《遗传资源》课件

遗传资源概述遗传资源是生物多样性的基础，包含植物、动物、微生物的遗传物质。具有实际或潜在价值，是人类社会发展的重要战略资源。课程目标与内容1认识遗传资源基本概念2了解资源保护与利用方法3掌握国际公约与法规框架4探索资源价值与未来发展什么是遗传资源？定义含有遗传功能单位的植物、动物、微生物材料形式种子、精子、胚胎、DNA等载体特征可遗传性、多样性、地域性遗传资源的重要性1科学研究价值基础研究材料2经济发展价值生物产业基础3生态系统价值维持环境平衡4社会文化价值民族特色资源遗传资源的类型植物遗传资源作物、林木、药用植物动物遗传资源家畜、野生动物微生物遗传资源细菌、真菌、病毒人类遗传资源人体组织、基因信息植物遗传资源作物资源粮食、蔬菜、水果、经济作物林木资源乔木、灌木、藤本植物药用植物传统药用、现代药源植物动物遗传资源家畜家禽地方品种、培育品种、野生近缘种野生动物陆生、水生、两栖动物种群昆虫资源传粉昆虫、天敌昆虫、经济昆虫微生物遗传资源细菌资源工业发酵、环境治理、医药研发真菌资源食药用菌、工业菌种、生物防治病毒资源疫苗研发、基因治疗载体人类遗传资源1基因组样本DNA、RNA、染色体2人体组织细胞、血液、器官3遗传信息基因序列、变异数据4族群信息民族特征、地域分布遗传资源的多样性1234物种多样性不同生物种类间差异遗传多样性同一物种内基因变异生态多样性生态系统类型多样功能多样性基因表达与功能变化生物多样性与遗传资源1生态系统多样性森林、草原、湿地等2物种多样性不同物种数量与丰富度3遗传多样性基因变异与等位基因多态性遗传资源与生态系统维持生态平衡物种互作网络1提供生态服务授粉、净化水源2增强适应能力抵御环境变化3促进进化创新基因交流与适应4遗传资源的保护策略调查与评估资源本底调查、价值评估就地保护自然保护区、原生境保护迁地保护基因库、植物园、动物园可持续利用合理开发、惠益分享就地保护保护区、国家公园、生态廊道等原生境内保护遗传资源多样性，维持自然进化过程迁地保护植物园活体收集与展示动物园稀有动物繁育保护水族馆水生生物资源保存基因库保存种子库低温干燥储存植物种子DNA库提取保存生物DNA样本细胞库活细胞、组织超低温保存种质库活体种质资源收集保存冷冻保存技术样本预处理去水、添加保护剂程序降温控制冻结速率超低温储存液氮保存-196℃解冻复苏控制解冻速度和条件种子库与花粉库种子库类型国家库、地方库、专业库保存条件-18℃以下，相对湿度<8%储存周期定期更新，监测活力花粉保存超低温保存授粉材料遗传资源的评价1基础评价形态特征、生长特性2功能评价抗性、品质、产量3分子评价基因型、遗传多样性4综合评价利用价值、保护优先级表型评价方法形态学评价器官形态、颜色、大小农艺性状评价生长周期、产量、适应性生化特性评价营养成分、次生代谢产物基因型评价方法染色体分析核型分析、染色体数目分子标记技术DNA指纹图谱、多态性分析基因组测序全基因组或目标区域测序功能基因组学转录组、蛋白组分析分子标记技术在评价中的应用DNA分子标记技术提供准确遗传信息，用于种质鉴定、亲缘关系分析、遗传多样性评估遗传资源的利用1234农业育种新品种选育、杂交优势利用医药研发药物筛选、基因治疗工业应用生物材料、生物能源环境保护生物修复、生态恢复育种中的遗传资源利用种质筛选优良性状资源鉴定杂交育种亲本选配、杂种优势分子辅助选择标记辅助育种技术种质创新遗传变异拓展与利用基因工程与遗传资源基因克隆目标基因分离与克隆基因转化外源基因导入受体基因表达基因功能验证与利用基因编辑CRISPR等精准编辑技术药物开发中的遗传资源应用1天然产物筛选植物、微生物活性成分2基因工程药物重组蛋白、单抗药物3基因治疗遗传病基因修复4个体化医疗基于基因型的用药遗传资源与可持续农业1增强粮食安全作物多样性2提高抗逆能力抗病虫害、耐环境胁迫3降低投入依赖适应低投入农业4保障生态服务农业生态系统功能遗传资源与食品安全作物多样化多元化食物来源营养品质改良提高营养价值储藏加工性状延长保鲜期传统食物资源保护传统饮食文化遗传资源与气候变化适应耐高温资源热胁迫耐受性1抗旱性资源水分利用效率2耐盐碱资源土壤胁迫适应3抗病虫害资源生物胁迫抵抗4遗传资源的国际公约1生物多样性公约1992年通过，保护生物多样性2粮农植物遗传资源国际条约2001年通过，粮食作物资源3名古屋议定书2010年通过，遗传