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bt基因植物抗虫原理
BT基因植物是具有抗虫性的转基因作物，也被称为农业生物技术中的一种环保、高效、安全、可持续的方法。
BT基因植物的抗虫原理是通过基因重组，在植物体内表达一种名为Bt（Bacillus thuringiensis）的细菌杀虫蛋白，从而使植物获得抵御虫害的能力。
Bt蛋白是一种天然的杀虫剂，存在于土壤中的一种细菌中。
该蛋白在昆虫肠道中发挥作用，与肠道中的酸性环境结合形成一种毒素，并刺激神经系统而导致昆虫死亡。
Bt蛋白通过转基因技术嵌入到植物基因组中，让植物在自身体内也能够合成Bt蛋白。
BT基因植物的抗虫性具有昆虫幼虫特异性，即仅对某些昆虫幼虫起作用，而对哺乳动物、鸟类、蜜蜂等有益生物无害。
这得益于Bt蛋白与昆虫肠道中一种酶的特殊相互作用，仅在昆虫肠道中发挥杀虫作用，而在其他生物体内被分解成无害的氨基酸。
BT基因植物的抗虫性对环境和人体健康具有积极作用。
传统的农业防治方法往往使用化学农药，长期使用会导致昆虫抗药性的产生以及对人类健康和土壤生态的影响。
而使用BT基因植物则可减少对环境的污染和药物残留。
此外，BT基因植物还可以提高农作物的产量和质量，在农业生产中具有广泛应用前景。
总之，BT基因植物的抗虫原理是在植物体内表达一种天然的杀虫蛋白，通过特异性相互作用仅对某些昆虫幼虫起作用，从而获得抵御虫害的
能力。
使用BT基因植物可以减少对环境和人类健康的影响，同时提高农作物的产量和质量，具有可持续农业发展的潜力。
转基因抗虫玉米科研成果转基因抗虫玉米，这个词一听就让人有点头大，感觉很“高大上”，好像跟我们普通人没啥关系。
但这项科研成果离我们的生活可是近得很呢！你想，玉米可是咱们餐桌上的常客啊，不管是煮玉米、爆米花，还是玉米面饺子，甚至玉米油，它几乎是我们日常饮食的一部分。
可惜的是，这么好吃的东西，居然会被虫子盯上！别看玉米长得挺壮，虫子一来，田地里没几个能幸免的。
种玉米的农民那可是叫苦不迭，每年都得喷各种农药来保护这些“珍贵粮食”，结果呢？不仅是虫子吃了好东西，咱们这些吃玉米的人，也得担心这些农药残留。
哎，这还真是个让人头疼的事。
不过别急，科技可不是吃素的。
转基因抗虫玉米，听起来就像是超级英雄的名字，的确也能发挥超级英雄的作用！科学家们通过基因技术，把一种叫做Bt蛋白的物质，转到玉米基因里。
这种蛋白质对虫子有致命的吸引力，可以直接让虫子中毒死。
可以想象一下，玉米自己变成了个“防虫盾”，虫子想吃它，结果被“毒死”在田里。
农民就再也不用撒那些有毒的农药啦，玉米自己能“打退虫子”，简直是天上掉下的好事儿！这转基因玉米到底牛在哪呢？就是它能有效减少虫害，避免了大量使用化学农药的需求。
你看，我们以前总是担心吃到农药残留，这下好了，农药少了，吃起来也放心多了。
转基因玉米本身不仅抗虫，还能提高产量，减少田间损失。
农民的日子过得更加滋润，玉米的质量也能保持在高水平，真的是一箭双雕。
但是呢，这个话题也是一把双刃剑。
你要知道，转基因一说出来，总有人摇头不认同，觉得这不自然，怕它改变了食物的本质，甚至觉得吃了这些东西会对身体不好。
就像那些不太喜欢喝瓶装水的人，总觉得那水里面有怪东西，不能完全相信。
其实呢，转基因技术已经经过了严格的检测和试验，很多国家的食品安全机构都说这玩意儿是安全的，没啥大问题。
但人们的疑虑还是很难完全消除，毕竟这东西一开始确实是“陌生人”，大家接触得不多嘛。
有些人担心转基因作物会对生态环境带来影响。
比如说，转基因作物可能会跟野生的亲戚“勾搭”在一起，导致生态链的改变，甚至引起“物种入侵”。
转基因抗虫玉米的种植近年来，转基因技术在农业领域发挥着越来越重要的作用。
其中，转基因抗虫玉米作为一种重要的转基因作物，受到了广泛关注和应用。
它通过引入特定的基因，使玉米具备了抗虫能力，有效地解决了农作物遭受虫害侵袭的问题。
本文将从转基因抗虫玉米的原理、优点和争议等方面进行阐述。
转基因抗虫玉米通过转移特定的基因，使其具备了抗虫能力。
这些基因可以来自于其他生物，如细菌、植物等。
