的使用曾做出了巨大的贡献，但其弊端也日渐突出。
现代生物技术将为种植业的发展提供跟广阔的前景。
生物技术与农业 7.1 生物技术与种植业
7.1.1 生物技术在诱导植物雄性不育中的利用
植物雄性不育及杂种优势利用是传统育种方法 中的一个重要领域并已取得令人瞩目的巨大成绩。 利用现代生物技术方法可诱导植物雄性不育，从而
积的减产。组织培养、原生质体融合、体细胞杂交等 生物技术手段创造突变，培育抗逆新品种。不过这些 方法盲目性较大，而且植株遗传变异频率较低，植物 基因工程技术目前已成为一种广泛且有效的培育抗逆
性植株的手段。
生物技术与农业 7.1.2 生物技术培育抗逆性作物品种
7.1.2.1 培育抗除草剂作物 农田化学除草已成为全球现代农业生产的重要组 成部分,全世界除草剂的总用量、施用面积及费用均已
超过杀虫剂与杀菌剂。随着大量除草剂的出现,新品种
选育和开发难度极大。因此,利用基因工程培育植物的
抗除草剂品种越来越受到国内外科学家的关注,它不仅
可扩大现有除草剂的应用范围,选用高效率、低毒、低 残留、杀草谱广、低成本的除草剂转基因作物,也可减
少环境污染,降低农业生产成本。
利用基因工程技术培育抗除草剂作物
雄性不育系。
1984～1988年间凌定厚等以IR24、IR36、IR54等9
个品种，通过种子、幼穗离体培养，筛选到不育突变 体48个。
生物技术与农业 7.1.1 生物技术在诱导植物雄性不育中的利用
7.1.1.2 基因工程诱导植物雄性不育
花粉绒粘层表达barnase基因阻断花粉正常的发育
而造成败育，形成不育系；花粉绒粘层表达bastar基
因转化植株中为恢复系形成的二系配套的油菜、烟草 。
反义RNA技术创造了拟南芥、玉米、油菜等植物不
育系 。
生物技术与农业 7.1.1 生物技术在诱导植物雄性不育中的利用
7.1.1.3 原生质体融合创造不育系
萝卜与油菜的原生质体融合而产生的细胞杂种——
萝卜质油菜，在一般环境条件下表现为“雄性不育”。
匈牙利国家自然科学院Menczel等（1982 ）以链霉
素抗性基因作标记在烟草品种间进行原生质体融合，
实现了烟草细胞质雄性不育基因的转移。
生物技术与农业 7.1 生物技术与种植业
7.1.2 生物技术培育抗逆性作物品种
植物与环境间有着密不可分的关系，而逆性环境
的出现，特别是病虫害的频繁发生，造成农业上大面
1985年，美国Calgene公司分离出Epsp合成酶基因。
生物技术与农业 7.1.2.1 培育抗除草剂作物
抗EPSP抑制剂基因
草甘膦(glyphosate)是一种广谱除草剂,它具有无毒、 易分解，无残留和不污染环境等特点，目前已从细菌 中分离出一个突变株，它含有抗草甘膦的EPSP合成酶
突变基因。把抗草甘膦基因引入植物，可使这种基因
产生新的不育材料为育种服务。
基因工程技术、组织培养、原生质体融合、 体细胞诱变和体细胞杂交等技术都可以创造植物雄
性不育新材料。
生物技术与农业 7.1.1 生物技术在诱导植物雄性不育中的利用
7.1.1.1 组织培养诱导植物雄性不育
中国水稻所利用巴斯马提水稻品种进行胚根组织培
养，然后将愈伤组织进行辐射，从而选育出巴斯马提
• 理想的除草剂必须具 有高效、广谱的杀草 能力, 且对作物及人 畜无害, 在土壤中的 残留短, 成本不高。 但现在要开发出1种新 的符合上述要求的除 草剂的成本越来越高, 选择的机率也在明显 降低。
抗除草剂基因工程
溴苯腈
是一种苄腈化合物，抑制光合作用过程中的电子传递，能除宽子叶杂草。 从土壤中分离出一种叫臭鼻杆菌的细菌，能产生一种溴苯腈的特异水解酶，可 将溴苯腈水解为3，5—二溴—4羟基苯甲酸，失去除草功效。控制该水解的基因 (Bxn)已分离出来 2，4－D 是一种激素型除，草剂，浓度过高会对植物有毒害作用，阔叶植物特别是棉花 对2，4－D极其敏感。 土壤中富氧产碱菌对2，4－D的分解作用最强，美国和澳大利亚已从该细菌中 分离出2，4—D单氧化酶基因，可分解 2，4－D。 草甘膦 草甘膦，又名镇草宁，是应用最广泛的一种非选择性除草剂，作用机制是破坏 植物体内三种芳香族氨基酸(Phe，Tyr，Try)生物合成中的关键酶Epsp。
转抗EPSP抑制剂基因的棉白杨对草甘膦具有耐受性
生物技术与农业 7.1.2 生物技术培育抗逆性作物品种
7.1.2.2
培育抗病虫作物
Hale Waihona Puke 化学革命给人类带来了农药，农药对人类的发 展确实起了重要的作用，但同时也带来了不少严重 的问题，如农药的残留在食物链的各个层次富积， 危害环境及人类。同时杀虫剂的大量使用，使大量
hyrscopicu中分离得到抗bialaphos的bar基因，该基因
编码的产物称PAT, 嵌合的bar基因在CaMV35s启动子
的控制下,在烟草、马铃薯和番茄的细胞内得到了表 达，转基因植株对高剂量的PPT和bialaphos具有耐受
性。
生物技术与农业 7.1.2.1 培育抗除草剂作物
生物技术与农业 7.1.2.1 培育抗除草剂作物
7 生物技术与农业
学习目的
了解现代生物技术在农业生产中的广泛运用。
认识生物技术在培育高产、抗病、抗逆植物新品 系以及在培育优良生产性能的动物新品系、动物 快速繁殖、生物反应器等领域的应用。
生物技术与农业 7 生物技术与农业
7.1 生物技术与种植业
长期以来人们不断地寻求提高作物产量和品质的 方法，有性杂交等传统育种方式、化学农药和肥料等
工程作物获得抗草甘膦的能力。此时若用草甘膦除草， 则可选择性地除掉杂草，而这种作物因不受损害而生 长。
生物技术与农业 7.1.2.1 培育抗除草剂作物
抗PPT基因
膦丝菌素(phosphinothricin，PPT)用作非选择性 的除草剂,是植物谷氨酰合成酶(glutamine
synthetase,GS)的抑制剂。现已从Streptomyces
天敌和益虫也蒙受毒害，生物的多样性降低。农药
的长期使用，使昆虫及病原体产生抗性，使杀虫剂 的应用越来越形成恶性循环。
生物技术与农业 7.1.2.2 培育抗病虫作物
抗病虫转基因作物的益处： 是一种无环境污染的防治策略，可显著减轻农业对 化学农药的依赖，有助于可持续农业系统的建立。 农药具有时间上的连续性和空间上的整体性。 抗性基因的来源广阔，不受不同生物个体间生殖隔 阂的限制，可以在整个生物体中挑选、组合目的基因。 育种周期短，治虫成本低。