高等植物基因工程ppt課件(參考版)
2024-09-22 20:26本頁(yè)面
【正文】 同源異形基因控制花形的過程十分保守 ， 在幾乎所有的觀賞花卉中都是一樣的 ， 這就為人們用基因工程的方法改變花形和花期提供了有利條件 。 例如 ，細(xì)胞分裂素與植物生長(zhǎng)素的比值可以決定植株包括花的形狀 。 利用反義 RNA技術(shù)可有效抑制矮牽?；▽僦参锛?xì)胞內(nèi)的 CHS基因表達(dá) ， 使轉(zhuǎn)基因植物花冠的顏色由野生型的紫紅色變成了白色 ， 并且對(duì) CHS基因表達(dá)抑制程度的差異還可產(chǎn)生一系列中間類型的花色 。 大多數(shù)花卉的色素為黃酮類物質(zhì) ， 由苯丙氨酸通過一系列的酶促反應(yīng)合成 ， 而顏色主要取決于色素分子側(cè)鏈取代基團(tuán)的性質(zhì)和結(jié)構(gòu) ， 如花青素衍生物呈紅色 ，翠雀素衍生物呈藍(lán)色等 。 瑞士科學(xué)家將來自水仙等植物的相關(guān)基因植入水稻中 ， 不僅鐵的含量有所提高 ， 而且維生素 A的含量也豐富了 。 為了增加稻米中的鐵質(zhì)含量 ， 從大豆芽中分離出鐵蛋白編碼基因 ， 將之轉(zhuǎn)入亞洲稻谷一個(gè)普通品系中 。 馬鈴薯和水稻的類似改良也在進(jìn)行之中 。 將不飽和脂肪酸轉(zhuǎn)化為飽和脂肪酸 產(chǎn)高品質(zhì)產(chǎn)物的轉(zhuǎn)基因植物 一般糧食種子的儲(chǔ)存蛋白中幾種必需氨基酸的含量較低 ， 例如禾谷類蛋白的賴氨酸含量低 ， 豆類植物的蛋氨酸 、 胱氨酸 、 半胱氨酸含量低 ， 直接影響到人類主食的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值 。 人造黃油的制作是通過催化加氫使植物油熔點(diǎn)上升 ， 這種工藝不但加工成本很高 ， 而且還會(huì)導(dǎo)致順式雙鍵轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)健康不利的反式雙鍵 。 為達(dá)到此目的至少有兩種戰(zhàn)略可供選擇：一是高效表達(dá)能提高植物胞內(nèi)滲透壓的同源或異源蛋白；二是借助于蛋白質(zhì)工程技術(shù)改變植物細(xì)胞內(nèi)豐度較高的蛋白質(zhì)的氨基酸組成 ， 如在不影響蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的前提下適當(dāng)提高脯氨酸殘基的含量等 。 目前使用的除草劑特異性不強(qiáng) ， 或多或少會(huì)影響農(nóng)作物的生長(zhǎng) 。 用于構(gòu)建抗蟲害轉(zhuǎn)基因植物常見的外源基因有蘇云金芽孢桿菌的 毒晶蛋白 基因 、 蛋白酶抑制劑 基因 、 淀粉酶抑制劑 基因 、 凝集素 基因 、 脂肪氧化酶 基因 、 幾丁質(zhì)酶 基因 、 蝎毒素 、 蜘蛛毒素 基因等 40多個(gè) ， 其中毒晶蛋白基因 、 蛋白酶抑制劑基因和凝集素基因應(yīng)用最為廣泛 。 將抗蟲基因?qū)朕r(nóng)作物是植物基因工程的得意之筆 ， 能避免化學(xué)殺蟲劑所造成的許多負(fù)面影響 。 控制果實(shí)成熟的轉(zhuǎn)基因植物 植物體內(nèi)乙烯的生物合成機(jī)制 抗病蟲害的轉(zhuǎn)基因植物 昆蟲對(duì)農(nóng)作物的危害極大 ， 全世界每年因此損失數(shù)千億美元 。 植物細(xì)胞中的乙烯由 S腺苷甲硫氨酸經(jīng) 氨基環(huán)丙烷羧酸合成酶ACC和 乙烯合成酶 EFE催化裂解而成 。 