其中最常见的基因是来自细菌的Bt基因。
Bt基因编码一种称为Bt蛋白的毒素，具有对虫害害虫具有高度选择性的作用。
当害虫摄入含有Bt基因的玉米部分，Bt蛋白会破坏害虫的肠道细胞，导致害虫死亡。
这种抗虫机制能够有效地减少害虫对玉米的危害，提高作物的产量和质量。
转基因抗虫玉米相比传统玉米具有诸多优点。
首先，转基因抗虫玉米能够降低农药的使用量。
传统种植玉米时，为了控制害虫，农民需要大量喷洒农药，不仅增加了成本，还对环境和人体健康造成了潜在的威胁。
而转基因抗虫玉米通过自身的抗虫能力，减少了对农药的依赖，不仅节约了农民的经济成本，也减少了对环境的污染。
其次，转基因抗虫玉米能够提高农作物的产量和质量。
由于害虫对玉米的危害大大降低，作物的生长状况更加良好，产量也相应提高。
同时，减少了害虫的侵害，玉米的品质也得到了保证。
这对于农民来说，意味着更高的经济效益和市场竞争力。
然而，转基因抗虫玉米也存在一些争议。
首先，有人担心转基因作物对生态系统的影响。
虽然转基因抗虫玉米对害虫有高度选择性，但也不能完全排除对其他昆虫的影响。
一些研究显示，转基因抗虫玉米对非目标昆虫，尤其是蝴蝶、蜜蜂等有害。
其次，转基因作物的长期食用安全性仍存在争议。
虽然转基因抗虫玉米在国际上经过了多次安全评估，并被认为对人体无害，但仍有人担忧其对人体健康的潜在风险。
此外，转基因技术也引发了一些伦理和道德问题的争议，如知情同意、物种保护等。
总体而言，转基因抗虫玉米的种植是农业领域中一项重要的技术创新。
Bt基因及其在抗鞘翅目害虫上的应用BT基因是一种来自土壤细菌的基因，其编码的晶体蛋白具有杀灭多种昆虫害虫的作用。
BT基因在防治鞘翅目害虫上有着广泛的应用。
本文将对BT基因及其在抗鞘翅目害虫方面的应用进行探讨。
BT基因的特点BT基因是一种细菌基因，其编码的晶体蛋白以多种低分子量杀虫毒素的形式表达。
这些毒素可以杀死各种害虫，包括飞蛾、蚜虫、蚊虫、鞘翅目害虫等。
BT基因具有以下特点：1. 高效杀虫。
BT基因编码的晶体蛋白对目标害虫有高度特异性，能够杀死大多数鞘翅目害虫而对其他生物没有危害。
2. 安全环保。
晶体蛋白只在害虫体内释放，不会对人类和其他非目标生物造成危害，具有安全环保的特性。
3. 持久性强。
BT基因及其编码的晶体蛋白具有极强的稳定性和持久性，可以在土壤中存活多年甚至几十年。
自从BT基因被发现，就被广泛应用于防治农业害虫。
其中，防治鞘翅目害虫是其最突出的应用之一。
鞘翅目害虫包括棉铃虫、菜青虫、斜纹夜蛾等，对棉花、玉米、大豆等农作物危害巨大。
BT基因通过转基因技术被导入到农作物中，提高其对鞘翅目害虫的抗性。
BT基因在防治鞘翅目害虫上的应用有以下优点：2. 减少农药使用。
传统的防治方式需要大量使用农药，不仅对环境造成污染，还可能使人类、非目标生物受到伤害。
利用BT基因转基技术，减少对化学农药的依赖。
3. 提高农作物产量。
由于鞘翅目害虫的侵害，农作物的品质和产量都会受到影响。
BT基因的应用可以提高农作物的抗虫力，增加农作物产量。
4. 保护生态环境。
传统防治鞘翅目害虫的方法，会对农田生态环境造成一定的破坏。
使用BT基因转基技术，可以减少环境污染，保护生态环境。
总结BT基因是一种来自细菌的基因，其编码的晶体蛋白具有高效、安全、持久的杀灭害虫的作用。
利用BT基因转基技术，可将其导入到农作物中，提高其抗鞘翅目害虫的能力，从而减少化学农药的使用，保护生态环境，提高农作物产量，具有重要的应用价值。
[文章编号]1005-0906(2000)03-0014-04玉米转基因研究进展3赵久然,郭景伦,滕海涛,尉德铭,郭 强(北京市农林科学院玉米研究中心,北京100089)[摘 要] 玉米转基因的方法主要有农杆菌、基因枪、PEG介导等方法,受体主要是愈伤组织和幼胚等生活较旺盛的部位。
目前在玉米上的成功应用是抗玉米螟的Bt转基因玉米、抗除草剂转基因玉米等种类。
转基因技术目前面临的问题是关于环境和食物链的问题。
也就未来玉米的转基因发展进行了讨论。
[关键词] 玉米;转基因;研究进展[中图分类号]S513103513[文献标识码]A 转基因也称重组DNA技术,创立于1972年。
