淺談轉(zhuǎn)基因?qū)I(yè)技術(shù)在農(nóng)作物抗蟲研究上的應(yīng)用

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1、·生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用論文·題目：淺談轉(zhuǎn)基因技術(shù)在農(nóng)作物抗蟲研究上的應(yīng)用論文提綱一、國內(nèi)外的研究進(jìn)展1.1國外的研究情況1.2我國的研究現(xiàn)狀二、轉(zhuǎn)基因技術(shù)在農(nóng)作物抗蟲研究上的應(yīng)用2.1.蘇云金桿菌毒蛋白基因2.1.1概述2.1.2機(jī)理及應(yīng)用2.2植物凝集素基因2.2.1概述2.2.2機(jī)理及應(yīng)用2.3蛋白酶抑制劑基因2.3.1概述2.3.2機(jī)理及應(yīng)用三、結(jié)論與展望3.1結(jié)論3.2展望淺談轉(zhuǎn)基因技術(shù)在農(nóng)作物抗蟲研究上的應(yīng)用【摘要】隨著轉(zhuǎn)基因植物商品化進(jìn)程的不斷加深，轉(zhuǎn)基因植物的發(fā)展前景也越來越來起人們的關(guān)注，本文筆者于植物抗蟲基因工程在國內(nèi)外的進(jìn)展情況的基礎(chǔ)上，就轉(zhuǎn)基

2、因技術(shù)在農(nóng)作物抗蟲研究上的應(yīng)用進(jìn)行探討研究。【關(guān)鍵詞】轉(zhuǎn)基因技術(shù)抗蟲機(jī)理基因蟲害嚴(yán)重影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，影響作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，制約農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展。長期以來人們普遍采用化學(xué)殺蟲劑來控制害蟲，但隨著時間的推移尤其是化學(xué)農(nóng)藥的大量、不合理的使用，帶來了如農(nóng)藥殘留、害蟲產(chǎn)生抗藥性、殺滅天敵等自然生態(tài)平衡被破壞、環(huán)境污染的嚴(yán)重問題。利用植物抗蟲基岡工程培育的抗蟲作物，可以避免害蟲危害，還具有成本低、保護(hù)全、特異性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，從而倍受關(guān)注，成為當(dāng)前農(nóng)業(yè)生物工程研究的一個熱點(diǎn)。植物抗蟲基因工程是植物基因工程中最為重要的研究內(nèi)容之一。自從l987年比利時植物遺傳所的Vaeck等AYI首

3、先報道了外源抗蟲基閣轉(zhuǎn)入炯草，隨后Barton等和美國孟山都公司的Fishhoff等人也都報道了他們獲得抗蟲轉(zhuǎn)基因煙草和番茄植株的研究，由此開創(chuàng)了植物抗蟲育種的新領(lǐng)域。目前已有多種植物抗蟲基因在煙草、水稻、玉米、棉花、馬鈴薯等多種作物上獲得了轉(zhuǎn)基因抗蟲植株，有的已申請到田間釋放和商品化生產(chǎn)。本文筆者于植物抗蟲基因工程在國內(nèi)外的進(jìn)展情況的基礎(chǔ)上，就轉(zhuǎn)基因技術(shù)在農(nóng)作物抗蟲研究上的應(yīng)用進(jìn)行探討研究。一、國內(nèi)外的研究進(jìn)展1.1國外的研究情況1987年比利時科學(xué)家首次成功地將Bt毒蛋白基因?qū)藷煵菀詠?，轉(zhuǎn)基因抗蟲植物的研究日新月異、碩果累累。迄今為止，得到的抗蟲轉(zhuǎn)基因植物種類

