植物抗虫基因工程研究与应用

近年来,植物抗虫基因工程研究及应用进展喜人.本文综述了利用Bt杀虫蛋白基因、豇豆蛋白酶抑制素基因、昆虫特异性神经毒素基因以及外源凝集素基因等抗虫基因开展植物抗虫基因工程研究的概况,并探讨了植物抗虫基因工程中存在的主要问题及解决的途径.     

新型双抗虫基因植物表达载体的构建及其在转基因烟草中的表达

用一个合成的编码完全活化的苏云金芽孢杆菌(Bt)Cry1Ac的嵌合蛋白基因BtS29K与慈菇蛋白酶抑制剂A和B的融合蛋白基因API-BA构建了双抗虫基因植物表达载体pBS29K-BA.通过农杆菌介导法将该双抗虫基因转入烟草,获得了一批可同时表达两个抗虫蛋白的转基因植株.Western blot分析结果表明Cry1Ac和API-BA蛋白的表达量分别达到3.2μg/g鲜叶重和4.9μg/g鲜叶重.用棉铃虫进行的杀虫试验表明,在中～高抗虫(70%以上的昆虫死亡率)植株中,表达双抗虫基因的植株百分数较仅表达Bt基因的高10%,比仅表达API-BA的高25%.证明用完全活化的Bt蛋白编码序列与蛋白酶抑制剂基因构建双抗虫基因表达载体可以确保两个基因抗虫功能的充分发挥.     

转ChIFN-γ基因烟草抗虫作用初步研究

对田间烟蚜的自然发生情况观察和抗虫试验的研究显示,转ChIFN-γ基因烟叶具有显著的抗虫效果.为探索转基因烟草的抗虫机理,测定了叶片中烟碱含量并对植株组织进行切片染色.结果表明,烟碱含量与对照无显著差异;转基因烟草叶片增厚,细胞致密,细胞壁增厚可能是导致抗蚜虫、抗斜纹夜蛾的最直接因素之一.     

转ChIFN-γ基因烟草抗虫作用初步研究

 对田间烟蚜的自然发生情况观察和抗虫试验的研究显示,转ChIFN-γ基因烟叶具有显著的抗虫效果.为探索转基因烟草的抗虫机理,测定了叶片中烟碱含量并对植株组织进行切片染色.结果表明,烟碱含量与对照无显著差异;转基因烟草叶片增厚,细胞致密,细胞壁增厚可能是导致抗蚜虫、抗斜纹夜蛾的最直接因素之一.     

小麦近缘种属对麦长管蚜抗性分析

为寻找小麦近缘种属的抗虫基因,选取中国春(Chinese spring,CS)为背景的异源附加系材料在室内进行小麦苗期对麦长管蚜Sitobion avenae(Fabricius)的抗性鉴定,以蚜情指数为抗性评价标准.结果得到以卵穗山羊草(Aegilops geniculata)为近缘种属附加系的材料具有高抗麦长管蚜的优良性状,且抗虫基因位于1Mg、7Mg染色体上,为进一步研究该材料的抗虫基因定位提供了依据.     

植物抗虫基因工程研究进展

近年来 ,植物抗虫基因工程研究取得了令人瞩目的成果 .根据植物抗虫基因的来源 ,全面综述了利用Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制基因、外源凝集素基因、昆虫神经毒素基因等开展植物基因工程的研究概况 ,并且就其新进展、出现的问题和解决途径进行了讨论 .     

转抗虫基因杂交稻的配制及田间表现

以质粒 pBUSCK HPT作抗虫基因供体 ,优良籼型恢复系SH5 2 7为受体 ,采用基因枪转化法 ,获得了转抗虫基因sck的植株 .通过自交和选择剂潮霉素B的筛选 ,筛选到选择标记基因纯合的单株 (T2代 ) .将纯合单株与不育系G4 6A ,D6 2A和D70 2A杂交 ,获得转抗虫基因杂交稻 .分子证据和蛋白质测定表明 ,外源基因能稳定地转移到杂交稻中并正确表达 .农艺性状测定显示 ,转基因杂交稻与对照相比 ,抗虫性有所提高 ,其它性状没有发生变化 .作者还讨论了转基因技术在水稻育种中的作用 .     

