偶看新闻nba2konline防守支柱:本章知识网络
来源：百度文库 编辑：偶看新闻 时间：2024/04/28 20:46:01
六、本章知识网络
七、本章资源连接
1、玉米的人工杂交
玉米属雌雄同株植物,雄花生于玉米植株的顶端,雄花穗聚集成圆锥花序,雌花生于玉米植株侧面叶腋处,为肉穗花序。玉米开花一般是以雄穗散粉和雌穗吐丝为标志,雄穗先抽出,2～3 d后开始开花,自上而下依次开花,约需7～8 d。因品种和气候条件不同,通常在开花后第二至四天散粉最多,是采粉的最好时间。雌蕊花丝(花柱)伸出苞叶后,称为吐丝,一般约为2～5 d全部抽齐,花丝一经抽出,其各部位都具有受粉能力,一般可保持十多天,但以第一天至第三天内受粉结实力最强。
同一雌穗不同部位的雌花的发育阶段存在着差异,因此需要进行2～3次人工授粉,才能确保受粉完全。应该强调的是,这2～3次授粉所取的花粉必须是同一父本雄穗上的花粉,每次授粉后必须将原来的纸袋套好封住,以防其他植株上的花粉混入。
授粉后就进入管理阶段,要经常观察并适时适量的浇水、松土和施肥,以保证玉米植株生长旺盛,子粒饱满。到收获的时候,一定要注意按父本、母本的类型分门别类的摘取。摘取后放在不同的纸袋内,并在纸袋上注明被摘取的母本和父本的名称或编号、摘取时间、摘取人姓名,这点对于正确地分析试验结果非常重要。
2、超级稻和中国的超级稻计划
超级稻是采用理想株型塑造与籼粳杂种优势利用相结合，兼顾品质与抗性的技术路线选育的大幅度提高产量（大面积推广增产15%）的新型水稻品种。中国超级稻育种研究主要包括南方的超级杂交稻和北方的常规超级稻两大部分。
在世界水稻生产发展的历史上，单产曾出现过两次大的突破。第一次始于20世纪50年代的矮化育种，即株型改良。第二次源于上世纪70年代杂交稻的培育成功与推广，即杂种优势利用。两次飞跃以后，在相当长一段时期内，水稻最高单产一直在550公斤左右徘徊。
水稻在中国粮食生产中处于举足轻重的地位，年播种面积占总面积30%，总产约占粮食总产的40%，以稻米为主食的人口约占60%。在中国水稻育种发展史上，单产曾经出现过两次重大突破。第一次是始于20世纪50年代末60年代初的矮化育种。其主要成就在于通过降低株高，使品种的耐肥抗倒性和收获指数大幅度提高。第二次是出现在20世纪70年代初期的杂种优势利用。使中国水稻的产量水平平均亩产提高到400公斤以上，高产地区突破500公斤以上，进入世界先进水平。
为了实现水稻单产的再次突破，农业部于1996年率先立项支持“中国超级稻育种及栽培体系”项目，确立了常规稻和杂交稻并举、三系法和两系法并重、生物技术与常规技术相结合的发展思路，在着力提高产量潜力的同时，注重改善稻米品质、增强病虫抗性和生态适应性，并提出了“最高单产2000年达到700公斤（一期）、2005年达到800公斤（二期）、2010年达到900公斤（三期）”的研究目标。以促进水稻单产的第三次飞跃，为确保中国粮食安全提供重要的科技支撑。
3、品种的定义
作物品种起源于野生植物，在野生植物中并没有品种之分。人类在栽培过程中为了满足自己的需要，经过长期选择和培育，使野生植物的性状向着人类需要的方向发展，才培育出各种作物品种。
品种是指人类在一定的生态条件和经济条件下，根据需要而创造的具有一定经济价值、遗传性比较一致的家养动物或栽培植物的类型。品种是一种经济上的类别，是一种农业生产资料，在生产实践中经人类选择、培育而得，能适应一定的自然、饲养或栽培条件。作为品种的生物具有相对稳定的遗传性，在一定地区和一定栽培条件下，在产量、品质、生育期、抗性和适应性等方面符合人类生产、生活的需要，并能用普通的繁殖方法保持其稳定性。
4、杂种优势与杂交育种的区别
杂种优势是生物界普遍存在的现象。它是指基因型不同的亲本个体相互杂交产生的杂种第一代，在生长势、生活力、繁殖力、抗逆性、产量和品质等一种或多种性状上优于两个亲本的现象。杂种优势具有以下特点：杂种优势不是某一两个性状单独表现突出，而是许多性状综合表现突出；杂种优势的大小，取决于双亲的遗传差异和互补程度；亲本基因型的纯合程度不同，杂种优势的强弱也不同；杂种优势在F1代表现最明显，F2代以后逐渐减弱。杂种优势在性状上表现为不同类型，如营养体发育较旺的营养型、生殖器官发育较旺的生殖型和对外界不良环境适应能力较强的适应型。育种实践上，人们常利用杂种优势获得较好的经济性状。