1985年首先在烟草上获得转基因植株。
随着研究的深入,植物基因工程在农业上取得了巨大进展。
到1997年初,美国已经批准的转基因田间实验已经达到2584项,批准17例转基因植物商业化释放。
我国已经批准商业化生产4项,环境释放4项,中间实验10项(吴志平)。
转基因可以使优良的生物基因在动物、植物、微生物之间进行交流,将其他生物上的优良基因转移到玉米内,弥补某些遗传资源的不足,丰富种质库。
玉米是我国和世界主要农作物之一,是植物遗传研究的模式植物,玉米的生产对于解决世界和我国的粮食问题具有十分重要的意义,因此有必要了解玉米基因现状。
1 玉米中的转基因技术111 转基因的主要技术类型农杆菌是转基因中经常应用的一种手段。
根癌农杆菌是许多双子叶植物肿瘤病的病原菌,其中带有一种T i质粒,其中的DNA能够转移到植物基因组上,而使植物得到转化。
利用农杆菌在双子叶植物中的转化已经十分完善,但是因为玉米等单子叶植物不是其天然的寄主,转化工程比较困难。
G rismly(1987)年将玉米条锈叶病毒的cDNA克隆到[收稿日期]2000-03-24[作者简介]赵久然(1962-),男,北京市农林科学院玉米研究中心主任、研究员,目前主要从事玉米新品种选育、高产优质配套技术及种子产业化等研究,承担多项国家和北京市课题。
转Bt基因玉米(瑞丰125、DBN9936、DBN9978)对亚洲玉米螟的抗虫效果研究作者：孙丹丹全玉东王月琴王振营何康来来源：《植物保护》2021年第03期摘要：評价转Bt基因玉米对靶标生物亚洲玉米螟的杀虫作用是转基因玉米研发的重要一环。
本文采用室内生测法对3种转Bt基因抗虫玉米‘瑞丰125’（表达Cry1Ab/Cry2Aj杀虫蛋白），‘DBN9936’‘DBN9978’（表达Cry1Ab杀虫蛋白）对亚洲玉米螟敏感品系ACB-S及抗Cry1Ab品系ACB-AbR、抗Cry1Ac品系ACB-AcR、抗Cry1F品系ACB-FR、抗Cry1Ah品系ACB-AhR、抗Cry1Ie品系ACB-IeR的杀虫活性进行测定，同时采用心叶期和抽丝期人工接虫法进行田间抗虫效果鉴定。
结果表明，取食3种Bt玉米的ACB-S幼虫， 3 d死亡率100%，而取食对照常规玉米3 d存活率100%。
取食3种Bt玉米的5个抗性品系幼虫除ACB-AbR和ACB-AcR有2%～6%的个体存活4～5 d， 6 d死亡率也达到了100%，其余品系均在3 d全部死亡，而取食对照玉米5～6 d的死亡率仅为4%～14%，差异显著。
田间心叶期食叶级别及穗期活虫数、雌穗被害和茎秆被蛀等为害等级说明3种Bt玉米高抗亚洲玉米螟。
明确了‘瑞丰125’‘DBN9936’和‘DBN9978’对亚洲玉米螟有很高的杀虫活性和田间防治效果。
5个Bt蛋白抗性亚洲玉米螟品系幼虫在常规玉米上显示一定的适合度劣势。
关键词：转基因玉米; Bt杀虫蛋白; 亚洲玉米螟; 寄主抗性中图分类号：S 435.132文献标识码： ADOI： 10.16688/j.zwbh.2020008Resistance of transgenic Bt maize （Ruifeng 125， DBN9936 & DBN9978） toAsian corn borerSUN Dandan， QUAN Yudong， WANG Yueqin， WANG Zhenying， HE Kanglai*（State Key Laboratory for Biology of Plant Diseases and Insect Pests， Institute of Plant Protection，Chinese Academy of Agricultural Sciences， Beijing 100193， China）AbstractEvaluation for resistance to the targets such as Asian corn borer （ACB）， Ostrinia furnacalis， is an important step of research and