七、 植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)在植物品種改良中的應(yīng)用 第十七章 高等植物基因工程 控制果實(shí)成熟的轉(zhuǎn)基因植物 抗病蟲害的轉(zhuǎn)基因植物 抗除草劑的轉(zhuǎn)基因植物 改變花卉形狀和顏色的轉(zhuǎn)基因植物 抗環(huán)境壓力的轉(zhuǎn)基因植物 產(chǎn)高品質(zhì)產(chǎn)物的轉(zhuǎn)基因植物 控制果實(shí)成熟的轉(zhuǎn)基因植物 蔬菜和水果成熟后 ， 其組織呼吸速度和乙烯合成速度普遍加快 ，并迅速導(dǎo)致果實(shí)皺縮和腐爛 。 轉(zhuǎn)基因油菜生產(chǎn)肉桂酸 利用植物生物反應(yīng)器生產(chǎn)工業(yè)原料 聚 b羥基烷酸 （ PHAs） 和 聚羥基丁酸 （ PHB） 兩種結(jié)構(gòu)相似的多聚體具有熱塑性好 、 可被微生物完全分解的特性 ， 因此被認(rèn)為是最好的無污染性塑料原料 。 油菜通常產(chǎn)生十八碳的不飽和脂肪酸 ， 但只要在其體內(nèi)表達(dá)另一個(gè)特殊的基因即可使轉(zhuǎn)基因油菜改為合成月桂酸 ， 并可使其含量提高到 44%。 在飼料中添加這種轉(zhuǎn)基因煙草的種子便可達(dá)到良好的效果 。 在飼料中添加植酸酶則可以提高動(dòng)物對(duì)植酸磷元素的利用率 ， 減少動(dòng)物糞便中磷酸鹽含量 ，改善畜牧業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)磷酸鹽富集化污染的程度 。 轉(zhuǎn)基因煙草和馬鈴薯生產(chǎn)果聚糖 利用植物生物反應(yīng)器生產(chǎn)食品或飼料添加劑 在許多植物的種子中 ， 磷元素主要是以 肌醇 6磷酸 （ 即植酸 ） 的形式存在 。 36聚體的果聚糖有甜味 ， 是低能量的助甜劑 ， 有助于降低體重 ， 因此國(guó)際上果聚糖的銷售量很大 。 在每克這種轉(zhuǎn)基因煙草的新鮮葉片中 ， hGC的含量竟高達(dá) 1mg， 也就是說 ， 從一株轉(zhuǎn)基因煙草中就能產(chǎn)生出傳統(tǒng)工藝需要消耗數(shù)千只胎盤才能獲得的藥物 。 每生產(chǎn)一個(gè)劑量的 hGC要消耗 20228000 只人類胎盤 ， 因此這種藥物一直供不應(yīng)求 。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明 ， 植物細(xì)胞的蛋白分泌系統(tǒng)能夠有效識(shí)別小鼠抗體前體的信號(hào)肽序列 。 四、 高等植物的基因表達(dá)系統(tǒng) 第十七章 高等植物基因工程 外源基因的四環(huán)素誘導(dǎo)系統(tǒng) 外源基因的乙醇誘導(dǎo)系統(tǒng) 外源基因的地塞米松誘導(dǎo)系統(tǒng) 外源基因的類固醇誘導(dǎo)系統(tǒng) 1. 外源基因的四環(huán)素誘導(dǎo)系統(tǒng) Tcon型四環(huán)素誘導(dǎo)系統(tǒng) CaMV 35S P Plant nos t TetR tetR 四環(huán)素阻遏蛋白基因表達(dá)盒 CaMV 35S P Plant nos t b葡糖醛酸糖苷酶報(bào)告基因 GUS 四環(huán)素誘導(dǎo)型報(bào)告基因表達(dá)盒 tet 1. 外源基因的四環(huán)素誘導(dǎo)系統(tǒng) Tcon型四環(huán)素誘導(dǎo)系統(tǒng) TetR CaMV 35S P Plant nos t b葡糖醛酸糖苷酶報(bào)告基因 GUS tet CaMV 35S P Plant nos t b葡糖醛酸糖苷酶報(bào)告基因 GUS tet 顯色反應(yīng) 四環(huán)素 1. 外源基因的四環(huán)素誘導(dǎo)系統(tǒng) Tcoff型四環(huán)素阻遏系統(tǒng) CaMV 35S P Plant nos t tTA融合蛋白 tetR tTA激活因子表達(dá)盒 CaMV 35S P Plan
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