抗虫转Bt基因植物的环境安全研究进展

抗虫性状转Bt基因植物是目前世界上商业化种植规模仅次于耐除草剂性状的第二大类转基因植物.本文从对非靶标生物的影响、基因漂移、靶标生物的抗性和杂草化演化4个方面简介了抗虫转Bt基因植物环境安全研究的主要进展,并就今后应该继续研究的问题提出了建议.     

抗虫杂交棉湘杂棉3号特征特性及高产栽培技术初探

湘杂棉3号(原名湘SK5-1)系湖南省棉科所最新选育的抗虫杂交棉品种,集高产、优质、抗虫于一体.2001～2002年在湖南、湖北、河南、安徽、江西等省大面积示范均表现增产增收.2001年在长江流域棉花10个品种区试中,湘杂棉3号666.7m2产皮棉129.27公斤,居参试组合第一位,本地大面积示范,666.7m2产量均为121.2公斤.     

转基因工程抗虫杂交稻大米的食品安全性评价

为评价转基因工程抗虫杂交稻大米的食品安全性,以转crylAc/sck双价基因抗虫杂交稻Ⅱ-32A/MSB,KF6-304大米为材料,进行了大鼠30 d喂养试验,检测转基因杂交稻大米对大鼠表观体症、脏器系数、血常规与血生化指标值的影响.结果显示:转基因抗虫杂交稻Ⅱ-32A/MSB,KF6-304大米各剂量组喂养大鼠,大鼠的行为、呼吸、毛色均正常.以Ⅱ-32A/MSB饲喂大鼠,除雌鼠低剂量组的胃体比、血清总蛋白与中剂量组的球蛋白明显高于对照组,雌鼠低剂量组的萄葡糖与中剂量组的白球比例、雄鼠低剂量组与高剂量组的嗜中性粒细胞百分比显著低于对照组外,其余重要检测指标值均与对照无显著差异.以KF6-304饲喂大鼠,除低剂量组雌鼠的甘油三酯与中剂量组雄鼠的萄葡糖显著低于对照组,其余重要检测指标值则与对照均无显著差异.以上结果提示转基因工程抗虫杂交稻Ⅱ-32A/MSB,KF6-304大米的30 d喂养试验对大鼠表现体症及生理生化无明显不良影响.表5,参12.     

农杆菌介导的大豆反义fad2-1基因转化烟草研究

以烟草无菌苗叶片为外植体,通过根癌农杆菌介导法,将大豆反义油酸脱饱和酶基因导入烟草中,经梯度卡那霉素筛选,获得可在含75mg/L卡那霉素选择生根培养基上再生的抗性植株75株,其中67株抗卡那霉素植株的PCR分析扩增出目的片段;RT-PCR分析表明该基因在烟草中表达.结果表明大豆反义油酸脱饱和酶基因在烟草基因组中整合和表达.这为大豆反义油酸脱饱和酶基因转入大豆和表达奠定基础,也为烟草基因工程育种提供了依据.     

马铃薯PGBSS—GUS融合基因在块茎中专一性表达的初步研究

从ＧＢＳＳ基因克隆上，酶切得到５上游区１．２ｋｂ的序列，与ＧＵＳ报告基基因融合，构建了ＰＧＢＳＳ１．２表达载体，通过农杆菌介导的方式，将ＰＧＢＳＳ１．２转和马铃薯品种Ｄｅｓｉｒｅｅ，卡那霉素筛选获得抗性再生植和微薯，利用ＰＣＲ特异性扩增和Ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｂｌｏｔｔｉｎｇ的方法证明了融合基因在马铃薯基因组中的整合，Ｘ－Ｇｌｕｅ活体染色表明，微薯切片具有高ＧＵＳ酶活性，而茎段中ＧＵＳ活性相对较低，初     

根癌农杆菌介导苜蓿体胚转化及转基因植株再生

用含质粒载体pCAMBIA2301(带有受CaMV35S启动子调控的GUS基因和nptⅡ基因)的根癌农杆菌Agrobacterium tumefaciens转化晋南苜蓿Medicago sativa L.cv.Jinnan的体胚组织,发现负压处理有利于提高转化频率(可达35%),3批共158个体胚切块的转化实验共获得具有卡那霉素抗性的再生植株15株,经组织化学染色和分子检测,证实GUS基因已整合到转化植株基因组中,在芽、叶片、叶柄和根等组织中均有表达,并在土壤栽培过程中保持稳定的表达.     