development novel insect resistant transgenic Bt maize. In present research， three kinds of insect resistant transgenic Bt maize，i.e. ‘Ruifeng 125’ expressing Cry1Ab/Cry2Aj protein，‘DBN9936’ and ‘DBN9978’ expressing Cry1Ab protein， were evaluated in the laboratory and field. Laboratory bioassays were conducted by exposing neonates of ACB susceptible strain （ACB-S）， Cry1Ab resistant strain （ACB-AbR）， Cry1Ac resistant strain （ACB-AcR）， Cry1F resistant strain （ACB-FR）， Cry1Ah resistant strain （ACB-AhR）， and Cry1Ie resistant strain （ACB-IeR） to fresh whorl leaves， respectively. Field trials were conducted by artificial infestation of ACB at whorl and silking stages. Mortalities were 100% within 3 days when ACB-S larvae fed on three Bt maize leaf tissues， whereas all larvae survived when they fed on the control of conventional maize leaf tissues. When ACB-AbR and ACB-AcR larvae fed on three Bt maize leaf tissues， 2%-6% of larvae could survival for 4-5 days， but not longer than six days. In contrast， there were 4%-14% of larval mortalities when these larvae fed on control within six days. Leaf feeding ratings from whorl stage infestation， larval survivals and ear and stalk bored and tunnels indicated that three Bt maize varieties were highly resistant to ACB. In conclusion，Bt maize ‘Ruifeng 125’ ‘DBN9936’ and ‘DBN9978’ are highly toxic to ACB and could provide season-long protection against ACB. Laboratory selected Cry1Ab， Cry1Ac， Cry1Ah，Cry1F， and Cry1Ie resistant strains demonstrate certain fitness cost.Key wordstransgenic maize; Bt insecticidal protein; Ostrinia furnacalis; host plant resistance转Bt基因玉米因具有特定且高效的目标性状而受到种植者的欢迎[13]。
Bt基因及其在抗鞘翅目害虫上的应用Bt基因是源自于土壤中的一种细菌——苏云金杆菌（Bacillus thuringiensis）的毒杀基因，它在生物控制农药中起到重要作用。
