用转基因植物控制昆虫

苏云金芽孢杆菌作为一种微生物杀虫剂使用,它比化学杀虫剂有更多的优点,因为有杀虫作用的晶体蛋白(ICPs)具有特异性,对非靶昆虫、脊椎动物、环境及使用者都无毒害作用。由于要求减少化学杀虫剂使用的压力越来越大,可以在开发改进型的苏云金芽孢杆菌产品的努力也随之增加。但目前,晶体蛋白(ICPs)在田间的稳定性还很低,产品的费用相对比较高,且杀虫种类的范围有限,因此,苏云金芽孢杆菌产品的需求价值为5千万美元,仅占全球杀虫剂市场的1%。最近,ICP基因导入农作物中,使其具有抗虫害能力。该项技术的发展,将会拓开苏云金芽孢杆菌产品的实用范围。这种抗虫害的转基因植物的应用,将排除了杀虫剂的稳定性的问题,也大大降低控制虫害的费用。如今,30多种农作物已转导成功,包括一些主要农作     

苏芸金芽孢杆菌kurstaki HD-1变种δ内毒素基因在大肠杆菌中表达

1987年Vaeck和Fischpoff分别将苏芸金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis简称B.t.)的δ内毒素基因转移至烟草及番茄中,得到了转基因植株,表达出δ内毒素对烟青虫等鳞翅目害虫作用。从此,植物杀虫基因工程的研究进入了一个新的阶段。 B.t.kurstaki HD-1菌株是一个毒杀鳞翅目害虫的优良菌株,在中国早已应用于B.t.菌剂的生产,对于防治蔬菜、玉米、棉花、松树等鳞翅目害虫效果显著。     

球形芽孢杆菌BS-10芽孢杀蚊幼虫毒素蛋白的提取和纯化

作为能产生杀虫剂的蚊幼虫致病菌,除了苏云金芽孢杆菌以色列变种(B. thuringiensis var. israelensis)做了大量研究并已商品化外,近年来球形芽孢杆菌(B. sphaericus)的研究和开发工作发展亦十分迅速。后者除了与苏云金芽孢杆菌以色列变种同样具有高毒力外,对传     

多角体完整重组病毒的构建及苏芸金杆菌截短δ内毒素基因的表达

杆状病毒由于其特异的宿主专一性,对有益昆虫、人畜无害和具有持续性和流行性等优点而广泛用于生物防治.但其主要缺点是毒力不高,杀虫速度慢,限制了它的应用.曾有人分别克隆苏芸金杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)全长δ内毒素cryIA(c),cryIA(b)基因到杆状病毒多角体蛋白基因ocu(occlusion)启动子下游构建重组病毒,但并没有提高杀虫速度.其原因可能是昆虫细胞内缺少碱性条件,不能降解全长毒素基因表达的原毒素有活性的毒性片段.在转基因植物中,3′半端截短的cryIA(b)基因的表达量比全长基因高10倍,并且只有截     

植物的防御性次生性物质与昆虫

植物的次生性物质是决定昆虫取食的重要因素,因而是昆虫化学生态学的重要组成部分. 一般地说,可以认为所有植物的某些器官,尤其是幼叶、幼茎和成熟的果实、种子,都具有昆虫所需要的基本营养物质.因而,德赛尔(Dethier)、费内(Feeny)、简申(Janzen)、范·恩登(Van Emden)等都认为植食性昆虫对寄主植物的专化性,是由植物中含有可以成为毒素的化学物质所决定的.这些化学物质都是植物的次生性代谢物,或称次生性物质.一种昆虫要能成功地利用某种植物作为食料,就必须具备克服其中毒素的解毒机制.当然,这同昆虫的取食特性也有很大关系.例如,同翅目、半翅目,以刺吸式口器从植物输导组织中吸取食物,而在输导组织中极少含有毒素,所以这些昆虫通常不大理会毒素问题.     

含苏云金芽孢杆菌杀虫蛋白基因的杨树工程植株的建立

苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis, B.t.)制剂是杨树鳞翅目害虫的有效微生物农药,安全无毒,无环境污染问题。但无论施用化学农药或B.t.制剂防治叶部害虫时,都需要高压喷雾,困难很大。施用后如遇雨天,农药被冲走,达不到治虫效果;而在阳光直接照射下,又由于B.t.杀虫晶体蛋白对紫外线敏感,使杀虫效果大为减低。因此将B.t.杀虫蛋     

