《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认识遗传资源基本概念了解资源保护与利用方法12掌握国际公约与法规框架探索资源价值与未来发展34什么是遗传资源？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、等载体DNA特征可遗传性、多样性、地域性遗传资源的重要性科学研究价值基础研究材料1经济发展价值2生物产业基础生态系统价值3维持环境平衡社会文化价值4民族特色资源遗传资源的类型植物遗传资源动物遗传资源作物、林木、药用植物家畜、野生动物微生物遗传资源人类遗传资源细菌、真菌、病毒人体组织、基因信息植物遗传资源作物资源林木资源粮食、蔬菜、水果、经济作物乔木、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野生动物昆虫资源地方品种、培育品种、野生近缘种陆生、水生、两栖动物种群传粉昆虫、天敌昆虫、经济昆虫微生物遗传资源细菌资源真菌资源病毒资源工业发酵、环境治理、食药用菌、工业菌种、疫苗研发、基因治疗载医药研发生物防治体人类遗传资源基因组样本

1、、染色体DNA RNA人体组织2细胞、血液、器官遗传信息3基因序列、变异数据族群信息4民族特征、地域分布遗传资源的多样性遗传多样性生态多样性同一物种内基因变异生态系统类型多样物种多样性功能多样性不同生物种类间差异基因表达与功能变化2314生物多样性与遗传资源生态系统多样性1森林、草原、湿地等物种多样性2不同物种数量与丰富度遗传多样性3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提供生态服务1物种互作网络授粉、净化水源2促进进化创新增强适应能力4基因交流与适应3抵御环境变化遗传资源的保护策略可持续利用迁地保护合理开发、惠益分享就地保护基因库、植物园、动物园调查与评估自然保护区、原生境保护资源本底调查、价值评估就地保护保护区、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动物园水族馆稀有动物繁育保护水生生物资源保存植物园活体收集与展示基因库保存种子库库细胞库DNA低温干燥储存植物种子提取保存生物样本活细胞、组织超低温保DNA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℃以下，相对湿度-188%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基础评价1形态特征、生长特性功能评价2抗性、品质、产量分子评价3基因型、遗传多样性综合评价4利用价值、保护优先级表型评价方法形态学评价农艺性状评价生化特性评价器官形态、颜色、大小生长周期、产量、适应性营养成分、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指纹图谱、多态性分析DNA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DNA遗传资源的利用医药研发工业应用药物筛选、基因治疗生物材料、生物能源农业育种环境保护新品种选育、杂交优势利用生物修复、生态恢复2314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基因转化基因表达目标基因分离与克隆外源基因导入受体基因功能验证与利用基因编辑等精准编辑技CRISPR术药物开发中的遗传资源应用天然产物筛选1植物、微生物活性成分基因工程药物2重组蛋白、单抗药物基因治疗3遗传病基因修复个体化医疗4基于基因型的用药遗传资源与可持续农业增强粮食安全作物多样性1提高抗逆能力2抗病虫害、耐环境胁迫降低投入依赖3适应低投入农业保障生态服务4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抗旱性资源1热胁迫耐受性水分利用效率2抗病虫害资源耐盐碱资源4生物胁迫抵抗3土壤胁迫适应遗传资源的国际公约生物多样性公约1年通过，保护生物多样性1992粮农植物遗传资源国际条约2年通过，粮食作物资源2001名古屋议定书3年通过，遗传资源获取与惠益分享2010世界知识产权组织条约4遗传资源知识产权保护生物多样性公约签署时间年里约地球峰会1992核心目标保护、可持续利用、惠益分享缔约方个国家和地区196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多边系统农民权利粮食作物遗传资源保护利用种重要粮食作物共享机制保障传统知识与参与权64名古屋议定书通过时间1年名古屋缔约方大会2010CBD核心内容2遗传资源获取与惠益分享机制实施工具3事先知情同意、共同商定条件中国加入4年批准加入2016遗传资源获取与惠益分享获取申请1提交申请、说明用途事先知情同意2获得资源提供方许可共同商定条件3商定惠益分享方式惠益回馈4货币、技术、能力建设等形式中国的遗传资源管理管理机构保护网络农业农村部、生态环境部等保护区、基因库、保护项目法律体系监管措施专项法规、部门规章许可制度、出境管理2314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年人类遗传资源2019例畜禽遗传资源保护利年畜禽资源2006用条例种子法年修订植物种质资源2015野生动植物保护法年修订野生物种资源2018中国遗传资源保护体系保护区网络基因库系统保护项目国家级、地方级自然保作物、畜禽、微生物基重点保护工程与计划护区因库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野生动物救护中心植物园体系国家作物种质长期库，北京珍稀濒危物种保护繁育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万3000+100+物种收录资源份数重要经济物种全覆盖收集保存资源数量5PB+200+数据容量参与机构基因组、表型数据总量科研院所、高校、企业生物信息学在遗传资源研究中的应用序列分析功能预测基因组装、注释、比对基因功能、蛋白结构预测进化分析系统发育、分子钟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新颖性要求1遗传资源相关发明区别于现有技术2合法获取证明来源披露4获取合规性证明3遗传资源来源说明传统知识与遗传资源传统农业知识传统资源管理种植、选种、保存方法可持续利用方式1234传统医药知识社区习惯法药用植物利用经验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亿美元700种畜禽市场全球约亿美元450微生物制品全球约亿美元300基因测序服务全球约亿美元150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疾病风险预测靶向治疗个体化用药个体遗传信息获取基于基因型的预测针对特定基因靶点基于药物基因组学动物遗传资源与畜牧业发展高效生产体系优良品种1本土品种保护2地方特色种质抗病育种3提高免疫力适应环境变化4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主要作物提供全球食物能量90%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药物来源抗性基因独特基因资源新药研发原料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冷冻保存基因、配子、胚胎冷冻濒危动物人工繁育与栖息地保护濒危植物就地保护与种子库保存遗传资源与生物入侵防止入侵1外来物种风险评估降低影响2入侵种管理与控制保护本土3维护本地遗传多样性利用天敌4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基因组测序1全基因组解析比较基因组学2物种间基因组比较功能基因组学3基因功能与表达研究群体基因组学4种群遗传变异分析合成生物学与遗传资源合成基因线路设计DNA1人工合成基因新代谢通路构建2生物元件标准化最小基因组4生物模块化设计3简化生命系统遗传资源与生物经济医药健康农业食品工业生物技术环境服务能源其他遗传资源支撑的生物经济各领域占比，医药健康和农业食品占据主导地位遗传资源研究的未来方向数字化保存序列信息数字保存人工智能应用基因功能预测与分析合成生物学人工设计基因系统环境基因组学生态系统遗传监测总结与展望保护是基础1多层次保护体系建设利用是目的2创新技术促进可持续利用分享是原则3公平惠益分享机制完善未来是挑战4应对气候变化与新技术革命。