1. 植物基因工程（plant genetic engineering）：
利用基因工程理论技术，从供体分离克隆的外源基因，在体外与DNA重组后，经遗传转化导入受体植物基因组中，并获得有效表达及稳定遗传的工程。 2. 转基因植物（genetically modified plants，GMP）：
通过基因工程技术改变基因组构成的植物。该植物如是农作物，即称为转基因作物（genetically modified crops，GMC）。
3. 转基因生物（genetically modified organisims，GMO）：
是广义的，泛指转基因动物、植物和微生物。（1.2.3选择性的考名词解释） 补充:1 向持久广谱性抗虫病虫害方向发展。 2非生物性抗逆转基因方兴未艾。 3更注重作物品质改良。 4植物医药基因工程。 植物基因工程发展前景：
1) 向持久广谱抗病虫害方向发展； 2) 非生物性抗逆转基因方兴未艾； 3) 更注重作物品质改良； 4) 植物医药基因工程。 植物基因工程发展历程？ 5.基因（gene）
基因组(genome):一个物种单倍体染色体数目称为该物种的基因组。 基因组学(genomics)
后基因组学(post-genomics)
C-值（C-value）:一个单倍体基因组的DNA含量是恒定的，称为C-值（C-value） (选择性的考名词解释)
6. 线粒体基因组（mtDNA）的结构特点:
①独立于和染色体外，环状双链DNA或线状DNA；
②在细胞内拷贝数不同，且长度随不同物种差异有明显变化； ③非均一性；
④由复合操纵子结构组成，多顺反子；
⑤易发生变异，变异率高于cpDNA和nDNA，且缺乏修复能力；
⑥ mtDNA基因表达调控序列基本与原核生物相同，但有自身的特异性；
⑦mtDNA能自我复制，且只有一个复制点；⑧mtDNA的浮力密度一般在1.705~1.706 g/cm3
植物细胞核基因组的结构特点：
:①由多条染色体组成，每条染色体由DNA分子与蛋白质稳定地结合成染色质的多级结构并储存于细胞核内；
②在不同物种间，遗传物质含量差异大；
③没有操纵子结构，但有许多结构相似，功能相关的基因组成基因家族（gene family ④存在大量不编码序列； ⑤不连续基因/割裂基因； ⑥单顺反子（monocistron）；
⑦多复制子（multi-replicon）；⑧核基因组的遗传特点完全遵循孟德尔规律。
植物叶绿体基因组特点:叶绿体基因组（chloroplast genome, cpDNA）也称为质体基因组①独立遗传物质，含量小、变化大；
②cpDNA的结构特点与原核生物基本相同；
③ cpDNA能自我复制，且只有一个复制点，遗传特点为非孟德尔式遗传，属母系遗传；④cpDNA中相同或相关功能基因组成复合操纵子，表达为多顺反子；
(考选择题或解答题)
7. 植物细胞三套基因组的结构功能比较（大题） 大小/kb 重复序列 复杂性 结构 遗传方式 遗传方式 tRNA poly（A）尾巴 3‘帽子 遗传密码 调节序列 nDNA 5×105~2×108 多 复杂多变 与蛋白质结合成染色体 核遗传，完全自主 双亲遗传 多，核基因编码 有 有 正常 增强子+CAAT框+TATA框 cpDNA 120~200 少 保守 裸露，环状 质遗传，半自主 母系遗传 少，叶绿体基因编码 无 无 正常 类似原核-10区和-35区 mtDNA 200~2400 少 较复杂多变 裸露，环状或线状 质遗传，半自主 母系遗传 少，核基因和线粒体基因编码 无 无 特殊 不明 8. 组成型启动子:
在所有组织中都能启动基因表达，表达具有持续性，不表现时空特异性，也不受外界因素的诱导，在不同组织中所启动的基因表达水平相同。
诱导型启动子：此类启动子在某些物理或化学信号的刺激下启动基因的表达或大幅度提高基因的转录。（名词解释）
组织特异型启动子:又称器官特异性启动子，在组织特异型启动子调控下，基因常常只在某些特定的器官或组织中表达。 9.植物细胞核基因的功能及类型 填空：
从基因功能划分：跳跃基因 假基因 断裂基因 持家基因 10.抗虫基因分为三类：（填空或者解答）
（1）从微生物分离出的杀虫结晶蛋白基因，如苏云金杆菌的δ-内毒素基因，即bt基因；
（2）从植物中分离出的昆虫蛋白酶抑制剂基因，如豇豆胰蛋白酶抑制剂基因(cpti); （3）植物凝集素基因（lectin gene） 补充: bt基因的作用原理（必考）
