《分子生物学在现代农业发展中的应用和前景展望》由会员分享，可在线阅读，更多相关《分子生物学在现代农业发展中的应用和前景展望（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、分子生物学（论文）题目：分子生物学在现代农业发展中的应用和前景展望姓名：侯西学号:0457023专业：级农学(药用植物）西南林业大学林学院5月1日分子生物学对农业发展中的应用及前景展望摘 要分子生物学侧重于从分子水平上研究遗传信息的传递、体现和调控，分子生物学的发展日新月异,许多的新知识、新技术不断浮现,国内农业工程的研究相应的发展的不久。20世纪70年代发展起来基因工程对分子生物学的发展产生了深远的影响，基因在动植物细胞中的体现和调控机制也逐渐为人们所理解。基因工程还为人们提供了具有农业方面经济价值的工具。核心词：分子生物学；动物基因工程；植物基因工程；前景展望olecula bilog o
2、fplicaionad rospc i th deveopnt of agriculurAbstractmoluar bogy focuss on the reserc fom e molculaevel in te transer ogeneti informatin， expesson n regulion， thedevlopen o molcular bologywi ech psgd， many new knwledge， ne echolgies apper cnstatly,the develoen n agricultl nginering rearch correndig q
3、ukly. velped in the1970 s genetic egineig profond iat o teevlmentf moeclriolgy, gee xresonad egulatimechasin plant nd animal clls alo grully tounesand. entc engierngalso pove pole ith the ools of agricultre eoomc vueKywor: moeular biology ania geeiengnerig plnt geeinerin prospects目 录第一章 引言1第二章:分子生物学
4、在农业发展中动物基因工程的应用1.1动物基因敲除技术1动物胚胎工程技术2.2.1 转基因动物2.1转基因动物的基本原理22.2哺育转基因动物的措施22.2.1.3转基因动物技术的应用.22 动物克隆技术22. 胚胎性别控制2第三章:分子生物学在农业发展中植物基因工程的应用33. 转基因植物3.2.1转基因植物基本原理.2.2转基因植物措施：载体介导法和DNA直接导入法43.2.2.载体介导法：农杆菌介导法，病毒介导法43.2.2 DNA直接导入法423转基因植物技术的应用43.3 植物固氮基因的调控43.3.1固氮酶3.32与固氮有关的基因及其调控53.3.根瘤的产生以及根瘤有关基因的调控53
5、4 植物花发育的基因调控3.5植物抗病毒育种作用6第四章:分子生物学在农业发展中的前景展望6第一章 引言近年来，分子生物学发展迅速,在真正揭示生物世界的奥秘上有质的进步，在由被动转向积极地改造和重组自然界的方向上也获得了巨大的发展。国内科学家通过近年的不懈努力,在分子生物学应用于农业发展方面获得了一系列令人瞩目的进展。本篇论文重要简述了分子生物学在农业发展中的应用和前景展望。第二章:分子生物学在农业发展中动物基因工程的应用2.1动物基因敲除技术基因敲除又称为基因打靶，是指从分子水平上将一种基因清除或替代,然后从整体观测实验材料,推测相应基因功能的实验措施。基因敲除技术是功能基因组学研究的重要工