该细菌在形成孢子时，会产生一种名为晶体蛋白（Cry protein）的毒素，这种毒素对鞘翅目害虫特别有效。
科学家们将这种毒素的基因转移到了其他植物中，使其具备抗虫能力，从而防治农作物上的害虫。
Bt基因的应用在农业上具有重要意义。
通过转基因技术，科学家成功将Bt基因转移到了多种作物中，例如玉米、棉花和水稻等。
这些转基因作物在遭受鞘翅目害虫侵害时，可以通过毒素产生影响并杀死害虫而保护农作物。
相比传统农药，使用Bt基因作物有以下几个优势。
Bt基因作物具有针对性。
晶体蛋白仅对鞘翅目害虫有毒效应，对其他昆虫和动物没有危害。
这意味着使用Bt基因作物不会对非目标生物造成负面影响，有利于保护农田生态环境的平衡。
Bt基因作物对抗害虫效果持久。
晶体蛋白对害虫具有高度毒力，可以有效抵御害虫的侵袭。
相比传统农药，一次转基因作物的施用可以覆盖一整个生长季节，无需频繁重复喷洒农药，减少了时间和劳动成本。
Bt基因作物也对环境友好。
传统农药在使用过程中会产生很多有害残留物，对土壤和水源造成污染。
而转基因作物中的Bt基因可以在害虫被消灭后自然降解，不会污染环境。
Bt基因作物也存在一些问题和挑战。
害虫对晶体蛋白的毒性可能会产生抗性。
因为Bt 基因作物中所使用的毒素是来自于细菌中的原始基因，长期使用可能会导致害虫对该毒素产生抗性，从而降低转基因作物对害虫的防治作用。
转基因作物的安全性问题也备受关注。
虽然多项研究表明，人类通过食用Bt基因作物并不会对其健康产生不良影响。
一些人对转基因食品的安全性仍然持怀疑态度，对其产生的食品负面影响进行质疑。
Bt基因的应用在抗鞘翅目害虫上具有重要的意义。
它能够有效防治农作物上的害虫，具有针对性、持久性和环境友好等优点。
也需要解决害虫抗性和食品安全等问题才能更好地发挥其应用潜力。
不生虫的玉米品种玉米是世界上最重要的粮食作物之一，广泛种植于全球各地。
然而，一直以来，玉米种植者都面临着一个共同的问题——玉米收获后容易受到虫害的侵袭。
虫害不仅会对产量造成重大损失，还会导致玉米质量下降。
因此，培育出不生虫的玉米品种成为众多农业科学家们的追求目标。
随着科学技术的不断发展，越来越多的不生虫的玉米品种被研发出来。
这些新品种具有抗虫特性，能够有效地抵御诸如玉米象、玉米螟等常见的玉米害虫。
下面将介绍几种目前市场上比较成功的不生虫的玉米品种。
首先是Bt玉米（Bt corn），它是通过基因工程技术培育出来的一种转基因玉米品种。
Bt玉米在其基因组中加入了一种叫做Bt（Bacillus thuringiensis）的细菌的基因，这种细菌会产生一种名为Cry蛋白的毒素，对玉米害虫具有杀灭作用。
因此，Bt玉米作物能够自身产生抗虫作用，不仅有效地减少了农民使用农药的量，还可以保持玉米的质量和产量稳定。
除了Bt玉米，还有一种名叫VIPTERA的不生虫玉米品种也备受关注。
VIPTERA玉米是一种由Syngenta公司培育的转基因玉米。
它通过将Bt细菌的多个毒素基因和其他几个抗虫基因组合到玉米中，形成了一种更强大的抗虫玉米品种。
VIPTERA玉米通过多种抗虫机制有效地控制玉米害虫的繁殖和发展，从而大大减少了玉米受虫害的几率。
此外，还有一些非转基因的传统玉米品种也被发现具有一定的抗虫能力。
这些品种通常是通过长期选育和杂交育种的方法培育而成。
例如，阿赞特玉米（Azteca maize）就是一种不生虫的传统玉米品种。
阿赞特玉米是墨西哥特有的一种玉米，它生长在高海拔地区，经过长期的自然选择，具有较强的抗虫能力。
阿赞特玉米的耐虫特性被认为是由其特殊的物理和化学特性所决定的，研究发现其中含有一些抗虫化合物。
尽管不生虫的玉米品种已经取得了一定的进展，但仍然有许多挑战需要克服。
首先，转基因玉米品种在一些地区面临着法律法规和民众观念的限制，限制了其在市场上的推广。