4、已達(dá)25種以上，有的已進(jìn)入商品化生產(chǎn)[1]。根據(jù)它們的來源，已克隆得到的抗蟲基因可分為三類：第一類是從細(xì)菌中分離出來的抗蟲基因，主要是蘇云金桿菌殺蟲結(jié)晶蛋白(Bt)基因；第二類是從植物組織中分離出的抗蟲基因，主要為蛋白酶抑制劑基因、淀粉酶抑制劑基因、外源凝集素基因(Lec)等，應(yīng)用最廣泛的是豇豆胰蛋白酶抑制劑基因(CpTI)；第三類是從動物體內(nèi)分離的毒素基因，主要有蝎毒素基因和蜘蛛毒素基因等[2]。1.2我國的研究現(xiàn)狀在報道了首例有關(guān)轉(zhuǎn)Bt基因煙草和番茄的研究后，Bt基因被相繼轉(zhuǎn)入到棉花、水稻、玉米、蘋果和核桃等作物中，目前已經(jīng)有6O多種Bt基因被報道。美國用農(nóng)桿菌

5、介導(dǎo)法將Bt基因?qū)霘ぷ衙蓿墒澜缟鲜桌瓜x棉，棉鈴蟲為害率下降5O。1996年美國Bt基因抗蟲棉種植面積72萬hm，約占總植棉面積14％[3]。我國是繼美國后育成抗蟲轉(zhuǎn)基因棉的第二個國家，育成中國第一代單價抗蟲棉的抗蟲性在9O以上，減少用藥6O～8O％，增產(chǎn)3O％～4O[4]。1992年底中國農(nóng)科院生物技術(shù)研究中心的郭三堆等[5]人在國內(nèi)首先人工合成了Bt基因之后，又對豇豆胰蛋白酶抑制劑(Cp—TI)基因進(jìn)行了修飾，構(gòu)建了同時帶有這兩種基因的雙價殺蟲基因高效植物表達(dá)載體，再通過花粉管通道轉(zhuǎn)化技術(shù)導(dǎo)入我國不同棉花生產(chǎn)區(qū)的主栽品種，已獲得了數(shù)十個雙價轉(zhuǎn)基因抗蟲棉株系

6、。雙價抗蟲轉(zhuǎn)基因棉花研制成功并大面積進(jìn)入田間試驗，目前在國外尚未見報道，標(biāo)志著我國在抗蟲棉的研究方面已達(dá)到了國際先進(jìn)水平。二、轉(zhuǎn)基因技術(shù)在農(nóng)作物抗蟲研究上的應(yīng)用2.1.蘇云金桿菌毒蛋白基因2.1.1概述蘇云金芽孢桿菌(研)晶體蛋白基因，克隆于蘇云金芽孢桿菌。蘇云金芽孢桿菌(Bacillusthuringiensis)是一種革蘭氏陽性菌，分類上屬原核生物，細(xì)菌綱，芽孢桿菌科，芽孢桿菌屬，廣泛存在于土壤、塵埃、水域、沙漠、植被、昆蟲尸體中。Bt殺蟲晶體蛋白是蘇云金芽孢桿菌在芽孢形成過程中產(chǎn)生的。德國科學(xué)家Berliner最早從患病地中海螟中分離到了這種芽孢桿菌，并命名為

7、“Bacillusthuringiensisn.sp.’’。蘇云金芽孢桿菌可產(chǎn)生對鱗翅目(Lepidopterans)、鞘翅目(Coleopterans)和雙翅目(Dipterans)等作物害蟲有毒性的伴孢結(jié)晶蛋白質(zhì)(KoziclMGetal，1993)。由于Bt殺蟲蛋白對不同的昆蟲具有很強(qiáng)的專一性和高度選擇性，對植物、人畜無害。據(jù)統(tǒng)計已有60多種Bt基因被報道，根據(jù)它們的殺蟲范圍和基因序列的同源性可大致分為六大類，即Cryl、cry2、Cry3、Cry4、Cry5和Cyt，每一類又包含有不同的亞基，前五類稱為晶體蛋白基因家族(CrystalProteinCod