6、具。其措施如下：构建一种携带选择性标记（一般为抗新霉素基因)的打靶载体,其侧翼是与基因组中靶基因同源的序列,将载体以转染方式导入一种胚胎干细胞系。定向插入的选择性标记使目的基因突变，突变后的基因与野生型序列同源组合、交叉互换。接着,将打靶成功的胚胎干细胞系注入成纤维细胞中，最后发育成为多种种系的动物组织。一般来说，用显微注射胎胚干细胞时命中率比较高,技术难度相对大些。电穿孔法命中率比显微注射低，但操作相对简朴易行。2.2动物胚胎工程技术动物胚胎工程技术是动物生物技术的重要构成部分之一，动物胚胎工程技术在二十世纪后期发展极为迅速,近年来胚胎工程技术的应用效益最为明显,也是21世纪世界经济增长的重
7、要支撑技术之一; 现代动物胚胎工程的概念涵盖所有对动物配子和胚胎进行工程化操作的技术措施。22.1转基因动物2.转基因动物的基本原理转基因动物技术是指运用基因工程的措施获得目的基因导入到动物的受精卵中,使外源基因整合到动物的基因组内,使该转基因的动物可以稳定地将此基因遗传给后裔的实验技术，通过静音操作,人类可以变化动物的基因型使其体现型更加符合人类需要,并且此技术也为生物学、医学基本理论的研究提供了一种有效的研究手段。2.1.2哺育转基因动物的措施：显微镜注射法，逆转录病毒法，胚胎干细胞介导法,精子载体法，酵母人工染色体介导法,受体介导法,体细胞核移植法。2.2.3转基因动物技术的应用:随着转
8、基因工程技术的不断研究和发展,动物转基因技术不断得到完善,从而在将来的畜牧生产中大显身手，目前，动物转基因技术标应用于改良动物品种;提高动物的抗病力;提供可移植的器官;基因治疗;作为生物反映器。估计1世纪用转基因动物生产药用蛋白将成为医药行业的支柱产业。2.2 动物克隆技术动物克隆即无性繁殖，是指用人工措施取出核供体(胚胎细胞或者体细胞)和核受体(去核的原核胚或成熟的卵母细胞）,进行体外重构，体外培植、胚胎移植过去扩繁同基因型动物,1997年第一例体细胞克隆绵羊多利的诞生轰动世界,它的深远意义是极其不也许的成功国内也相继研制成功克隆山羊的克隆动物,并繁殖的后裔动物，克隆技术突破了老式的有性繁殖
9、理论，该技术的应用又可避免有性繁殖带来了带来到遗传缺陷,完整的，原样的复制后裔对遗传资源的保护,优良个体的扩群具有特殊意义。223胚胎性别控制家畜的性别与其生产性能密切有关，如奶牛,通过对胚胎,进行有效的性别控制可她叫停本地繁殖成本提高繁殖生产性能。性别控制重要涉及两个方面，精子分离和胚胎性别鉴定。这种随人意愿的性别改造技术用于动物育种和畜牧生产的意义是目前无法估计的。第三章：分子生物学在农业发展中植物基因工程的应用31植物基因敲除技术由于动植物细胞构造强度不相似,植物细胞基因敲除常采用不同于动物细胞的方略。T-DA插入时候技术是目前在植物中使用最为广泛的基因敲除技术。T-DNA插入失活就是运
10、用根瘤农杆菌TDN介导转化,将一段带有报告基因的NA序列标签整合到基因组DNA上,如果这段这段DA插入到目的基因内部或者附近,就会影响该基因的体现,从而使该地“失活”。由于该机内部或者附近插入了一段已知序列的DNA，可据此设计引物，用CR措施将被破坏的靶基因序列分离出来。若将靶基因两端引物P、RP及插入载体上的引物LB加入同一反映体系中进行,理论上能得到3种类型的条带。野生型植株中,只有LP和RP引物配对扩曾出来靶基因条带,如果实验材料来自纯合型基因敲除技术,那么只有靶基因一端的引物可以与L引物配对完毕CR扩展，如果实验材料来自杂合型基因敲除技术,那么PCR扩增后同步浮现两种条带。32 转基因