植物的自卫本能

众所周知,动物可以通过声音、发光和化学物质相互传递信息,运用自身特有的本能,进行自卫防御。那么,植物是否对外来侵害,只能逆来顺受,任凭宰割呢?其实不然。研究表明,植物同动物一样,也具有一种鲜为人知的防御本能,甚至可致敌于死地。通常植物的信息源是植物体,传播媒介为空气。它们依靠传媒介,可释放出一种或多种易挥发且的气味的化学物质,而同类通过其感觉器官接收到信号后,随即进入自行防御状态。有些植物则可施放出特有的有毒"化学武器",杀死或击退敌人,保护自身安全。具有特种杀敌武器的植物,则以攻为守。如南瓜植株,在遭昆虫危害时,会立即产生一种毒素,使昆虫难以下口和忍受,而迅即逃离。再如,龙舌兰含有能使动物细胞破裂的植物类固醇,令敌害触而中毒,往往退避三舍。被誉为抗污染"勇士"的夹竹桃,含有一种剧毒物质强心苷,这是一种肌肉松弛剂,不仅可杀灭昆虫,而且能使人畜中毒,甚至致死。高大的橡树被成群舞毒蛾幼虫吃光叶子后,第二年就再见不到这种穷凶极恶的害虫了。原来是后长出的新叶,都含有抑制这种毒蛾幼虫生长的化学物质,使之自行死亡。特别值得一提的是,产于热带和亚热带地区的一种名叫布树的植物,它     

昆虫将是气候变化的“第一个受害者”

一项新的研究发现,热带昆虫而不是北极熊,可能是全球气候变暖而灭绝的第一批物种之一. 热带昆虫一直生活在其承受温度范围的最高上限,任何温度的升高能对其柄息地造成影响而快速地杀死它们,而热带柄息地从植物授粉到废物处理等都依靠昆虫.科学家们发现,热带地区的平均温度仅仅上升1或2摄氏度,就足以能够对许多种重要昆虫的生存产生重大而有害的影响.     

A型肉毒杆菌毒素对蛇神经肌肉接头缺乏阻遏作用的观察

梭状肉毒芽孢杆菌产生的毒蛋白——肉毒杆菌毒素(BoTX),是世界上已知最强的毒物,在脊椎动物BoTX干扰乙酰胆碱从运动神经末梢的释放,从而引起与呼吸有关的肌群麻痹,导致动物死亡。已有资料表明,多数脊椎动物如鱼类、两栖动物、乌龟、鸟类和哺乳动物对BoTX都有很高的感受性。来源于植物的三萜化合物——川楝素是另一类突触前阻遏剂,它     

昆虫幼虫对凤尾蕨属植物孢子囊群的拟态

蕨类植物和昆虫共同进化了三亿多年,但是两者的协同进化一直很少得到关注。对湖南省桑植县的凤尾蕨属植物上的昆虫幼虫进行调查,结果表明42棵4种凤尾蕨属植株上有夜蛾科幼虫89条,叶蜂科幼虫21条。叶蜂科幼虫通过形态和体色拟态凤尾蕨属植物的孢子囊群盖,取食凤尾蕨属植物的叶片;而夜蛾科幼虫隐藏在凤尾蕨属植物成熟的囊群盖中取食孢子,幼时乳白色,成熟时转变为淡黄色,有些会出现褐色斑点,同样与凤尾蕨属的孢子囊群盖具有拟态现象。进一步的调查还在凤尾蕨植物上发现猎食性的跳蛛,同时在其体表发现携带的孢子。首次在凤尾蕨属植物上发现拟态昆虫幼虫、特别是寄生性昆虫及其天敌跳蛛的发现,对研究蕨类植物、昆虫幼虫及其天敌之间存在的食物链关系和协同进化现象具有重要意义。     

昆虫性信息素研究概况

当前,农业害虫防治主要依赖施用化学农药,但在长期使用中,导致了许多害虫产生抗药性,造成环境污染,杀伤了大量有益昆虫等弊病。因此,近年来国内外都在努力探索和研究害虫防治的新途径和新技术。其中利用昆虫本身所分泌的性信息素(亦称性引诱剂)防治农业害虫,这一新途径日益受到人们的重视,正在积极地进行探索,希望它能成为一种无公害的杀虫剂。     

在A型肉毒杆菌毒素作用下神经末梢电活动的消失

已知肉毒杆菌毒素选择性地作用于胆碱能神经纤维,使突触传递功能在突触前受到阻遏。Burgen等曾提出过,这可能是由于肉毒素使神经冲动不再到达末稍,但许多实验资料却支持肉毒素的作用是阻止乙酰胆碱的释放,而神经冲动在末梢的传播可能     

链霉菌发育与分化的分子调控

发育分化是现代生物学中一个富有挑战性的前沿领域．链霉菌具有复杂的形态分化周期,从孢子萌发、气生菌丝产生到孢子形成,每一个生长阶段都具有明显的形态特征,为形态分化突变株的鉴定、分化基因的互补克隆和时空表达研究提供了有利的条件．链霉菌的这一特点,是枯草芽孢杆菌、黄色粘细菌等原核生物无可比拟的此外,链霉菌具有复杂的生理分化过程,其产生抗生素的能力尤为引人注目,在目前已知的约１２０００种抗生素中,一半以上是由链霉菌产生的,其中包括许多在人类医药及农业上具有重要用途的抗生素,对这些抗生素生物合成途径中基因…     