资源获取与惠益分享4世界知识产权组织条约遗传资源知识产权保护生物多样性公约签署时间1992年里约地球峰会核心目标保护、可持续利用、惠益分享缔约方196个国家和地区实施机制国家战略与行动计划粮食和农业植物遗传资源国际条约建立目标粮食作物遗传资源保护利用多边系统64种重要粮食作物共享机制农民权利保障传统知识与参与权名古屋议定书1通过时间2010年名古屋CBD缔约方大会2核心内容遗传资源获取与惠益分享机制3实施工具事先知情同意、共同商定条件4中国加入2016年批准加入遗传资源获取与惠益分享1获取申请提交申请、说明用途2事先知情同意获得资源提供方许可3共同商定条件商定惠益分享方式4惠益回馈货币、技术、能力建设等形式中国的遗传资源管理1234法律体系专项法规、部门规章管理机构农业农村部、生态环境部等保护网络保护区、基因库、保护项目监管措施许可制度、出境管理中国遗传资源法律法规法规名称发布时间管理范围人类遗传资源管理条例2019年人类遗传资源畜禽遗传资源保护利用条例2006年畜禽资源种子法2015年修订植物种质资源野生动植物保护法2018年修订野生物种资源中国遗传资源保护体系保护区网络国家级、地方级自然保护区基因库系统作物、畜禽、微生物基因库保护项目重点保护工程与计划监测网络生物多样性观测站点中国主要遗传资源保护机构作物种质资源库国家作物种质长期库，北京野生动物救护中心珍稀濒危物种保护繁育植物园体系中科院植物园网络遗传资源信息系统资源编目分类登记与编码特性数据库表型、基因型数据收集地理信息系统资源分布与环境信息共享平台数据整合与开放获取遗传资源数据库建设3000+物种收录重要经济物种全覆盖100万+资源份数收集保存资源数量5PB+数据容量基因组、表型数据总量200+参与机构科研院所、高校、企业生物信息学在遗传资源研究中的应用序列分析基因组装、注释、比对进化分析系统发育、分子钟功能预测基因功能、蛋白结构预测遗传资源与知识产权专利保护基因、生物技术发明专利植物新品种保护育种者权利保障商业秘密保护育种材料、方法保密传统知识保护社区知识权益保障专利保护与遗传资源可专利性遗传资源相关发明1新颖性要求区别于现有技术2来源披露遗传资源来源说明3合法获取证明获取合规性证明4传统知识与遗传资源1传统农业知识种植、选种、保存方法2传统医药知识药用植物利用经验3传统资源管理可持续利用方式4社区习惯法资源获取与分享规则遗传资源的经济价值评估直接价值间接价值选择价值遗传资源价值包括直接使用价值、间接生态价值和未来选择价值（单位：亿元）遗传资源市场与贸易种子市场全球约700亿美元种畜禽市场全球约450亿美元微生物制品全球约300亿美元基因测序服务全球约150亿美元遗传资源与生物技术产业遗传资源是生物技术产业的基础，支撑农业生物技术、医药生物技术、环境生物技术和工业生物技术发展遗传资源与精准医疗基因组测序个体遗传信息获取疾病风险预测基于基因型的预测靶向治疗针对特定基因靶点个体化用药基于药物基因组学动物遗传资源与畜牧业发展1高效生产体系优良品种2本土品种保护地方特色种质3抗病育种提高免疫力4适应环境变化耐热、耐寒性状作物遗传资源与粮食安全60%主粮贡献全球热量摄入来自小麦、水稻、玉米7000+作物种类人类历史上使用的食用植物30主要作物提供全球90%食物能量75%多样性损失上世纪农业多样性丧失比例野生遗传资源的重要性基因库独特基因资源药物来源新药研发原料抗性基因病虫害抗性来源适应性基因环境适应能力来源濒危物种遗传资源保护濒危植物就地保护与种子库保存濒危动物人工繁育与栖息地保护冷冻保存基因、配子、胚胎冷冻遗传资源与生物入侵1防止入侵外来物种风险评估2降低影响入侵种管理与控制3保护本土维护本地遗传多样性4利用天敌生物防治遗传污染与遗传资源保护基因渗入转基因作物基因流向近缘种品种单一化商业品种替代地方品种遗传同质化地方特色基因丢失防控措施隔离区、缓冲带、监测系统新技术在遗传资源研究中的应用基因编辑、组学技术、数字序列信息、人工智能和区块链等新技术正在革新遗传资源研究与利用方式基因组学与遗传资源1基因组测序全基因组解析2比较基因组学物种间基因组比较3功能基因组学基因功能与表达研究4群体基因组学种群遗传变异分析合成生物学与遗传资源DNA合成人工合成基因1基因线路设计新代谢通路构建2最小基因组简化生命系统3生物元件标准化生物模块化设计4遗传资源与生物经济