Bt伴胞晶体被敏感昆虫摄食后，在中肠蛋白酶的作用下溶解并激活，释放出毒素核心肽段；而后毒素作用于中肠上皮细胞，引起细胞膨胀和裂解，由此引起昆虫肠道麻痹和肠道穿孔，消化道细胞的离子和渗透压平衡遭到破坏，最终导致昆虫死亡。
另外，芽胞可以经虫口进入消化道，在毒素破坏中肠后，菌体可以进入体腔进行大量繁殖，引起幼虫败血症。
11.PI基因的抗虫原理（解答题） (没有画)
（1）PI与昆虫消化道内的蛋白消化酶相结合，形成酶抑制剂复合物（EI），从而阻断或减弱蛋白酶对于外源蛋白质的水解作用，导致蛋白质不能被正常消化。
（2）EI复合物能刺激昆虫过量分泌消化酶，使昆虫产生厌食反应。停止进食而缺乏代谢所需的一些氨基酸，导致昆虫发育不正常或死亡。
（3）蛋白酶抑制剂分子可能通过消化道进入昆虫的血淋巴系统，从而严重干扰昆虫的蜕皮过程和免疫功能，以致昆虫不能正常发育。 13. 植物基因转化系统（选择或解答）
（1）载体转化系统（Ti质粒转化载体，Ri质粒转化载体） （2）原生质体DNA直接导入转化系统 （3）基因枪DNA导入转化系统 （4）花粉粒介导转化系统
14. Ti质粒的遗传特性及类型（填空或解答）
Ti质粒是根癌农杆菌染色体外的遗传物质，为双股共价闭合的环状DNA分子。
根据其诱导的植物冠瘿瘤中所合成的冠瘿碱种类不同，Ti质粒可以被分成四种类型： 章鱼碱型(octopine) 胭脂碱型(nopaline) 农杆碱型（agropine） 农杆菌素碱型（agrocinopine）或称琥珀碱型(succinamopine) 15. Ti质粒的功能区域（解答）
（1）T-DNA区（transferred-DNA regions）： T-DNA是农杆菌侵染植物细胞时，从Ti质粒上切割下来转移到植物细胞的一段DNA，称为转移DNA。该DNA片段上的基因与肿瘤的形成有关。
（2）Vir区（virulence region）：该区段上的基因能激活T-DNA转移，使农杆菌表现出毒性，故称之为毒区。T-DNA区与Vir区在质粒DNA上彼此相邻，约占Ti质粒DNA的三分之一
（3）Con区（regions encoding conjugations）：该区段上存在着与细菌间接合转移的有关基因（tra），调控Ti质粒在农杆菌之间的转移。冠瘿碱能激活tra基因，诱导Ti质粒转移，因此称之为接合转移编码区。
（4）Ori区（origin of replication）：该区段基因调控Ti质粒的自我复制，故称之为复制起始区。
16. Ti质粒的生物学功能（解答题）
①参与寄主细胞合成植物激素吲哚乙酸（IAA）和一些细胞分裂素的活动。 ②诱发植物产生冠瘿瘤并决定所诱导的肿瘤的形态学特征和冠瘿碱成分。 ③赋予寄主菌株具有分解代谢各种冠瘿碱化合物的能力。 ④赋予寄主菌株对土壤杆菌所产生的细菌素的反应性。 ⑤为农杆菌提供附着于植物细胞壁的能力。 ⑥决定寄主菌株的植物寄主范围。
⑦有的Ti质粒能够抑制某些根瘤土壤杆菌噬菌体生长与发育，即具有对噬菌体的“排外性”。
补充:tDNA的转录有下述共同点。
1 tDNA的两条链都是有意义链，即都能被转入。 2体DNA上每个基因都有各自的启动子。 3基因的转录由植物细胞RNA聚合酶Ⅱ完成。
4tDNA具典型的真核生物rna合成起始和终止的调节信号, tDNA的转录机理可能与真核生物相同。
5植物或农杆菌中可能有甲基化和去甲基化的调节基因活性。 补充:农杆菌T质粒基因转化机理
已知农杆菌附着到植物细胞后,只留在细胞间隙中。T-DNA首先在细菌中被加工、剪切、复制,然后转入植物细胞,并非整个ti质粒都进入植物细胞。该基因转化过程是一个复杂的遗传工程。
补充:T-DNA整合的遗传效应 T-DNA插入的遗传特性:
(1)t-DNa的插入不引起植物DNA大的重排但多数插入会导致靶位点处小的缺失,缺失多至79个核苷酸
(2)另一个常见的结果是,在T-DNA/植物DNA连接处,会有几个至33个核苷酸的“填充DNA(Filler DNA)存在。这些“填充”DNA的序列与靠近连接处的植物DNA序列相似
(3)在植物靶位处不要求有特异的序列,但若在T-DNA两端和植物靶位处之间有一段短序
列(5-10b)同源,则可以在整合中起作用
17. T链整合基因组的分子机理 整合位点及特性:
T-DNA的整合机理 双链断裂修复模型（DSBR model） 单链缺口修复模型（SSGR model） 三选一： 中间载体： 受体ti质粒： 卸甲载体：
