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轉基因作物和傳統農業

答:轉基因技術在農業生產中的應用主要包括抗蟲轉基因植物、抗病轉基因植物、抗除草劑轉基因植物、抗非生物脅迫轉基因植物、品質改良轉基因植物和其他轉基因植物。采用的轉基因技術主要包括農桿菌介導法、電穿孔法、聚乙二醇介導法、基因槍法、花粉管通道法等。轉基因技術原理:將目的基因進行人工分離重組,然後導入並整合到生物的基因組中,以改善生物原有的特性或賦予其新的優良特性。

第壹,轉基因技術在農業生產中的應用

1,具體應用

(1)抗蟲轉基因植物

①將抗蟲基因轉入植物,使植物自身對害蟲免疫,從而減少害蟲對植物的危害,減少農藥的使用,如轉基因棉花。

②目前常用的抗蟲基因主要有植物凝集素基因、澱粉酶抑制劑基因、Bt毒素蛋白基因、蛋白酶抑制劑基因等。

(2)抗病轉基因植物

①抗病轉基因植物與抗蟲轉基因植物類似,主要是將抗病基因轉入植物體內,防止植物患相應的疾病,減少除草劑的使用。

②目前抗病轉基因植物主要有抗病毒番木瓜、抗紋枯病和稻瘟病的水稻、抗灰黴病的煙草、抗炭疽病、白粉病和角斑病的草莓、抗麻風病、柑橘潰瘍病和青果病的柑橘。

③目前常用的抗病基因主要有植物病毒外殼蛋白基因、核糖體失活蛋白基因、病毒復制酶基因、幹擾素基因和非植物來源的殺菌肽基因如擬南芥RPS2基因、番茄PTO基因等。

(3)抗除草劑轉基因植物

①將抗除草劑基因轉入植物,避免噴灑除草劑造成的藥害。

②常見的抗除草劑轉基因植物包括抗草甘膦的大豆、玉米、棉花、油菜、向日葵、甜菜和水稻,抗咪唑啉酮的玉米、油菜、甜菜和水稻,抗磺酰脲的大豆、棉花、抗溴苯腈的棉花和煙草。中國的抗除草劑轉基因作物包括抗Basta水稻、小麥、煙草、油菜、芝麻、抗莠去津大豆、抗溴苯腈油菜、小麥和抗草甘膦小麥。

③常用的抗除草劑基因主要有抗草甘膦的AROA基因、抗溴苯腈的BXN基因、抗綠磺隆的CSRL基因、抗PPT除草劑的BAR基因、降解2,4-D的TFDA基因等。

(4)抗非生物脅迫的轉基因植物

①抗非生物脅迫轉基因植物的研究主要集中在耐旱、耐鹽堿、耐高溫和耐低溫轉基因植物。

②山東師範大學生物學院實驗室成功培育了耐鹽轉基因番茄、大豆、水稻和速生楊,孟山都公司在美國西部推廣種植了世界首個耐旱轉基因玉米。此外,科學家將北極比目魚的抗凍基因轉入草莓,成功培育出轉基因抗凍草莓。

③Murata將擬南芥葉綠體中的甘油-3-磷酸乙酰轉移酶基因導入煙草,提高了轉基因煙草的抗寒性。

④目前研究的主要抗逆基因有脯氨酸合成酶基因、甜菜堿合成酶基因、滲透調節蛋白基因、乙醇脫氫酶基因和抗凍蛋白基因。

(5)質量得到改善的轉基因植物

①通過轉基因技術提高植物中維生素和微量元素的含量以及蛋白質的質量,其中最著名的是黃金大米(通過與?-胡蘿蔔素合成相關的基因,通過轉移到水稻中進行培育)。

②利用轉基因技術在植物中表達編碼半乳糖內酯脫氫酶的基因,提高植物的維生素C含量。

③將玉米種子富含必需氨基酸的基因導入馬鈴薯,使轉基因馬鈴薯莖稈中必需氨基酸含量提高10%以上。

④另外,花青素增加的轉基因柑橘,葉酸增加的谷類和非谷類,富含?含有-3脂肪酸健康因子的轉基因芥藍種子。

(6)其他轉基因植物

①其他轉基因植物主要包括控制果實成熟的轉基因植物、提高產量的轉基因植物和耐貯藏、養分利用高效的轉基因植物。

②通過轉移控制乙烯合成的關鍵酶基因,可以延長壹些水果、蔬菜、瓜類的保鮮期。

③轉基因技術提高了黑麥草的代謝能力,小麥產量提高了40%左右。

④轉基因技術可以提高馬鈴薯抵抗傷害和防止褐變的能力,延長馬鈴薯的貯藏時間。

⑤通過轉移編碼的鐵調節蛋白,促進植物對微量元素的吸收。

2.植物轉基因技術的主要方法

植物轉基因技術主要包括電穿孔法、PEG介導法、農桿菌介導法、基因槍法、花粉管通道法等。

二、轉基因技術的原理

1.轉基因技術主要是利用現代生物技術,將所需的目的基因經過人工分離重組後導入並整合到目標生物的基因組中,從而改良生物原有的性狀或賦予其新的優良性狀,以更好地滿足人們的需求。

2.轉基因技術除了轉移新的外源基因外,還可以對生物基因進行加工、敲除和屏蔽,從而改變生物蹄的遺傳特征,最終獲得人們原本希望的優良性狀。該技術的主要過程包括外源基因的克隆、表達載體的構建、遺傳轉化體系的建立、遺傳轉化體的篩選、遺傳穩定性分析和回交轉移。

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