早在2000多年前，我国劳动人民就用马和驴交配而获得体力强大、耐力好的杂种—骡，首创了利用杂种优势的先例。杂种优势在植物中更是非常普遍的现象。为什么杂交种F1会有优势呢?这是一个比较复杂的问题，人们从多个方面对其机理进行了研究。一种比较通俗的解释是：一般来说，多数显性基因有利于个体的生长发育，而相对的隐性基因不利于生长和发育。通过杂交，亲本双方带入子代杂合子中的显性(有利)基因掩盖了隐性(有害)基因，因而表现出有利于生长发育的杂种优势。
杂交育种通常是指把不同遗传类型的动物或植物进行交配，使优良性状结合于杂种后代中，通过培育和选择，创造出新品种的方法。它是动植物育种工作的基本方法之一。在杂交育种中应用最为普遍的是品种间杂交(两个或多个品种间的杂交)，其次是远缘杂交(种间以上的杂交)。
生产上，常常把用杂交方法培育优良品种或利用杂种优势都称为杂交育种，事实上，两者之间是有区别的。杂交育种过程就是要在杂交后代众多类型中选留符合育种目标的个体进一步培育，直至获得优良性状稳定的新品种。杂交育种不仅要求性状整齐，而且要求培育的品种在遗传上比较稳定。品种一旦育成，其优良性状即可相对稳定地遗传下去。杂种优势则主要是利用杂种F1代的优良性状，而并不要求遗传上的稳定。作物育种上就常常在寻找某种杂交组合，通过年年配制F1代杂交种用于生产的办法，取得经济性状，而并不要求其后代还能够保持遗传上的稳定性。
5、太空育种简介
太空育种主要是利用返回式卫星和高空气球所能达到的空间环境，通过强辐射、微重力和高真空等条件诱发植物种子的基因发生变异的作物育种新技术。经历过太空遨游的农作物种子返回地面后再进行种植，不仅植株明显增高增粗，果型增大，而且品质也得到提高。
我国从1987年开始太空育种。
6、核技术诱变育种
核技术诱变育种是近些年来高新技术应用于植物新品种改良成效显著的新途径之一。研究和实践证明，核辐射诱变技术可大大提高基因突变频率，在较短的时间里，创造出为育种目标所需要的种质材料，有的可直接利用成为新品种，有的则间接利用，成为杂交育种、杂种优势育种的亲本材料。
以核技术为核心植物诱变遗传操作技术，在植物遗传改良上有其独特的作用。首先，这项技术能够诱发出各种有用的突变基因，有时能诱发产生自然界稀有的或未曾有过的或用一般常规方法难以获得的新类型、新性状、新基因，特别是在现在种群资源库中极为缺乏新的基因、当前遗传资源日益枯竭的状况下，采用诱发突变的方法来对已消失的有用的基因进行人工再创造，显得尤为重要。第二，能够在原有遗传背景基本不变的情况下，直接使植物体出现新的有用性状的变异，也就是较易诱发点突变，可在较短时间内使植物改良，从而缩短育种进程，提高作物改良效率。第三，能够适用于杂交育种所不能适用的营养繁殖植物、无融合生殖植物。第四，能够诱发出现染色体结构和数目上的变异，促成易位系及非速倍体的发生。第五，与转基因技术，细胞融合技术结合，可促成原生质体非对称细胞融合，提高外源基因整合程度，提高转化效率。所以说，植物诱变遗传操作技术是创造新种质、选育新品种的有效途径，因其具有突变的“创新”优势，是常规技术难以替代的育种新手段，是现代育种技术的有力拓展，在作物品种遗传改进上占有重要地位。
随着生物技术、分子生物学的兴起和发展，核辐射诱变技术的研究也有了拓宽和发展。比如国际原子能机构就非常重视利用核技术与现代生物技术的结合进行植株遗传改良，近年来他们组织的20多项国际协作研究项目，大多数是核技术与远缘杂交、离体诱变、DNA分子标记辅助育种等生物技术结合，进行以高产、优质、多抗为目标的遗传改良或对主要和重要的突变基因进行鉴定、分离与克隆研究，利用离体与突变技术进行种间或属间的基因转移，利用分子生物学技术研究与绘制突变体的基因图、定位突变基因等。总之，不断创新的分子生物技术为核心技术遗传改良注入了新的活力，推动了核辐射诱变遗传操作技术向纵深发展。
