;B、5’非翻译区;C、编码区;D、3’非翻译区;5’;第三节植物基因的表达调控;一、转录水平的调控;反式作用因子;二、转录后加工;三、翻译水平的调节;第四节叶绿体基因组和线粒体基因组;一、叶绿体基因组及其编码的基因;1、叶绿体基因组;2、cpDNA所含的基因;3、cp基因的表达调控;4、cp遗传工程;二、线粒体基因组;mtDNA所含的主要基因;线粒体基因组除了这个高分子的主基因组外，某些植物的线粒体还含有较小的线性或环性DNA分子。在某些植物中还检测到小的环状的隐形质粒。这些小的DNA分子有或无同细胞质雄性不育〔CMS〕存在相关性。;第二章植物基因工程原理和方法;第一节植物基因工程开展简史;;;;;第二节植物基因工程原理和方法;一、基因工程的工具酶;二、目的基因别离和鉴定;2、目的基因来源;;;〔1〕基因标签法。该法是利用转座子或T-DNA插入植物的基因组中引起某一基因失活产生一些突变体，然后用相应转座子或T-DNA对突变体文库进行筛选，以选到的阳性克隆片段为探针，再筛选野生型植物基因文库别离目的基因。

;;3.从研究缺失突变体的表型着手别离基因;;5、从大的基因组区域直接别离编码序列??

;;三、植物表达载体构建;四、受体的遗传转化;1、植物基因转化的受体;非整株水平;2、基因转化的方法;;五、基因工程细胞和植株的筛选和鉴定;1、选择标记;常用的选择标记基因;2、报告基因;一种理想的报告基因应具有以下特征：;常用报告基因;3、转基因植株鉴定;