11、植物321转基因植物基本原理植物转基因技术,一般指在离体的条件下,对不同植物的DN进行加工,并根据人们的一定的需要和合适的载体重新组合，借助于物理、化学和生物的手段,将重组D转入生物体或者细胞内，使之稳定遗传从而赋予植物新的农艺性状，如抗病、抗虫、抗逆、高产等，通过这种技术得到的植物就是转基因植物。它不仅为基因的体现调控和遗传的研究提供了一种理论实验体系,更重要的是用为植物特别是农作物的定向改良和分子育种提供的有效途径。3.22转基因植物措施：载体介导法和DNA直接导入法3.22.1载体介导法：农杆菌介导法,病毒介导法32.2.2DN直接导入法化学物质刺激法,脂质体法，电击法，显微镜注射法,基
12、因枪法，花粉管通道法的，其她措施如超声波介导法，激光微束穿孔法，花粉管和种子浸泡法。32转基因植物技术的应用目前转基因植物技术已经成为基因功能验证的重要措施之一,重要在改善植物品质,提高植物抗性以及运用植物作为生物反映器等方面进行了大量的研究，并已经获得了令人瞩目的成就。如作物的性状、产品的品质,哺育抗虫、抗病、抗除草剂、抗寒、耐盐,抗寒,耐高温的转基因植物等，运用转基因植物作为生物反映器生产疫苗,抗体等。此外，运用转基因植物植物,还可以生产糖类物质,可降解塑料等，还可以生产自然界中难以得到的物质如蜘蛛丝等,随着转基因技术的不断发展，作为生物反映器的植物将有也许成为药物,食品的重要生产者。3.
13、3 植物固氮基因的调控为了获得能独立固氮的新型作物品种，运用基因工程技术，若将固氮菌的固氮基因转移到生长在重要作物的根际微生物或者致瘤微生物中去,与通过常规措施发展氮肥工业达到同样效果相比其研究经费仅为其/200-1/,若将固氮基因直接接入到作物的细胞中则更为节省，其成本甚至不到上述的/。3.3.1固氮酶固氮酶是一种可以将分子氮还原成氨的酶。固氮酶是由两种蛋白质构成的：一种具有铁,叫做铁蛋白,另一种含铁和钼,称为钼铁蛋白。固氮酶催化的固氮反映是氮还原反映，每还原一种氮气分子，需要传递八个电子。在还原氮的同步，固氮酶尚有一种次要的活性，它能把氢分子还原成分子氢。只有钼铁蛋白和铁蛋白同步存在,固氮
14、酶才具有固氮的作用(由于这两种物质作为电子载体可以起到传递电子的作用)。 生物固氮原理简介：生物固氮是固氮微生物特有的一种生理功能,这种功能是在固氮酶的催化作用下进行的。 固氮微生物需氧,而固氮必须是在严格的厌氧微环境中进行。构成固氮酶的两种蛋白质,钼铁蛋白和铁蛋白，对氧极端敏感，一旦遇氧就不久导致固氮酶的失活，而多数的固氮菌都是好氧菌，它们要运用氧气进行呼吸和产生能量。.32与固氮有关的基因及其调控固氮酶催化氮还原是一种很慢的反映,因此在细菌需要通过固氮反映获得氮源的状况下,细菌需要合成大量的氮酶。固氮酶对氧高度敏感,较低的氧分压就能破坏固氮酶的活性,但已经研究的固氮酶中,只有一种高温环境的固氮菌携带的固氮酶是耐受氧的。为了避免氧损害固氮酶导致资源挥霍,固氮菌有一套响应氧浓度的基因调控机制,如级联调控模式,此外反映产物氨的浓度也会影响固氮酶基因的调控。不同固氮生物中的调控模式在细节上有很大的差别，但是基本上都是响应氧浓度和氨浓度的级联调控模式。3.33根瘤的产生以及根瘤有关基因的调控根瘤菌在豆科植物根际的生长以及宿主植物根毛幼嫩部位的接触是感染发生的第一步。根瘤是由于土壤中的一种叫根瘤菌的细菌侵入根内而形成的.根瘤细菌原先生活在土壤中，当土壤中有豆科植物时,根瘤菌便同豆科植物的根相结合,形成共生关系.并且这种共生关系很严格,每一种根瘤菌只和一种豆科植物
