1 转Bt基因水稻的抗虫性鉴定
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平均单头虫重( mg) 材料名称 原始 虫重 3 9 圣稻 301 15 2 33 1 豫粳 6 号 % Bt * 4 6 17 4 30 6 2 7 圣稻 301 % Bt* 13 6 33 4 2 8 Bt * 17 6 31 3 饲喂 3天 4 4 22 1 32 6 14 4 29 4 12 6 32 8 22 8 28 0 饲喂 6天 16 0 52 4 81 5 22 3 39 6 15 8 34 2 24 1 40 4 饲喂 9天 43 3 89 9 106 6 26 4 41 2 14 1 39 8 23 2 40 9 死亡率 (%) 10 0 0 100 0 0 100 0 0 100 0 0
收稿日期 : 2000- 10- 19 * 国家转基因专项和山东省 三 工程资助项目。
! ! 注 : Bt* 为转 Bt 基因的中国 91 水 稻 , 下同。供试 虫源为二 化 螟 , 采自田间。按虫大 小分成 3 组 , 分 别饲喂 水稻植 株 , 每个处理接种 20 头 , 每 3 天 换食、 称重 1 次 , 计算平均 单 虫重。
2 ! 结果与分析
2 1 ! 转基因植株除草剂抗性鉴定 对转基因植株 及杂交后 代单株 , 进行除草 剂 Basta 抗 性鉴定 。PPT 浓 度为 1g/ L, 单 面涂 叶片。 5~ 6 天调 查 结 果显示 : 转 Bt 基因的中国 91 水稻 ( R6) 及与其杂交的 F1 均 具有对 Basta 的抗性。转基 因植株 叶片生 长正常 , 而未 转 基因植 株叶片变黄 , 干枯 , 最 后死亡。表 明了与 抗虫基 因 位于同一载体上的 Bar 基因转到水稻中并得到表达。 2 2 ! 转基因植株的室内抗虫性鉴定 用未转基因的水 稻圣稻 301、 转 Bt∀ cryIA ( b) # 基因 的 水稻中国 91 及与豫粳 6 号、 圣稻 301 杂 交的 F1 代材料 的 幼嫩叶片饲喂水稻二化螟 , 抗虫结 果如表 1 。未转基因 水 稻饲喂水稻二化螟 , 二化螟 长得又 大又壮 ; 转基 因水稻 饲 喂水稻二 化螟 , 二 化螟 长得 非常 缓慢 且瘦 弱。证 明了 转 基因株系具有较强的抗虫性。 表 1 ! 田间抗虫性鉴定 田间种 植观察中国 91 转 基因株 系及 与豫粳 6 号、 圣 稻 301 杂交的 F1 代材料 , 8 月 5 日前后为稻纵卷叶螟大 发 生时期 , 转基因水稻几乎没 有受到 卷叶螟 的危害 , 而对 照 和未转基因水 稻受 到卷 叶螟 严重 危 害 , 水稻 剑叶 花白 一 片 , 最高田块植株受害率在 60% 左右。 在 9 月 15 日调查稻穗 的受害 情况 , 由 于受到 螟虫 的 危害 , 对照品种中国 91 受害严 重 , 白穗率 达到 50% , 豫 粳 6 号和圣稻 301 在 10% 左右 , 而转 基 因水 稻 白 穗率 小 于 1% 。田间调查白穗率发生情况 , 结果如表 2 。 表 2 ! 转 Bt 基因水稻田间抗虫 ( 二化螟 ) 调查
1 ! 材料与方法
1 1 ! 亲本材料 转 Bt 基因的水稻中国 91, 现已稳定遗传至第 7 代 ( R6 代) , 与抗 虫 水稻 杂 交的 材 料 为黄 淮 稻区 主 栽 品种 圣 稻 301 、 豫粳 6 号。 1 2 ! 杂交后代培育 在 8 月中下旬 , 选取正 处于开花 期的稻 穗 , 用上述 主 栽品种为母本 , 46 ∃ 温水去雄 , 转 Bt 基因 水稻为父本 。在 开花前对 F1 代植株进 行 Basta 抗 性检测 , 选 用 Basta 阳 性 株作回交和自交留种。 1 3 ! Basta 抗性选择 用除草 剂 Basta( 有 效成分 PPT ) , 浓 度为 1g/ L, 涂在 植 株的叶片上 , 1 周 后统计抗性株及敏感株的数目。 1 4 ! 转基因植株的室内抗虫鉴定 采取转基因和未转基因幼嫩 水稻叶 片饲喂 水稻二 化 螟幼虫 , 每个处理饲喂 20 头 , 饲喂 3 天后称重 1 次。 1 5 ! 转基因植株的田间抗虫鉴定 田间在不用任 何药 剂防 治螟 虫的 情况 下 , 调查 稻 纵 卷叶螟危害情况和螟虫危害引起的白穗率发生情况。
