首页 > 分享 > 植物抗虫基因工程研究进展

植物抗虫基因工程研究进展

花匠小妙招
2024-11-02 09:40

河南农业科学
植物抗虫基因工程研究进展
张汉尧, 刘小珍, 杨宇明
( 西南林学院资源学院, 云南昆明 650224)
摘要: 综述了植物抗虫基因工程近年来所取得的研究进展, 包括目前抗虫基因的种类、作用机
制及其在转基因植物中的应用, 并讨论了如何提高植物抗虫基因表达量、抗虫基因工程中存在
的问题、解决办法等。
关键词: 植物; 抗虫基因; 基因工程
中图分类号: Q78
文献标识码: A
文章编号: 1004- 3268( 2005) 03- 0011- 05

害虫是造成农林业减产的重要因素之一, 喷施小的多肽, 与敏感昆虫中肠道上皮纹缘细胞上的特
化学农药、生物杀虫剂是主要的防治方法, 但这 2 种异受体位点结合, 并破坏纹缘膜细胞渗透压平衡, 使
方法弊端明显, 如前者会造成环境污染、后者成本较细胞裂解, 杀死昆虫[ 1, 2] 。
高等问题。随着植物基因工程的兴起与发展, 这一自 1901 年发现苏云金杆菌以来, 现已分离出 4
问题可以在很大程度上得到解决。利用基因工程手万多个 Bt 菌种, 报道了 51 个血清型, 50 多个亚种。
段培育抗虫新品种有以下优点: ( 1) 保护作用具有从 1981 年第 1 个杀虫晶体蛋白基因被克隆和测序
连续性; ( 2) 基因资源非常丰富; ( 3) 对害虫的毒性以来, 至今已有近 180 个不同的 Bt 杀虫晶体蛋白基
具有专一性; ( 4) 对害虫的毒害作用可不受时、空的因被克隆和测序, 并且新的 Bt 杀虫晶体蛋白基因还
限制; ( 5) 不易被环境因素影响, 也不对环境造成污在不断地被克隆和分析[ 3] 。不同基因型杀虫谱不
染; ( 6) 育种周期短, 成本低, 目的性强。人们已发现同, 毒蛋白的大小及形状也不一样。根据杀虫谱的
并分离到了许多有用的抗虫基因, 有的抗虫基因已不同, 将杀虫基因分成六大类, 统称为 Cry 基因, 用
导入植物体内而获得了转基因抗虫植物。目前, 全罗马数字
、
、
、
、
、
等来命名, 分别代表
世界最常改良的性状中抗虫占第 2 位, 植物抗虫基几种杀虫范围。在每一类型下根据氨基酸序列的同
因工程已成为植物基因工程研究和应用的热点, 有源性, 又分为 A、B、C 等不同的基因型[ 4, 5] 。
一批转基因抗虫作物已进行了商品化生产, 并展现近年来, 人们在 Bt 毒蛋白基因的修饰与改造、
出了巨大的应用前景。表达载体的构建、植物组织转化、抗虫植物的培育等
方面作了大量工作( Krattiger, 1997) [ 6] 。到目前为
1
抗虫基因
止, Bt 基因已成功转入水稻、棉花、玉米、马铃薯、番
1. 1
来源于微生物的抗虫基因茄、烟草、苹果、唐棣、核桃、杨树、蚕豆、白三叶、菊
1. 1. 1
Bt 基因
Bt 基因来自苏云金杆菌。苏云金花、酸果、大豆等, 其中前 11 种已转入大田试验, 有
杆菌是一种革兰氏阳性杀虫的土壤芽胞杆菌, 其杀的已开始大面积种植[ 7, 8] 。目前, 我们正在进行采
虫毒性来自芽孢形成时所产生的具有高度特异性杀用根癌农杆菌介导向滇杨和加拿大杨中导入对蛀干
虫活性的晶体蛋白, 通常称为苏云金杆菌毒蛋白、杀害虫( 鞘翅