第四章食用菌的菌种选育 第七节基因工程育种简介 主讲 段鸿斌
第四章 食用菌的菌种选育 第七节 基因工程育种简介 主讲 段鸿斌
基因工程育种意义 基因工程是在基因水平上的遗传操作，它以 人为的方法从某一供体生物中提取所需要的基 因，在离体条件下用适当的限制性核酸内切酶 切割，把它与载体连接起来一并导入受体生物 细胞中进行复制和表达，从而选育出新品种。 利用基因工程技术可以更方便地对更多基 因进行有目的操纵，打破自然界物种间难以交 配的天然屏障，将不同物种的基因按人们的意 志重新组合，实现超远缘杂交，培育高产、优 质、多抗新品种
一、基因工程育种意义 基因工程是在基因水平上的遗传操作，它以 人为的方法从某一供体生物中提取所需要的基 因，在离体条件下用适当的限制性核酸内切酶 切割，把它与载体连接起来一并导入受体生物 细胞中进行复制和表达，从而选育出新品种。 利用基因工程技术可以更方便地对更多基 因进行有目的操纵，打破自然界物种间难以交 配的天然屏障，将不同物种的基因按人们的意 志重新组合，实现超远缘杂交，培育高产、优 质、多抗新品种
二、 基因工程的基本操作 基本操作包括 1.目的基因（即外源基因或供体基因） 的制取 2载体系统的选择 3.目的基因与载体重组体的构建， 4.重组载体导入受体细胞 5.工程细胞株”的表达 6检测以及实验室和一系列生产性实 验等
二、基因工程的基本操作 基本操作包括： 1.目的基因（即外源基因或供体基因） 的制取 2.载体系统的选择， 3.目的基因与载体重组体的构建， 4.重组载体导入受体细胞 5.“工程细胞株”的表达 6.检测以及实验室和一系列生产性实 验等
1.获取日的基因 取得符合人们要求的DNA片段，这 种DNA片段被秤为“目的基因” 目的基因可以人工合成，也可以用限 制性核酸内切酶从基因组中直接切割得到。 目前获取目的基因的方法主要有三种： ①从适当的供体生物包括微生物、动 物或植物中提取； ②通过逆转录酶的作用由mRNA合成 cDNA(互补DNA): ③用化学方法合成特定功能的基因
1. 获取目的基因 取得符合人们要求的DNA片段，这 种DNA片段被秤为“目的基因”。 目的基因可以人工合成，也可以用限 制性核酸内切酶从基因组中直接切割得到。 目前获取目的基因的方法主要有三种： ①从适当的供体生物包括微生物、动 物或植物中提取； ②通过逆转录酶的作用由mRNA合成 cDNA(互补DNA)； ③用化学方法合成特定功能的基因
2.选择载体 载体必须具备下列几个条件 ①是一个有自我复制能力的复制子； ②能在受体细胞内大量增殖，有较高 的复制率； ③载体上最好只有一个限制性内切核 酸酶的切口，使目的基因能固定地整合到 载体DNA的一定位置上； ④载体上必须有一种选择性遗传标记， 以便及时把极少数“工程菌”选择出来
2.选择载体 载体必须具备下列几个条件： ①是一个有自我复制能力的复制子； ②能在受体细胞内大量增殖，有较高 的复制率； ③载体上最好只有一个限制性内切核 酸酶的切口，使目的基因能固定地整合到 载体DNA的一定位置上； ④载体上必须有一种选择性遗传标记， 以便及时把极少数“工程菌”选择出来
目前原核受体细胞的载体主要有： 1.细菌质粒（松弛型 2.入噬菌体两类。 真核细胞受体的载体动物方面主要有 SV40病毒，植物方面主要是Ti质粒
目前原核受体细胞的载体主要有： 1.细菌质粒(松弛型) 2.λ噬菌体两类。 真核细胞受体的载体动物方面主要有 SV40病毒，植物方面主要是Ti质粒
3.目的基因与载体DNA的体外重组 即用人工方法，让目的基因与载体 相结合形成重组DNA。 首先对目的基因和载体DNA采用限 制性内切酶处理，获得互补粘性末端或 人工合成粘性末端，然后把两者放在较 低的温度(5~6℃)下混合“退火
3. 目的基因与载体DNA的体外重组 即用人工方法，让目的基因与载体 相结合形成重组DNA。 首先对目的基因和载体DNA采用限 制性内切酶处理，获得互补粘性末端或 人工合成粘性末端，然后把两者放在较 低的温度(5～6℃)下混合“退火
由于每一种限制性内切酶所切断 的双链DNA片段的粘性末端有相同的 核苷酸组分，所以当两者相混时，凡 粘性末端上碱基互补的片段，就会因 氢键的作用而彼此吸引，重新形成双 链 这时，在外加连接酶的作用下 供体的DNA片段与质粒DNA片段的裂 口处被“缝合”，目的基因插入载体 内，形成重组DNA分子：
由于每一种限制性内切酶所切断 的双链DNA片段的粘性末端有相同的 核苷酸组分，所以当两者相混时，凡 粘性末端上碱基互补的片段，就会因 氢键的作用而彼此吸引，重新形成双 链。 这时，在外加连接酶的作用下， 供体的DNA片段与质粒DNA片段的裂 口处被“缝合”，目的基因插入载体 内，形成重组DNA分子
4.DNA重组体导入受体细胞 上述体外反应生成的重组载体只有将其 引入受体细胞后，才能使其基因扩增和表达 受体细胞可以是微生物细胞，也可以是 动物或植物细胞。把重组载体DNA分子引入 受体细胞的方法很多。 若以重组质粒作为载体时，可以用转化 的手段；若以病毒DNA作为重组载体时，则 用感染的方法
4. DNA重组体导入受体细胞 上述体外反应生成的重组载体只有将其 引入受体细胞后，才能使其基因扩增和表达。 受体细胞可以是微生物细胞，也可以是 动物或植物细胞。把重组载体DNA分子引入 受体细胞的方法很多。 若以重组质粒作为载体时，可以用转化 的手段；若以病毒DNA作为重组载体时，则 用感染的方法
5.受体细胞的繁殖扩增 含重组DNA的活受体细胞，在适当 的培养条件下，能通过自主复制进行繁 殖和扩增，使得重组DNA分子在受体细 胞内的拷贝数大量增加，从而使受体细 胞表达出供体基因所提供的部分遗传性 状，受体细胞就成了“工程菌
5. 受体细胞的繁殖扩增 含重组DNA的活受体细胞，在适当 的培养条件下，能通过自主复制进行繁 殖和扩增，使得重组DNA分子在受体细 胞内的拷贝数大量增加，从而使受体细 胞表达出供体基因所提供的部分遗传性 状，受体细胞就成了“工程菌