我国的科学家们已经为植物诱变遗传操作技术的研究提出了目标：2005年前，利用核技术（等离子体技术）诱发筛选主要农作物（水稻、小麦、玉米、棉花、大豆等）优质、多抗（抗病虫、抗逆境等）、雄性不育等优异新种质、新品种20～30个，其产量较推广品种提高80%～10%。扩大应用生产面积1亿亩，增产粮食30～40亿公斤，创社会经济效益50亿元。到2015年，利用核技术（等离子体技术）创造主要农作物对农业生产产生重大影响的优质、多抗、超高产突变新种质、新品种15？20个，适应经济发展需要的主要农作物及无性繁殖作物（果树、花卉等）突变新种质、新品种100个，生产推广面积2亿亩，增产粮食70～80亿公斤，创社会经济效益70～80亿元。
7、人工培育异源多倍体
异源多倍体是指不同的种杂交产生的杂种后代，经过染色体加倍形成的多倍体。多倍体植物中大多数是异源多倍体。常见的异源多倍体有小麦、燕麦、棉、烟草、苹果、梨、樱桃、菊、水仙、郁金香等。异源多倍体可以通过人工的方法进行培育。例如，萝卜和甘蓝是十字花科中不同属的植物，它们的染色体都是18条(2n=18)，但是二者的染色体间没有对应关系。将它们杂交，得到杂种F1。F1在产生配子时，由于萝卜和甘蓝的染色体之间不能配对，不能产生可育的配子，因而F1是高度不育的。但是如果由F1的染色体数目没有减半的配子受精，或者用秋水仙素处理，人工诱导F1的染色体加倍，就可以得到异源四倍体。在异源四倍体中，由于两个种的染色体各具有两套，因而又叫做双二倍体。这种双二倍体既不是萝卜，也不是甘蓝，它是一个新种，叫做萝卜甘蓝。很可惜，萝卜甘蓝的根像甘蓝，叶像萝卜，没有经济价值。但是，这却提供了种间或属间杂交在短期内(只需两代)创造新种的方法。通过这种方法，人们已经培育出越来越多的异源多倍体新种。
我国已故遗传育种学家鲍文奎经过30多年的研究，在20世纪六七十年代用普通小麦(六倍体)与黑麦(二倍体)杂交，成功地培育出异源八倍体小黑麦新物种。普通小麦和黑麦分别属于不同的属，两个属的物种一般是难以杂交的。但是也有少数的普通小麦品种含有可杂交基因，称为“桥梁品种”。桥梁品种之间的杂交一代及其后代都很容易与黑麦杂交。非桥梁品种也可以先与桥梁品种杂交，将可杂交基因传给后代，这样就可以广泛利用小麦资源与黑麦杂交了。用普通小麦作母本，雌配子中有3个染色体组(ABD)，共21条染色体，用黑麦作父本，雄配子中有1个染色体组(R)，7条染色体，杂交后的子一代包括4个染色体组(ABDR)。这4个染色体组来自不同属的种，因此，子一代不能进行正常的减数分裂，需要用人工的方法将子一代的染色体加倍，形成正常的雌、雄配子，才能受精、结实，繁殖后代。由普通小麦和黑麦杂交，杂种子一代染色体加倍产生的小黑麦具有56(42+14)条染色体，是7的八倍，这些染色体组又来自不同属的物种，因此，把这种小黑麦称为异源八倍体小黑麦。小黑麦具有穗大、粒重、抗病性强、耐瘠性强、抗逆性强和营养品质好等优点，已经在我国西北、西南高寒地区试种成功，并且正在进一步推广。
8．限制性内切酶及其特点
在生物体内有一类酶，它们能将外来的DNA切断，即能够限制异源DNA的侵入并使之失去活力，但对自身的DNA却无损害。科学家还注意到，这种酶是从DNA分子内部切断DNA的，因此，这种酶称做限制性内切酶。美国生物学家内森斯和史密斯因发现了限制性内切酶而获得1978年度的诺贝尔生理学或医学奖。
限制性内切酶通常能识别4～6个碱基长度的特定DNA序列，并能以特定的模式剪切DNA链。一般来说，被识别的DNA序列是回文序列。这种序列的特点是，当从左右两端分别阅读这段双链DNA的碱基序列时，双链上的碱基序列是相同的。按照切割的方式，限制性内切酶可以分为错位切和平切两种，它们分别产生黏性末端和平末端。