转Cry1Ac基因抗虫玉米Bt-799对田间节肢动物群落多样性的影响尹俊琦;武奉慈;周琳;宋新元【摘要】[目的]安全评价是转基因品种研发的重要保障,为明确转基因玉米Bt-799在生物多样性影响方面的安全性,并为其在吉林春玉米区种植提供安全保证,开展了转基因玉米Bt-799对田间节肢动物群落多样性影响的研究.[方法]综合利用直接观察法和地面陷阱法,以多样性指数、均匀度指数、优势度指数等参数以及主要种群动态作为评价指标,系统研究转基因玉米Bt-799对田间节肢动物群落多样性的影响.[结果]转基因玉米Bt-799较之对应的非转基因对照郑58在田间节肢动物群落结构参数、主要种群动态等方面均无显著差异.[结论]转Cry1Ac基因玉米Bt-799在吉林省种植,不会对田间节肢动物群落多样性造成显著不良影响.【期刊名称】《生物安全学报》【年(卷),期】2017(026)002【总页数】9页(P159-167)【关键词】转Cry1Ac基因抗虫玉米;节肢动物;群落结构;种群动态【作者】尹俊琦;武奉慈;周琳;宋新元【作者单位】吉林省农业科学院;吉林省农业生物技术重点实验室,吉林长春130033;吉林省农业科学院;吉林省农业生物技术重点实验室,吉林长春130033;哈尔滨师范大学,黑龙江哈尔滨150025;吉林省农业科学院;吉林省农业生物技术重点实验室,吉林长春130033【正文语种】中文玉米在我国大部分地区广泛种植，是主要的粮食作物与经济作物，其对保持农业结构稳定乃至粮食安全具有重要作用。
玉米螟Ostrinia furnacalis Guenée是限制玉米产量提升的重要因素，由于其具有发生代数不稳定,钻蛀能力强,药剂不易到达取食位置，抗药性较强等特点，化学方法对玉米螟的防治效果并不理想(王振营等，2004)。
同时，现有玉米种质缺少抗虫资源，传统抗性育种途径亦很难取得突破。
基因工程技术为解决玉米螟危害提供了重要途径(Ishida et al.,1996)。
・综述与专论・生物技术通报B I O TECHNOLOGY BULL ET I N2009年第5期转Bt 基因抗虫玉米的研究李桂玲1,2 李明泽3 刘宗华2 汤继华2(1河南工业大学生物工程学院,郑州450052;2河南农业大学,郑州450002;3濮阳职业技术学院,濮阳457000) 摘 要: 对转B t 基因抗虫玉米的研究概况、转化方法、转化体的鉴定方法、遗传评价以及其存在的问题进行了综述。
关键词: 转B t 基因 玉米 抗虫性Research Overvi ew on Bt Transgen i c I nsect 2Resist antMa i zeL i Guiling 1 L i M ingze 3 L iu Zonghua 2 Tang J ihua2(1D epart m ent of B ioengineering ,Henan U niversity of Technology,Zhengzhou 450052;2Henan AgriculturalU niversity,Zhengzhou 450002;3Puyang Polytechnic,Puyang 457000) Abs trac t: I n this paper,B t transgenic insect 2resistant maize research p r ogress,transfor ing and the identificati on methods,genet 2ic assess ments and the p r oble m s ar ound the m were revie wed 。
Key wo rd s: B t transf ormed gene M aize I nsect 2resistant 收稿日期:2008212205基金项目:河南省自然科学基金资助项目(2000210003)作者简介:李桂玲(19742),女,河南沁阳人,讲师,研究方向为生物技术 亚洲玉米螟O strinia furnacalis (Guenee )鳞翅目,螟蛾科,主要分布在亚洲。
我国除青藏高原玉米区末见报道外,广布全国各玉米种植区。
寄主为玉米、高粱、谷子、棉花、大麻,此外也能为害小麦、大麦、马铃薯、豆类、向日葵、甘蔗、甜菜、茄子、番茄等20多种植物。
玉米心叶期幼虫取食叶肉或蛀食未展开的心叶,造成“花叶”,抽穗后钻蛀茎秆,致雌穗发育受阻而减产,蛀孔处易倒折。
