文档介绍：植物生物技术复****提纲
第一章绪论
1、现代生物技术的产生及其主要领域
现代生物技术的产生
1)传统生物技术阶段
2) 近代生物技术阶段
3)现代生物技术阶段
1953,DNA双螺旋发现;
1961~1966,遗传密码破译;
1972 ~1974 ,重组DNA技术建立。
一般认为,1972 年DNA重组技术的建立,标志着现代生物技术的诞生。
现代生物技术(Modern Biotechnology):即生物技术(Biotechnology),又称生物工程(bioengineering),是指以现代生命科学为基础,结合先进的工程技术手段和其他学科的科学原理,设计、改造生物体或加工生物原料,为人类生产出所需要的产品或达到某种目的的一系列技术。
现代生物技术的主要技术领域
通常包括:
1)基因工程
2)细胞工程
3)酶工程
4)发酵工
5)蛋白质工程
以基因工程为核心,带动其他“工程”发展。
根据应用领域或技术目的不同,现代生物技术又可分为:
1)农业生物技术: 动物、植物、微生物;
2)医药生物技术;
3)工业生物技术;
4)环境生物技术;
5)海洋生物技术等。
现代生物技术的发展
1)各国概况:略。
2)现代生物技术发展的三次浪潮:了解。
3)生物技术发展的重点领域:未来几年,我国重点领域:
医药、农业、环境生物技术;
基础生物学;
生物多样性和生物安全。
2、植物生物技术的发展与应用
植物生物技术(plant biotechnology):是指对植物的性状(产量、品质、抗性等)进行设计和遗传改造,或利用植物生产次生代谢物质和药物等产品的技术。
包括:植物组织和细胞培养;植物基因工程;分子标记及辅助育种。
、植物生物技术的发展简史
1)植物组培的奠基和发展
1902,德国 Haberlandt,预言植物细胞全能性。
1958,Reinert和Steward ,胡萝卜根韧皮部愈伤诱导出体胚,再生植株,证实细胞的全能性。
20世纪60~80年代,脱毒快繁、花药/花粉培养、次生代谢物生产、体细胞诱变与筛选、原生质体培养与融合、种植资源保存等研究热。
我国组培世界领先。
2)植物基因工程的发展
1972:体外重组DNA分子成功。
1983,首例转基因植物问世。
1996,转基因作物投入商品化生产,此后稳定发展。
至2006,200多种植物获得转基因植株,有些投入商品化生产。
3)分子标记的发展
第一代:1980s,基于核酸分子杂交,如RFLP。
第二代,1990s,基于PCR或限制酶切+PCR,
如RAPD、AFLP、SSR、ISSR、 SCAR、STS等。
第三代,近年来,基于DNA测序,如SNP和EST等。
2. 2 植物生物技术的应用
1)作物育种。
2)脱毒与快繁。
3)有用物质的生产。
4)种质资源保存与交换。
5)理论研究。
3. 转基因作物(GMC)的发展概况
转基因改良的性状
第一代:抗病、抗虫、抗除草剂。
第二代:改良品质、增加营养、并有医疗保健功能;抗逆和雄性不育作物。
商业化种植的转基因作物
主要是大豆、玉米、棉花;还有油菜、水稻、苜蓿、番茄、马铃薯、西葫芦、杨树、烟草、辣椒、白菜、香蕉、木瓜、亚麻和康乃馨等。
转基因作物的覆盖率:略。
商业化种植的国家
2009年25个,前六位是:美国、巴西、阿根廷、加拿大、印度和中国。
发展中国家增长快于发达国家。
国内现状
转基因植物研究始于1980`s初。
1993,第一例转基因植物烟草进入大田试验;
2002以来,批准商品化种植的有抗虫棉花、耐储/抗病毒番茄、抗病毒甜椒、改变花色的矮牵牛、抗虫杨树和抗病毒番木瓜。
从跟踪仿制到自主创新、从实验室探索到产业化的转变。
4. 植物生物技术的问题与展望
问题
1)安全性问题:
生物安全性:转基因发生漂移,产生“超级杂草”、破坏当地野生种遗传结构、次生害虫频发、农药用量加大、环境污染等。
食品安全性:Bt毒蛋白、过敏原、抗生素抗性标记基因等。
展望
农业是生物技术应用最广、最有前景的领域之一。
生物技术可拓展和创新农业功能,为农业发展提供持久而强劲的动力,但它不可能完全替代传统农业技术,后者在农业生产中仍将发挥主导作用。
思考题:
生物技术的概念、主要技术领域(内容)及其发展概况。
植物生物技术的内容、应用与发展趋势。
第二章植物组织培养的基本理论、条件与操作技术
第一节植物组织培养的基本理论
一、植物细胞的全能性及其表达
1. 植物组织培养(Plant tissue cultu