目前大约已有500种限制性内切酶，这些酶的命名方式与EcoRI一样遵循统一的规则。第一个字母是分离出此酶的细菌属名的第一个字母，后两个字母为种名的前两个字母，小写，株系数字通常都省略，罗马数字用来表示从同一个细菌中分离出的不同的限制性内切酶。如HpaI和HpaⅡ就是从同一种细菌中分离出来的第一种和第二种内切酶。
几种常用的限制性内切酶及其酶切位点如下表：
几种常用限制性内切酶及其酶切位点
限制性内切酶
识别位点
限制性内切酶
识别位点
EcoRI
XbaI
XhoI
NdeI
G↓AATTC
T↓CTAGA
C↓TCGAG
CA↓TATG
ApaI
BgⅡ
ClaI
SmaI
GGGCC↓C
A↓GATCT
AT↓CGAT
CCC↓GGG
9、 基因工程中的运载体
在基因操作过程中使用运载体有两个目的：一是用它作为运载工具，将目的基因转移到宿主细胞中去；二是利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量的复制（称为克隆）。现在所用的运载体主要有两类：一类是细菌细胞质的质粒，它是一种相对分子质量较小、独立于染色体DNA之外的环状DNA（一般有1～200 kb左右，kb为千碱基对），有的一个细菌中有一个，有的一个细菌中有多个。质粒能通过细菌间的接合由一个细菌向另一个细菌转移，可以独立复制，也可整合到细菌染色体DNA中，随着染色体DNA的复制而复制。另一类运载体是噬菌体或某些病毒等。现在人们还在不断寻找新的运载体，如叶绿体或线粒体DNA等也有可能成为运载体。作为运载体必须具有三个条件：在宿主细胞中能保存下来并能大量复制；有多个限制酶切点，而且每种酶的切点最好只有一个，如大肠杆菌pBR322就有多种限制酶的单一识别位点，可适于多种限制酶切割的DNA插入；有一定的标记基因，便于进行筛选。如大肠杆菌的pBR322质粒携带氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因，就可以作为筛选的标记基因。一般来说，天然运载体往往不能满足上述要求，因此需要根据不同的目的和需要，对运载体进行人工改建。现在所使用的质粒载体几乎都是经过改建的。
10、我国转基因生物的利用现状
1981年，科学家第一次成功地将外源基因导人动物胚胎，创立了培育转基因动物的技术。1982年，科学家获得转基因小鼠。1983年，又获得转基因烟草、马铃薯。目前，国际上获得的转基因植物已达100种以上。以下列举了我国转基因生物的利用情况。
基因工程药物 基因工程药物主要来自三个方面：一是微生物基因工程，即把目的基因导人大肠杆菌等工程菌中，通过微生物表达目的基因的产物；二是细胞基因工程，即用哺乳动物细胞株表达目的产物；三是转基因动物，即将目的基因直接导人鼠、兔、羊、猪体内，使目的基因在哺乳动物体内表达，从而获得目的产物。下表列举了部分利用基因工程技术研制的药品。
利用基因工程技术研制的部分药品
产品名称
菌株或细胞
应用
人胰岛素
大肠杆菌
治疗糖尿病
人生长激素（GH）
大肠杆菌
治疗生长缺陷症
表皮生长因子（EGF）
大肠杆菌
治疗烫伤、胃溃疡等
肿瘤坏死因子
大肠杆菌
杀死某些肿瘤细胞
白细胞介素-2（IL-2）
大肠杆菌
治疗某些癌症
尿激酶原
大肠杆菌
治疗心脏病
α-干扰素
酵母菌
治疗癌症或病毒感染
乙型肝炎疫苗
酵母菌
预防病毒性肝炎
组织溶纤酶原激活剂（tPA）
哺乳动物细胞
治疗心脏病
环境保护中的应用 人类活动造成的各种污染(包括工业废水、废气、各种废弃物、有毒化学物质、电磁和放射性物质等)对生态环境的破坏，已成为威胁人民生活的严重问题。生物技术在环境治理上发挥着不可替代的作用。美国培育的基因工程“超级菌”，几小时就可降解自然菌种需1年才能降解的水上浮油；日本将嗜油酸单胞杆菌的耐汞基因转入腐臭单胞杆菌，使该菌株既能有效处理环境中汞污染，又能将汞回收利用。目前，已成功培植出一种能高效地吸收重金属的转基因烟草，它对土壤中重金属具有很强的抵抗能力和吸附能力，如果把转基因的烟草种于被污染的土壤，就能利用它来吸收和排除土壤中的重金属。
动物乳腺生物反应器 动物乳腺生物反应器是20世纪90年代出现的利用转基因动物的乳房作为生物发酵工厂，大规模生产某些急需的生物活性物质或药用蛋白的高新技术。