18.双元载体系统：
双元载体（binary vecter）系统是指由两个分别含T-DNA和Vir区的相容性突变Ti质粒构成的双质粒系统,又因为其T-DNA与Vir基因在两个独立的质粒上，通过反式激活T-DNA转移,故称之为反式载体（trans vecter）. （名词解释或解答） 19.载体构建中常用的选择标记及报告基因（解答题或选择） 选择标记基因和筛选标记基因必须具备以下四个条件：①编码一种不存在于正常植物细胞中的酶；②基因较小，可构成嵌合基因；③能在转化体中得到充分表达；④检测容易，并且能定量分析。
选择标记基因和筛选标记基因差异: 标记基因的功能主要是该基因的产物及与植物细胞产生一种选择压力，致使未转化细胞不能生长发育与分化，而转化细胞对该标记产生抗性，不影响其生长等，从而将转化细胞选择出来。筛选标记基因强调给转化细胞戴上一种标记起报告和识别作用，故称报告基因。
报告基因:在转化系统中通过瞬时表达检测来确定转化是否成功，和检测转化的基因是否能在转化细胞中得到表达，因此起到报告的作用，故亦称之为报告基因。 20.目前认为转基因植物的证据应有以下几点：
①要有严格的对照（包括阳性及阴性对照）；②转化当代要提供外源基因整合和表达的分子生物学证据、物理数据（southern杂交，northern杂交，western杂交）与表型数据（酶活性分析或其它）；③提供外源基因控制的表型性状证据（如抗虫、抗病等）；④根据该植物的繁殖方式（有性繁殖还是无性繁殖）提供遗传证据。有性繁殖作物需有目的基因控制的表型性状传递给后代的证据，无性繁殖作物有繁殖一代稳定遗传的证据。（解答）
21.分子检测确定转基因的整合和表达（填空） DNA水平检测：PCR、 Southern杂交
RNA水平检测：RT-PCR检测、Northern杂交
蛋白水平的检测：Western杂交、ELISA检测、酶活性测定
23.PCR检测策略可以分为四种：通用元件筛选PCR检测、基因特异性PCR检测、构建特异性PCR检测、品系特异 性PCR检测。 （填空或选择）
补充: southern杂交:以DNA和RNA为探针检查DNA链用于外源基因整合的鉴定及分析。 酶联免疫吸附法:是一种利用免疫学原理检查抗原抗体的技术。
Western杂交:是将蛋白质电泳印迹免疫测定融为一体的蛋白质检测方法。
转基因与传统杂交的异同点
26.谈谈你对转基因安全性的认识。 转基因植物的潜在风险:
（1）. 转基因植物释放引发“超级杂草”
目前转入植物的基因以抗除草剂的为多，其次以抗虫和抗病毒，然后是抗逆。如果这些基因逐渐在野生种群中定居后，就具有选择优势的潜在可能，成为难以控制的“超级杂草”。
（2）. 转基因植物中35S启动子的生物安全性
启动子是基因表达所必需的，决定了外源基因表达空间、表达时间和表达强度等，是人们定向改造生物的重要限制因素。最常用的启动子是35S启动子，该启动子能够在植物组织中高水平表达。因此已经被引入许多转基因植物中。 潜在风险问题: 35S启动子内有一重组热点。 如果35S启动子插入到隐性病毒基因组旁，可能会重新活化病毒;启动子插入到某一编码毒素蛋白的基因上游，可能会增强该毒素的合成;当转基因植物被动物或人类食用后，35S启动子可能会插入到某一致癌基因上游，活化并且导致癌变。 (3). 抗生素抗性标记基因的生物安全性
在过去的几年里，越来越多的报道指出:细菌可以获得对多种抗生素的抗性。这导致人们开始怀疑：转基因植物中的抗性基因是否会转移到细菌中。抗性标记基因是否会通过食物在肠道中水平转移至体内微生物，从而影响抗生素治疗的有效性。抗性标记基因产物是否使人体产生抗药性（食品安全性）。 转基因食品对人类的可能危害主要有3大类：
（1）可能含有已知或未知的毒素，对人体产生毒害作用。（2）可能含有已知或未知的过敏源，引起人体的过敏反应。（3）食品某些营养成分或营养质量可能产生变化，使人体出现某种病症。 国际上的看法： 国际组织
实质等同原则 表型性状的等同 成分等同 欧盟：
欧盟对转基因农产品持反对态度，1998年提出转基因技术安全性之后，其反对态度更加强硬。他们对转基因技术培育的农作物、家畜以及再加工食品加以抵制，尤其对美国的转基因玉米已终止了进口，然而对于西班牙和德国的转基因玉米却没有采取措施 。规定对转基因产品必须加贴标签 。
山西农业大学植物基因组工程 (农学)期末划重点复习资料