TaNHX2基因植物表达载体的构建及在烟草中的表达

将TaNHX2基因重组于质粒pBIN438的CaMV 35S启动子下游,构建含TaNHX2基因的植物双元表达载体pBIN438-TaNHX2.采用农杆菌介导转化烟草(Nicotiana tobacum L.),获得含TaNHX2的转基因烟草植株.经PCR、RT-PCR分析表明,TaNHX2基因已整合到烟草中,并且得到表达.耐盐分析表明,外源基因TaNHX2提高了转基因植株的耐盐性.     

Transgenic tobacco plants harboring tomato proteinase inhibitor II gene and their insect resistance

The plant expression vectors pBCT2 and pBT2 were constructed with the cDNA sequence (tin2) and genomic DNA sequence (tin2i) of tomato proteinase inhibitor II gene respectively. Then the two expression vectors were transferred into tobacco via the Agrobacterium tumefaciens strain LBA4404, and transgenic tobacco plants were generated. Molecular analysis and trypsin activity assay showed that both cDNA and genomic DNA were expressed properly in the transgenic plants. Insecticidal activities in these transgenic plants indicated that transgenic tobacco plants carrying tin2i sequence were more resistant to 2-instar larvae of Heliothis armigera Hubner than those carrying tin2 sequence. Therefore the intron of tin2i sequence might be a contributor to insecticidal activity of the transgenic tobacco.     

小鼠液胞H~+-ATPase 15 K启动子(M15 K)的克隆及其在植物体内的表达特性研究

PCR克隆了小鼠液胞H+-ATPase 15K启动子,构建具有Kan抗性和GUS intron报告基因的植物表达载体LpPMG.通过M15K启动子指导的GUS intron基因在烟草叶片内的瞬时性表达,比较了其植物表达特性.结果表明:M15K启动子可启动GUS在植物体内的表达.其表达活性相当于2×35S启动子的87.0%±17.3%.     

转乙肝病毒表面抗原基因烟草发根的获得

构建了乙肝病毒表面抗原基因（HBsAg）植物表达载体,通过冻融法将HBsAg 基因转入到发根农杆菌LBA1314中,采用叶盘法将HBsAg基因导入到烟草中,获得了转基因烟草发根.对转基因烟草发根的GUS检测结果表明：转HBsAg基因烟草发根可以染成蓝色,而非转基因烟草的根没有染色反应.这说明gus基因在转HBsAg基因烟草发根获得了表达.     

Transformation of japonica rice with RHL gene and salt tolerance of the transgenic rice plant

Overexpression of the yeast HAL2 gene increases salt tolerance of yeast and plant. Rice HAL2-like (RHL) gene was introduced into a japonica rice cultivar HJ19 with Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation. Transgenic plants in R0 generation were selected on the principle of GUS-positive, RHL gene PCR-positive and normal growth. Hygromycin-resistant plants of some transgenic lines in R1 generation increased salt tolerance during the seedling and booting stage, being less damaged in the cytomembrane and stronger in leaf tissue viability under salt stress during booting period. Southern analysis of transgenic lines tolerant to salt in R1 generation showed that the RHL gene expression cassette had been successfully integrated into rice genome. Moreover, gene engineering breeding methodology and really salt-tolerant rice cultivar were discussed.     

Obtaining High Pest-resistant Tobacco Plants Carrying B.t. insecticidal Gene

To increase the expression level of CryIA(c) gene in transgenic plants, a plant expression vector pBinMoBc carrying the CryIA(c) gene under control of chimeric OM promoter and Ω factor was constructed. As a control, pBinoBc carrying the CryIA(c) gene with the CaMV 35S promoter was also constructed. The vectors were transferred into tobacco plants respectively via Agrobacterium-mediated transformation. ELISA assay showed that the expression level of the CryIA(c) gene in pBinMoBc transgenic tobacco plants was 2.44-times that in pBinoBc transgenic tobacco plants, and it could be up to 0.255% of total soluble proteins. Bioassay showed that pBinMoBc transgenic tobacco plants had more notable insecticidal effect than pBinoBc transgenic tobacco plants. The above results showed that the chimeric OM promoter was a stronger promoter than CaMV 35S promoter that was widely used in plant genetic engineering, and this is very useful in pest-resistant plant genetic engineering.