穗期蛀食雌穗、嫩粒,造成籽粒缺损霉烂,品质下降,减产10%～30%。
随着植物细胞生物学和分子生物学的发展,利用生物基因工程技术将外源抗虫基因B t 导入玉米,使玉米自身产生抗虫蛋白而达到抗虫目的成为可能。
转B t 基因抗虫玉米的商品化,为控制玉米螟为害提供了新的途径。
1 转Bt 基因玉米的研究概况1993年,K oziel [1]等报道合成了一个Cr y1Ab 基因,该基因编码B 1thuringiensis ,kurstaki HD 21的Cry1Ab 的部分氨基酸。
该合成基因与野生型Cr y1Ab 基因只有65%的同源性。
合成基因富含G,C 碱基,并且以适合在玉米中表达的密码子替代原细菌密码子。
他们利用基因枪把该合成基因导入一个玉米品种,并且对筛选出的两个转基因玉米品系进行了田间试验。
一个转基因玉米品系的C ry1A b 基因由Ca MV 35S 启动子调控,而另一个转基因玉米品系的C ry1A b 基因分别由玉米磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase )启动子和玉米花粉特异性启动子调控。
由PEPCase 启动子和玉米花粉特异性启动子调控下的C ry1A b 基因在转基因玉米植株中的表达显示出明显的组织特异性,在绿色组织中,C ry1A b 基因强烈表达,占可溶性蛋白的011%～014%。
田间试验结果表明,玉米转基因品系能够抵御欧洲玉米螟(O strinia nubilalis )在生长季节的反复危害。
国内转B t 基因玉米研究起步较晚。
北京农业大学生物学院丁群星[2]等首次报道了用子房注射法将B t 毒蛋白基因导入玉米自交系的全过程。
获得的一株转基因玉米(T0)自交,得到了71株T1代的植株。
转基因玉米(T0)经点渍法、Southern 分子杂交及PCR 扩增检测,在71株中有7株呈阳性反应;对其中4株进行抗玉米螟测试,呈现一定的抗虫效果;在海南岛用农大60玉米再次进行了子房注射,也获得了成功。
生物技术通报B iotechnology B u lletin2009年第5期说明这种方法是可重复的,从而为我国利用基因工程技术改造玉米开辟了新的途径。
1995年,北京农业大学生物学院王国英等[3]报道了用玉米悬浮细胞、愈伤组织和幼胚作受体,通过基因枪轰击法成功地将B t毒蛋白基因转入玉米细胞。
并再生了大量转基因植株,部分植株得到种子。
部分转基因植株的室内饲喂试验表明,这些植株的抗虫性差异很大,有少量植株表现出高度抗虫性,个别植株几乎没有抗虫性。
虽然基因枪轰击愈伤组织和未成熟幼胚比轰击悬浮细胞所得到的转化体少,但由于它们易于培养和再生植株,故适合于大部分玉米品种的遗传转化研究。
1997年,中国农业大学生物学院的张宏等[4]报道了应用超声波法,首次成功地将B t毒蛋白基因导入玉米,并获得了可育的转基因植株及后代。
S outh2 ern杂交结果证明,外源基因已整合进R0植株和R1代的染色体组中。
研究还指出:超声波声强度和处理时间是决定超声波介导法转化率的两个最重要参数,并证明以015W/c m2的声强、处理转化效果最佳。
适当参数的超声波处理能使稀薄表面形成大量的小孔,又减少了外源DNA分子的断裂,从而使外源DNA分子进入细胞。
2 转Bt基因玉米的转化方法目前国内外主要采用基因枪轰击法[1,3,5～8]、子房注射法[2]、超声波法[4]将B t基因和其它外源基因导入玉米。
迄今为止,基因枪法仍是用的最多、效果最好的方法,其受体广泛,可以克服农杆菌介导受寄主的限制,但基因枪法存在转化率低、重复性差等缺陷。
因此,在玉米遗传转化方面,又有部分人转向农杆菌介导的转化研究。
近年来,有人证明一定浓度(20μM)乙酰丁香酮等酚类化合物可以活化Ti质粒的vir区基因,从而提高转化频率,这就为克服单子叶植物的遗传转化受农杆菌寄主的限制提供了可能。
最近又出现了一种新的高效农杆菌转化靶组织方法(s onicated assisted agr obacterium2mediated trans2 for mati on,S AAT),该技术主要是将外植体在接种农杆菌后经短暂的超声波处理,从而提高该项转化技术的转化频率。
