第15章 轉(zhuǎn)基因育種

1、第15章 轉(zhuǎn)基因育種就是根據(jù)育種目標，從供體生物中分離目的基因，經(jīng) DNA重組與遺傳轉(zhuǎn)化或直接運載進入受體作物，經(jīng)過篩選獲得穩(wěn)定表達的遺傳工程體，并經(jīng)過田間試驗與大田選擇育成轉(zhuǎn)基因新品種或種質(zhì)資源。什么是轉(zhuǎn)基因育種?轉(zhuǎn)基因作物（GMC，genetically modified crops）第一節(jié) 作物轉(zhuǎn)基因育種的意義與常規(guī)育種技術(shù)相比，轉(zhuǎn)基因育種在技術(shù)上較為復雜，要求也很高，但是具有常規(guī)育種所不具備的優(yōu)勢：1.拓寬可利用的基因資源；2.培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高抗優(yōu)良品種提供了嶄新的育種途徑；3.可以對植物的目標性狀進行定向變異和定向選擇；4. 可以大大提高選擇效率，加快育種進程。此外，還可將植物作為

2、生物反應器生產(chǎn)藥物等生物制品。第一個轉(zhuǎn)基因生物：第一個轉(zhuǎn)基因生物：含抗生素抗性基因的含抗生素抗性基因的 轉(zhuǎn)基因煙草轉(zhuǎn)基因煙草(1983(1983年年) )；第一個商業(yè)化轉(zhuǎn)基因生物：第一個商業(yè)化轉(zhuǎn)基因生物：延熟番茄延熟番茄(1994(1994年年) )；基因工程技術(shù)在動植物育種、醫(yī)藥、食品和環(huán)境?；蚬こ碳夹g(shù)在動植物育種、醫(yī)藥、食品和環(huán)境保護等領(lǐng)域已經(jīng)有了廣泛的應用，并已經(jīng)產(chǎn)生了巨大護等領(lǐng)域已經(jīng)有了廣泛的應用，并已經(jīng)產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益。的經(jīng)濟效益。20112011年，年，2929個國家種植個國家種植1.481.48億公頃轉(zhuǎn)基因作物，較億公頃轉(zhuǎn)基因作物，較19961996年增長了年增長了8787

3、倍倍（據(jù)國際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應用服務組織（據(jù)國際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應用服務組織-ISAAA-ISAAA）轉(zhuǎn)基因作物種類轉(zhuǎn)基因作物種類主要為主要為大豆、玉米、棉花大豆、玉米、棉花和和油菜油菜等，以等，以轉(zhuǎn)基因大豆轉(zhuǎn)基因大豆面積最大。面積最大。根據(jù)美國農(nóng)業(yè)部（根據(jù)美國農(nóng)業(yè)部（USDAUSDA）20112011年年6 6月月3030日發(fā)布的最新數(shù)據(jù)，日發(fā)布的最新數(shù)據(jù)，按種植面積計按種植面積計 算，美國種植的算，美國種植的88%88%的玉米、的玉米、90%90%的棉花、的棉花、94%94%的大豆，都是轉(zhuǎn)基因品種。的大豆，都是轉(zhuǎn)基因品種。 主要轉(zhuǎn)基因作物主要轉(zhuǎn)基因作物大豆、玉米、棉花、油菜大豆、玉米、棉花、油菜在

4、在20102010年全球轉(zhuǎn)基因作物種植面積中，轉(zhuǎn)基因大豆占年全球轉(zhuǎn)基因作物種植面積中，轉(zhuǎn)基因大豆占50%50%，轉(zhuǎn)基，轉(zhuǎn)基因玉米因玉米31%31%、轉(zhuǎn)基因棉花、轉(zhuǎn)基因棉花14%14%、轉(zhuǎn)基因油菜、轉(zhuǎn)基因油菜5%5%轉(zhuǎn)基因作物種植的比例越來越大轉(zhuǎn)基因作物種植的比例越來越大排名排名國家國家面積（萬公頃）面積（萬公頃）轉(zhuǎn)基因作物轉(zhuǎn)基因作物1 1美國美國66806680玉米玉米, , 大豆大豆, , 棉花棉花, , 油菜油菜, , 甜菜甜菜, , 紫苜蓿紫苜蓿, ,番木瓜番木瓜, ,南瓜南瓜2 2巴西巴西25402540大豆大豆, , 玉米玉米, , 棉花棉花3 3阿根廷阿根廷22902290大豆大豆

