轉(zhuǎn)Bt基因稻谷抗蟲性研究進展

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1、轉(zhuǎn)Bt基因稻谷抗蟲性研究進展劉旭肖珍珍劉映紅?(西南大學植物保護學院重慶市昆蟲學及害蟲控制工程重點實驗室，重慶400716)摘要：綜述了近年來轉(zhuǎn)B｛抗蟲基因水稻稻谷對儲糧害蟲的抗性以及卬度谷螟對Bt的抗性研究進展,旨在為轉(zhuǎn)Bt基因水稻的女全性評價及其商業(yè)化牛產(chǎn)提供參考依據(jù)。關鍵詞：儲糧害蟲；轉(zhuǎn)Bt基因稻谷；抗性水稻(sativaL.)是世界三大糧食作物Z—，也是我國重要的經(jīng)濟作物和糧食作物，全球約三分之一以上的人口以稻米為主食山。在水稻生產(chǎn)中，儲藏稻谷是生產(chǎn)中一個重要環(huán)節(jié)。我國是一個糧食大國，糧食儲藏周期鮫長、儲量較大，在糧食儲藏期間，各種有害牛物容

2、易滋牛危害，造成儲糧質(zhì)量和品質(zhì)的口大損失，山于受到倉儲條件和防蟲技術(shù)的限制，每年在北方地區(qū)因蟲害造成的儲糧數(shù)量損失為3%?5%,南方地區(qū)為6%?8%,損火糧食200?300億kg⑵?？梢?，儲糧害蟲造成的危害和損失是十分巨大的。據(jù)2004-2005年第六次全國儲糧昆蟲調(diào)查，我國儲糧昆蟲有270種,其屮儲糧害蟲有226種⑶，危害嚴重且分布廣的主要有玉米象、米象、谷蠹、鋸谷盜及赤擬谷盜等鞘翅H害蟲和麥蛾、印度谷螟及一點谷螟等鱗翅目害蟲⑷。H前，我國乃至全世界對儲糧害蟲的防治主要采用化學防治，但由此造成的農(nóng)藥殘留、環(huán)境污染以及害蟲抗性等問題H益嚴亜，迫使人們

3、尋求其他更加安全有效的害蟲防治措施。通過分子牛物學手段，將抗蟲基因?qū)胨炯毎?，并使共遺傳和表達，從而培育具有抗蟲能力的轉(zhuǎn)基因水稻新品系成為控制水稻害蟲的重要途徑f。蘇云金芽砲桿菌(.Bacillusthurin^iensi,簡稱Bt)是一種能產(chǎn)牛殺蟲晶體蛋口(insecticidalcrystalprotein)的革蘭氏陽性菌，其飽子及伴抱晶體對鱗翅目和鞘翅目的一些害蟲具有一?定的毒殺作用，自1938年第一個Bt商品制劑問世以來，因其毒力高，致病快,且對非靶標生物及人類無毒，對環(huán)境安全，已作為微生物殺蟲劑廣泛應用于害蟲的防治⑹。然而，隨著Bt制劑

4、的大量使用，人們發(fā)現(xiàn)在實驗室的條件下已有多種害蟲對其產(chǎn)生抗性，更為嚴重的是，已發(fā)現(xiàn)在人出屮世界性蔬菜害蟲小菜蛾Plutellaxylostella(Linnaeus)對B(產(chǎn)生了抗性⑺。近年來，昆蟲對Bt制劑及對轉(zhuǎn)Bt基因作物產(chǎn)牛抗性的報道已有很多。在我國，關于轉(zhuǎn)Bt基因水稻牛態(tài)安金性方面的研究，已取得了一些研究成果，處于起步階段，在轉(zhuǎn)Bt基因稻谷対儲糧害蟲的生態(tài)安全性研究少有報道。本文將對近些年國內(nèi)外學者在儲糧害蟲對轉(zhuǎn)Bt稻谷的抗性研究進行概括，為轉(zhuǎn)Bt水稻的合理利用和商業(yè)化生產(chǎn)以及害蟲的抗性治理等方而提供參考依據(jù)。作者簡介：劉旭，男，1983年生

5、，碩士研究生，研究方向為農(nóng)業(yè)昆蟲與害蟲防治，Email:liuxu831006@126.com.*通訊作者(Authorforcorrespondence):Email:yhliu@swu.edu.cn.Tel:023-682517951轉(zhuǎn)Bt基因水稻研究現(xiàn)狀Bt毒蛋片基因是應用最為廣泛且最有潛力的毒蛋白基因，在現(xiàn)代植物基因工程技術(shù)的推動下，轉(zhuǎn)Bt基因煙草⑻、馬鈴薯⑼、棉花［⑼、玉來⑴和水稻〔a?！康玫搅藦V泛的應川，并獲得了較為理想的抗蟲效杲。Bt玉米、Bt棉花、Bt馬鈴黑等已開始商業(yè)化應用r2L221o目前，水稻抗蟲Bt毒蛋白基因有crylA(b)

6、.crylA(c)［121,國內(nèi)外己獲得了許多抗山效果良好的水稻品種,l3-20

7、-o雖然轉(zhuǎn)Bt基因水稻在害蟲防治方而取得了不錯的效果，但仍還處于試驗研究階段，遲遲未得以商業(yè)化牛產(chǎn)推廣，主要原因就是其女全性評價有待完善和捉高(23-25］。而轉(zhuǎn)皿基因稻谷的生態(tài)安全性評價是轉(zhuǎn)基因水稻安全性評價的一項重要內(nèi)容。2轉(zhuǎn)Bt基因稻谷對儲糧害蟲的影響2.1抗蟲性機制蘇云金芽他桿菌在產(chǎn)抱過程中會形成一種對昆蟲具有毒效的蛋白，即Bt殺蟲晶體蛋白(insecticidalcrystalprotein),可分為ot-外毒素、卩-外毒素、6■內(nèi)毒素和虱因子，其中用丁?轉(zhuǎn)基

8、因植物的主要是?內(nèi)毒素㈤，有很多學者對Bt毒蛋口的殺蟲機理做了研究，其大致過程為：足蟲食入得蛋口后，在中腸的堿性環(huán)境下，毒蛋H溶解為無殺蟲活性的原毒素(protoxin),原毒素在中腸蛋白酶的作川下激活進一步轉(zhuǎn)化為具有殺蟲活性的60kDa左右的毒素(toxin),活化的毒素與屮腸BBMVs(刷狀邊膜囊)上的特異性受體結(jié)合引起中腸上皮細胞膜透性的改變，細胞裂解、中腸麻痹，最終導致昆蟲癱瘓或死亡l2627-28Jo然而轉(zhuǎn)Bt基因作物與傳統(tǒng)Bt殺蟲劑不同，后者包含兒種Bt原毒素以及細菌孑包子，而口前商業(yè)化種植的轉(zhuǎn)基因作物僅含有單一毒素基因II在植株的整株和

9、整個牛育期都表達，具有轉(zhuǎn)移性更高、毒性強的特性有人初步研究了轉(zhuǎn)Bt基因棉抗棉鈴蟲的毒性機理，認為幼山取食轉(zhuǎn)基