该项技术能成功应用于玉米等禾谷类作物,则会使禾谷类作物的遗传转化研究迈上一个新台阶。
3 转化体的鉴定方法目前,应用于转基因植物的鉴定方法可分为利用标记基因和报告基因进行检测、分子检测和免疫技术3大类。
311 标记基因和报告基因标记基因常常用于植物遗传转化中筛选和鉴定转化的细胞、组织、器官和再生植株,通常与目的基因构建在同一植物表达载体上,一起转入受体。
有时标记基因本身也可作为目的基因转入受体,用于基因遗传转化的基础研究或获得抗除草剂转基因植株。
选择标记基因包括抗生素抗性基因和除草剂抗性基因等。
常用的抗生素基因有抗氨苄青霉素基因(ap r)、抗四环素基因(tc r)、抗氯霉素基因(c m r)、抗卡那霉素基因(km r)、抗潮霉素基因(hyg r)等。
从分子生物学角度而言,此类抗生素会造成细胞壁合成受阻,抑制蛋白质的合成,抑制DNA或RNA的合成等。
这些选择标记基因已在棉花[9]、拟南芥、烟草[10]、大白菜[9]、矮牵牛[11]、油菜[12]等转基因植物中广泛应用。
对于抗生素不敏感的植物,可采用抗除草剂基因,由于抗除草剂基因的转基因植株对人畜无毒害作用,是很有价值的选择标记基因。
例如,膦化麦黄酮基因用来替代卡那霉素抗性基因在转基因谷类中得到应用。
除草剂抗性主要功能:作为某些酶的抑制剂,进一步抑制某些氨基酸的合成。
因此将除草剂基因转入植物体中,为除草剂的推广使用奠定了基础。
报告基因是一种指示基因,把它的编码序列与调控基因表达的启动子序列相融合,其表达能够快速报告细胞、组织、器官或植株是否被转化。
报告基因大多是一些酶的基因,利用加入相应底物,检测酶活性是否存在,相应地指出目的基因是否转化。
常用的报告基因有3类:农杆碱合成酶类,抗生素转化酶类和具有光学性质的酶类。
最为常用的是G US 基因,即β2葡萄糖苷酸酶基因。
GUS基因已成功地用在谷子[13]、玉米[14]、大豆[15]、油菜[16]等作物转基因研究中。
另外,β2半乳糖苷酶基因,荧光素酶基因等在基因工程研究中亦有应用报道。
随着报告基因的不断发现,一种集选择与筛选于一体的绿色荧光蛋白———GEP随之出现。
它没有种属依赖性,不需要加入底物、酶、辅因子等,只需要暴露在395nm或012009年第5期李桂玲等:转B t基因抗虫玉米的研究490nm的光下,转化的细胞、组织、器官或植株便会激发出绿光[17]。
312 分子检测31211 PCR 聚合酶链式反应(poly merase chain re2 acti on,PCR)是在体外对特定DNA序列进行扩增。
PCR检测方法简单,将扩增产物和分子量标记(mark2 ers)进行琼脂糖凝胶电泳,经溴化乙锭染色,在紫外光下观察是否出现预测的目的基因片段。
具有目的基因片段的植株为转基因植株。
在PCR的基础上,人们又用了复合PCR(multi p lex PCR,MPCR)[18]等来检测外源基因是否成功转入。
31212 分子杂交 分子杂交是鉴定转基因植株在中外源基因是否整合到染色体上或是否在RNA水平或蛋白质水平表达的重要方法,现已广泛应用于转基因植物的鉴定[16～18]。
原理是依据探针与外源目的基因碱基同源性配对进行的,杂交后能产生杂交印迹或杂交带的植株为转基因植株。
分子杂交有Southern杂交、Northern杂交和W estern杂交。
Southern探针与转化植株的总的DNA进行杂交,是DNA水平上的分子鉴定。
Northern杂交是以外源目的基因序列作探针与RNA杂交,它是在转录水平上进行的分子鉴定。
W estern杂交则是在翻译水平上或蛋白质水平上的鉴定方法。
313 免疫技术免疫技术是一种蛋白质水平上的检测手段,主要有酶联免疫吸附法和免疫荧光技术两种。
酶联免疫吸附法(enzy me2linked i m munos orbent assay,E L I S A)是特殊的抗体被结合固定在固体表面如微孔板。
加入样品,未被结合的成分被洗掉,然后,通过加上酶标的抗体来检测抗原,未被结合的成分再次被洗掉,酶与底物反应的颜色与样品中抗原的含量成正比。