丁布对粘虫幼虫侧栓锥感器冲动发放的影响

在植物体内合成的次生物质对植物本身基本代谢无直接关系,但对保护植物不受害虫侵害有重要作用.次生物质丁布(2,4-二羟基-7-甲氧基-1,4-苯并(口恶)嗪-3-酮(2,4-dihydroxy-7-methoxy-1,4-benzoxazin-3-one,简称DIMBOA))在玉米幼苗叶片中含量丰富,也存在于其他禾谷类植物叶片中,大量研究表明植物中丁布含量越高,抗害虫的能力越高.丁布对昆虫的发育、生殖和消化有抑制作用:丁布能破坏某些关键代谢过程(如线粒体能量转换)及抑制肠道蛋白酶的活性.丁布对昆虫是否有拒食活性尚有争论.行为实验表明,饲料中丁布浓度加大时欧洲玉米螟的取食量反而增加,说明没有拒食活性.Corcuera认为丁布是蚜虫取食大麦的厌食剂.阎凤鸣等根据行为实验肯定了丁布对亚洲玉米螟有拒食活性.植食性昆虫的味觉化学感受器主要分布在下颚和内唇,对昆虫选择寄主植物起重要作用.鳞翅目幼虫下颚瘤状体的栓锥感器内有4个味觉感受细胞,通常每一个细胞按其最适宜刺激物来命名,如盐细胞、糖细胞、氨基酸细胞或花色素类(glucosinolates)细胞和抗食素细胞(deterrent cell)分别对盐、糖、营养性和拒食性物质敏感.电生理学方法可直接记录这些细胞对刺激物的反应,成     

值物保护:一个任重道远的课题

美国康奈尔大学的农业科学家皮门塔尔(D. Pimentel)提醒世人注意,在当今世界,尽管高新农业在不断发展,但毁灭作物的病虫害随时有可能爆发.许多植物致病菌及其载体,对曾制止了它们的生物控制产生了抗性;某些效果明显的化学物质,如杀真菌剂溴化物,因环境的关系被禁用;全球旅行把病毒、细菌和真菌植物病原体扩散到新地区;而全球气候变暖,极大地扩展了昆虫(载体)的活动范围.     

根据褐飞虱取食行为精细调控寄主水稻抗性的新机制

<正>植物害虫是农业生产的重要生物灾害因子,严重威胁作物生产安全.为了从寄主植物获取足够营养,植食性昆虫进化出了复杂多样的取食策略^[1].水稻(Oryza sativa L.)是我国乃至全球最重要的粮食作物之一,常年遭受多种害虫为害.褐飞虱(Nilaparvata lugens St?l, BPH)是水稻单食性害虫,通过刺吸式口器吸食韧皮部汁液,对水稻造成直接危害;     

相爱相杀 共同演化——植物与昆虫的恩怨情仇

正在我们生活的星球上,绿色植物为生命提供了能量来源,它们通过光合作用将太阳能转化为有机物和氧气,造福众生。最早的陆生植物出现于4亿年前的志留纪,到了泥盆纪,蕨类植物开始日渐繁盛,在这个时候,昆虫也在地球上出现了。植食性昆虫是植物的仇敌吗我们常能听到益虫、害虫的说法。昆虫本身并没有所谓益害,它们的食性决定人类将其判为益虫还是害虫。以植物为食的昆虫多被人类列为害虫,尤其是在生态系统单一的农田、果园、     

角刺金合欢与拟切叶蚁共建藏兵刺

在面对体型千差万别的食草动物,尤其是昆虫等体型小、一生多态的植物消费者时,植物的棘刺可能很难派上用场.于是,一方面有毒物质、乳汁、刺毛纷纷出笼,许多植物还演化出了用化学物质"通知"入侵者天敌的"高新技术";另一方面低水平的棘刺不断"升级改造"以扩大防御的范围.角刺金合欢就由此尝到了甜头.     

基因向野生亲缘植物的传播

过去20多年来,从微生物、植物和动物中分离基因并把它们插入到大量的植物种类里已经成为可能,在今后20年里,在农业上极有可能广泛种植遗传工程植物。这便能选育能够抵抗病虫害侵袭,能够更好适应恶劣环境和能够获得更好品质的农作物。随着生物科学的重大进展,便提出了上述这些农作物和环境之间产生的后果的质疑。其中关于遗传工程作物广泛应用的一个主要质疑是那些被导入的基因(转基因)是否会经异花授粉而转移到植物野生种群里去的可能性和可能的结果。例如,如果携有一种抗除草剂或一种抗重要害虫的转基因在一野生植物种群里扎根落户了的话,那将会发生什么后果呢? 此短篇综述旨在讨论基因转移的可能性及其可能的结果和在它们被广泛栽培之前可以采用什么样的步骤来评价那些新奇的转基因植物。     

新倍半萜酯——苦皮藤酯1的结构鉴定

研究自然生态系中的昆虫拒食成分,不仅为揭示昆虫和植物间的生物化学关系提供科学依据,而且也为创制昆虫拒食剂新农药提供天然模板。杀虫植物苦皮藤(Celastrus angulatus Maxim)的果油对蔬菜害虫黄守瓜成虫(Aulacophora femoralis),菜青虫幼虫(Pieris rapae