目前利用动物乳腺生物反应器生产医用蛋白质已经受到高度的重视。荷兰用转基因牛生产乳铁蛋白；英国成功研制转基因羊，从其乳汁中提取抗胰蛋白酶；我国研制出五头转基因羊，乳汁中含有治疗血友病的凝血因子。
11、我国《农业转基因生物安全条例》有关规定 (摘要)
为了加强我国农业转基因生物的安全管理，保障人体健康和生物安全，保护生态环境，促进农业生物技术的发展，
(1)本条例所称农业转基因生物，是指利用基因工程技术改变基因组构成，用于农业生产或者农产品加工的动植物、微生物及其产品，主要包括：
转基因动植物(含种子、种畜禽、水产苗种)和微生物；
转基因动植物、微生物产品；
转基因农产品的直接加工品；
含有转基因动植物、微生物或者其产品成分的种子、种畜禽、水产苗种、农药、兽药、肥料和添加剂等产品。
本条例所称农业转基因生物安全，是指防范农业转基因生物对人类、动植物、微生物和生态环境构成的危害或者潜在风险。
(2)生产转基因植物种子、种畜禽、水产苗种，应当取得国务院农业行政主管部门颁发的种子、种畜禽、水产苗种生产许可证。
生产单位和个人申请转基因植物种子、种畜禽、水产苗种生产许可证，除应当符合有关法律、行政法规规定的条件外，还应当符合下列条件：
取得农业转基因生物安全证书并通过品种审定；
在指定的区域种植或者养殖；
有相应的安全管理、防范措施；
国务院农业行政主管部门规定的其他条件。
(3)生产转基因植物种子、种畜禽、水产苗种的单位和个人，应当建立生产档案，载明生产地点、基因及其来源、转基因的方法以及种子、种畜禽、水产苗种流向等内容。
(4)经营转基因植物种子、种畜禽、水产苗种的单位和个人，应当建立经营档案，载明种子、种畜禽、水产苗种的来源、贮存、运输和销售去向等内容。
(5)在中华人民共和国境内销售列入农业转基因生物目录的农业转基因生物，应当有明显的标识。列入农业转基因生物目录的农业转基因生物，由生产、分装单位和个人负责标识；未标识的，不得销售。经营单位和个人在进货时，应当对货物和标识进行核对。经营单位和个人拆开原包装进行销售的，应当重新标识。
(6)国家对农业转基因生物安全实行分级管理评价制度，建立农业转基因生物安全评价制度，对农业转基因生物实行标识制度。
(7)国务院农业行政主管部门应当加强农业转基因生物研究与试验安全评价管理工作，并设立农业转基因生物安全委员会，负责农业转基因生物的安全评价工作。农业转基因生物安全委员会由从事农业转基因生物研究、生产、加工、检验检疫以及卫生、环境保护等方面的专家组成。
(8)国务院农业行政主管部门根据农业转基因的安全评价工作的需要可以委托具备检测条件和能力的技术检测机构对农业转基因生物进行检测。
(9)从事农业转基因生物研究与试验的单位，应当具备与安全等级相适应的安全设施和措施，确保农业转基因生物研究与试验的安全，并成立农业转基因生物安全小组，负责本单位农业转基因生物研究与试验的安全工作。
《条例》指出，从事农业转基因生物研究与试验单位，应当具备相应的安全设施和措施，确保农业转基因生物研究与试验的安全，在生产性试验结束后，可以申请领取农业转基因生物安全证书。中外合作、合资或者外方独资单位，应当经国务院农业行政主管部门批准。单位和个人从事农业转基因生物生产、加工的，应当由国务院农业行政主管部门或者省、自治区、直辖市人民政府农业行政主管部门批准。农民养殖、种植转基因动植物的，由种子、种畜禽、水产苗种销售单位代办审批手续。经营转基因生物的单位和个人，应当取得许可证，并建立经营档案。列入农业转基因生物目录的农业转基因生物，由生产、分装单位和个人负责标识，未标识的，不得销售。农业转基因生物标识应当标明产品中含有转基因成分的主要原料名称；有特殊销售范围要求的，还应当标明销售范围，并在指定范围内销售。
《条例》还规定，发现农业转基因生物对人类、动植物和生态环境存在危险时，国务院农业行政主管部门有权宣布禁止生产、加工、经营和进口，收回农业转基因生物安全证书，销毁有关存在危险的农业转基因生物。