作物驯化和转基因技术(共43张)课件.pptx

1、植物是天然的有机物制造工厂光合细菌、绿色植物尽管全球约有3万种可食用的植物，但人类仅用了30种养育这个世界。其中，5种谷物水稻(Oryzasativa),小麦(Triticum aestivumssp.aestivum),玉米(Zea mays),高梁(Sorghum bicolor)和粟类(如谷Pennisetumglaucum,谷子Setariaitalica,黍Panicummiliaceum,穆子Eleusinecoracana),-为全人口提供了总能量的60%10种作物为人和家养动物提供了所消耗食物的95%大豆(Glycine max),棕榈油(Elaeisguineensis),向

2、日葵sunflower(Helianthus annuus),花生油(Arachis hypogaea Linn)，菜籽油I(Brassica napus)因此，农业上大规模种植的作物仅有几十种人类赖以生存的作物均由人类从野生植物驯化、培育而来驯化(domestication):人们在生产生活实践中的一种文明进步行为。是将野生的动物和植物的自然繁殖过程变为人工控制下的过程。育种(breeding):通过创造遗传变异、改良遗传特性，以培育优良动植物新品种的技术。以遗传学为理论基础，综合应用生态、生理生化、病理和生物统计等多种学科知识。农业(Agriculture):利用动植物的生长发育规律，通过

3、人工培育来获得产品的产业。农业的劳动对象是有生命的动植物，获得的产品是动植物本身。栽培水稻是由普通野生稻驯化而来大豆（黄豆、毛豆）是由野大豆驯化而来野大豆原产中国，是大豆(黄豆)的祖先种。中国自古栽培，至今已有5000年的种植史。1804年引入美国，美国现已成为世界大豆第-生产大国(2016/17年1.162亿吨vs中国2016年1300万吨)。野大豆被列为国家二级保护植物，不是因为它稀有或濒危，而是因为它是珍贵的野生植物资源。水果猕猴桃是从中华猕猴桃培育而来世界上有54种，中国分布52种大多种果实可食商业化栽培仅一种，两变种:中华猕猴桃，美味猕猴桃猕猴桃于1904年被引进新西兰，培育出很多品

4、种，被新西兰命名为kiwi fruit.,猕猴桃现为新西兰第一大绿色产业上世纪70年代后期，中国科学家开始系统培育猕猴桃，育成了很多外观漂亮、味道鲜美、营养丰富的品种黄瓜野生亚种是栽培亚种的祖先野生黄瓜亚种果实为椭圆形，特别苦；经过驯化后，栽培黄瓜果实为长条形，失去了苦味。栽培番茄由野生醋栗番茄驯化而来番茄的驯化和培育过程中，果实增大了百倍。番茄起源于南美，由印第安人最先驯化，传入欧洲，再传入中国。马铃薯（土豆）源自秘鲁南部的野生祖先驯化过程中，块茎大了几十倍，形状也更加规则，便于食用。八千多年前黄河流域的先民成功地将狗尾草驯化成我们今天吃的小米(谷子)。也就是说，现在世界各地栽培小米的野生种

5、就在生长中国黄河流域。我们千万不要小看了这个看似“卑微”的小草。小米是从狗尾草驯化而来“中国人的饭碗任何时候都要牢牢端在自己手上。我们的饭碗应该主要装中国粮。”习近平“将来农业问题的出路，最终要由生物工程来解决，要靠尖端技术。”邓小平全世界人口75亿，中国以14亿居第一(占世界人口的18.8%)。中国的耕地面积居世界的第四位，但人均(1.4亩)只占世界平均水平的三分之一，排在世界的第126位以后。我国粮食产量占世界的16%，化肥用量占31%，每公顷用量是世界平均用量的4倍。而我国每年农药用量180万吨，占世界用量(340万吨)的50%以上，但有效利用率不足30%。我国农业面临的挑战提高作物单产

6、:满足我国不断增长的粮食刚性需求的主要途径。农业绿色发展:农药和化肥滥用导致环境污染严重，生产成本提高。作物营养高效与抗病虫、抗胁迫愈来愈重要。藏粮于地:除了保护与合理利用耕地资源，更重要的是加强农业科学的基础研究，创新农业科技，将我国的粮食安全体系建立在国家的软实力上。“以科技为支撑走内涵式现代农业发展道路”一一习近平总书记什么是基因?基因是染色体上一段特定的DNA序列。一条染色体上可有成千上万个基因。基因的表达受其启动子和终止子的控制。基因的产物是RNA,可以翻译成蛋白，或以RNA的形式起作用基因(DNA)是所有食物成分之一，我们每天都吃掉万万亿个基因。科学家目前还没有能力创造出具有生物学

7、功能的全新基因，而仅能利用自然界中已有的基因。转基因在自然界中每时每刻都在发生，是生物的进化最大的驱动力之一真核生物的起源 内共生学说(endosymbiotic theory,波士顿大学Margulis等人提出):较大的原核细胞吞噬较小的原核细胞，并发生了共生关系。被吞入的具有叶绿素和光合作用的蓝细菌变成了叶绿体，被吞入的需氧细菌变成了线粒体，而其它膜系统则由原核细胞的外模向内折入而成(而高尔基体、内质网膜、核膜等)。因此，叶绿体和线粒体基因组还保留原核生物的特点。从这一点来讲，生物起源于基因信息的交流，通俗点，就是我们通常讲的转基因。没有转基因，就没有生物的多样性 所有绿色植物的叶绿体来源

8、于光合细菌cyanobacteria转座子的起源假说:病毒的转基因?转座子如何起源的还不清楚(目前没有证据)。有人推测在生物进化的早期，如病毒(如逆转录病毒)通过侵染，整合到细胞基因组，没有被杀死的细胞向不产生病毒的方向演化，逐渐产生了转座子，并是这些转座子区域的染色质变得致密，而保持沉默的状态。在一些特定的条件下，譬如高温，这些沉默的转座子的致密染色质变得松散，转座子被激活，导致插入新的位置。通过选择，细胞会产生新的性状。有一些病毒也可以把已有的转座子(连着基因)，从一个物种，水平转移基因到另一个物种。传统的杂交育种就是大规模“转基因”杂交:通过不同基因型的个体之间的交配而获得某些双亲基因重

9、新组合的个体的方法.将一个个体整个一套基因转给另一个个体两套不同基因型的基因在一起会发生很多事杂交激活了转座子造成了染色体大规模的数量和结构变异由于遗传物质大规模变异，也造成了大量的表型变异人工杂交育种的过程中，要对杂交材料进行长期、大量的筛选，才能将目标性状最终选择下来六倍体普通小麦来自三个物种的天然杂交人们利用这份大自然的馈赠，将普通小麦培育成非常成功的主粮！杂交优势利用：杂种一代在体型、生长等性状比亲本优越的现象。转基因是自然界普遍存在的现象，科学家只是把这一现象利用到作物或动物的遗传改良上，因此，称之为基因工程技术。作物上用的基因工程技术的主要类型1.用别的生物中的同工酶基因替换掉作物现有的酶，使得作物获得某种特性。比如转基因大豆。2.把别的生物中特有的基因导入到作物中，使其获得新的特性。比如抗虫玉米和抗虫棉花。3.转入别的生物中的代谢酶基因导入到作物中，使其也具有别的生物的代谢作用。比如黄金大米。4.用基因工程抑制或定点突变/改造作物基因或表达，使其失去原有的功能。比如反义RNA抗软化番茄、基因编辑技术定向改变DNA序列，RNA干扰技术等。