5、, , 玉米玉米, , 棉花棉花4 4印度印度940940棉花棉花5 5加拿大加拿大880880油菜油菜, , 玉米玉米, , 大豆大豆, ,甜菜甜菜6 6中國中國350350棉花棉花, , 番木瓜番木瓜, , 楊樹楊樹, , 番茄番茄, , 甜椒甜椒7 7巴拉圭巴拉圭260260大豆大豆8 8巴基斯坦巴基斯坦240240棉花棉花9 9南非南非220220玉米玉米, ,大豆大豆, , 棉花棉花1010烏拉圭烏拉圭110110大豆大豆, , 玉米玉米2010年種植轉(zhuǎn)基因作物的國家我國轉(zhuǎn)基因作物研究與利用概況 我國是世界上主要商品化種植轉(zhuǎn)基因作物的國家。 到1999年我國已批準中試的轉(zhuǎn)基因作物有4

6、8項：包括水稻、小麥、玉米、番茄、白菜、番木瓜、甜瓜、花生、棉花、煙草、廣藿香等11種作物；主要目標性狀是抗蟲、抗病、耐鹽、抗凍、耐儲藏和抗衰老等。 已批準環(huán)境釋放的有49個品種，涉及水稻、玉米、大豆、馬鈴薯、番茄、甜椒、線辣椒、棉花、楊樹、煙草等10種作物。 全國基因工程安全委員會批準商品化生產(chǎn)的作物已有： 我國自行研制開發(fā)的抗蟲轉(zhuǎn)基因棉花（轉(zhuǎn)Bt及Bt+CpTI雙價抗蟲棉）； 2004年種植轉(zhuǎn)基因棉花370萬公頃，占棉花種植面積的50% 美國Monsanto公司開發(fā)的Bt抗蟲棉； 延遲成熟期的轉(zhuǎn)基因番茄； 抗黃瓜花葉病毒(CMV)轉(zhuǎn)基因番茄； 抗CMV轉(zhuǎn)基因甜椒； 轉(zhuǎn)查爾酮合酶（CHS）反

7、義RNA基因矮牽牛； 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)BtBt毒蛋白基因的水稻？毒蛋白基因的水稻？CpTi：豇豆胰蛋白酶抑制劑基因由中國農(nóng)科院生物工程中心開發(fā)的Bt棉對棉鈴蟲有顯著的抗性。與對照相比減少農(nóng)藥用量80，并減少用工150個/hm2，以上兩者可使每公頃節(jié)省1500元，Bt轉(zhuǎn)基因棉種深受棉農(nóng)的歡迎。年份年份轉(zhuǎn)基因棉總面積轉(zhuǎn)基因棉總面積/百萬百萬hm2棉花總面積棉花總面積/百萬百萬hm2轉(zhuǎn)基因棉占棉花總轉(zhuǎn)基因棉占棉花總面積的比例面積的比例/%19970.034.490.6719980.233.875.9419990.583.1718.3020001.083.6030.0020011.604.7333.8520022.104.1250.9720032.705.0953.0520043.705.6066.0720053.305.1064.7120063.505.4164.7020073.805.5069.0920084.095.7671.020093.454.8371.520103.905.5869.9轉(zhuǎn)BT基因抗蟲棉在中國的種植面積第二節(jié) 目標基因的類型根據(jù)改良后的作物性能，轉(zhuǎn)基因作物性狀可分為：減少投入性狀：常稱為第一代轉(zhuǎn)基因性狀，主要有抗除草劑、抗病蟲、抗鹽堿、抗旱及抗寒等性狀。增加產(chǎn)出性狀：常稱為第二代轉(zhuǎn)基因性狀，主要有控制成熟、增強營養(yǎng)和免疫類