∀1# ! Dulmage H T Insecticidal act ivit y of isolat es of Bacill us thuringi ensis and their potent ial for pest cont rol∀M# In Burges HD ( ed) , Microbial control of pests and plant disease 1070 ~ 1980, NEW York: Academic press, 1981: 193~ 222 ∀2# ! 崔洪志 , 等 双 价杀虫基 因植物表 达载体 的构建 及其在 烟 草中的表达∀J# 农业生物技术学报 , 1998, 6( 1) : 7~ 14 ∀3# ! 朱常香 , 等 用 两个抗虫 基因分别 转化水 稻及抗 虫株系 的 获得∀J# 农业生物技术学报 , 1998, 7( 3) : 259~ 266
! 山东农业科学
Shandong Agricultural Sciences
2000 年 ! 第 6 期
转 Bt 基因水稻的抗虫性鉴定*
姚方印1, 李广贤2, 朱常香2, 姚永湘1
( 1 山东省水稻研究所 , 济宁 ! 272077; 2 山东农业大学生命科学学院 ) ! ! 摘 ! 要 : 利用 Basta 抗性选择技术快速检测转 Bt 基因水 稻及杂 交后代 群体单 株。试验表 明 : 阳 性单株 在 田间有良好的抗螟虫性能 ; 利用 Bar 基因能 快速鉴定转 Bt 基因水稻及利用 Bar 基因进行辅助选择。 关键词 : Bt 转基因水稻 ; Basta; 抗虫性鉴定 中图分类号 : S511 037 ! ! 文献标识号 : A ! ! 文章编号 : 1001- 4942( 2000) 06- 0031- 02 ! ! 水稻是重要的粮食作物。由 于水稻 本身没 有足够 抗 虫的基因 , 因而抗 虫育 种工 作进 展缓 慢。 Bt 毒蛋 白基 因 是目前使用最广的抗虫 基因 , 用转基 因的 方法将 Bt 毒 蛋 白基因导入水稻 , 可使水稻 对螟虫抗 性提高 ∀1, 2#。我们 利 用 PIG 基因枪法和农杆菌介导法成功地将 Bt 毒蛋白基 因 ∀ cryIA ( b) #连同抗除草剂 Bar 基因导入 黄淮稻区主栽水 稻 品种中国 91 中 ∀3#, 获得 5 个稳 定遗传 的转 基因水 稻新 品 系 , 2000 年生产示范 表现 了良 好的 抗螟 虫和 抗除 草剂 性 能 , 为在生产上推 广 抗虫 品种 和提 供抗 虫种 质资 源奠 定 了良好的基础。 本研究利用 Bar 基因 ( 抗 Basta 除草 剂 ) 与 目的 基 因 ∀ cryIA ( b) #紧密连锁的关系 , 对转 Bt 基因水稻及与常规 水 稻品种杂交的 F1 单株进 行室内 和田间 抗虫 性鉴定 , 证 明 Basta 阳性株与抗螟虫是高度一致的。
豫粳 6 号 % Bt * 估算小区总穗数。
! ! 注 : 田 间按小区种植 , 每个小区面积为 12m 2 , 随机选 取 4 行 ,
3 ! 讨论
利用 Bar 基因 ( 抗除 草剂 基因 ) 和 Bt 基因∀ cryIA ( b) # 紧密连锁的关 系 , 在水 稻生 长期 间用 Basta 涂叶 片 , 根 据
测试材料 中国 91 圣稻 301 豫粳 6 号 Bt * 圣稻 301 % Bt
*
调查总穗数 3660 4108 3912 3972 4120 3210
白穗数 1840 336 396 4 7 3
白穗率 ( % ) 50 27 8 38 9 88 0 10 0 17 0 09
叶片是否变黄枯死而判 定 Bt 基 因是否 存在 , 与其 分子 标 记检测 相比 , 是一 种快 速简便、 高 效的 方法 , 为加 快抗 虫 育种的选育奠定了可靠的基础。 由于水稻本身 没有 足够 的抗 虫基 因 , 目前 研究 者 利 用人工合成或从别的植物中克 隆的抗虫 基因转 化到水 稻 栽培品种 中 , 提高 品种 的抗 虫性。 本课 题组 把抗 虫基 因 和标志 基因 , 连 接 到 同一 高 效表 达 载 体上 , 进 行 遗 传 转 化 , 获得转基因材料已经 稳定传 递到第 7 代 , 在 田间和 室 内测定 , 表现了高抗螟 虫的 效果。因 此在 获得转 Bt 基 因 水稻的基础上 进行 回交 转 育 , 或者 利用 目的 基因 直接 进 行遗传转化 , 进而培育出抗 虫品种 , 是控 制害虫 危害的 一 种有效 措施。抗 虫品种对害 虫的影响 是明确 的、 持久的 , 能增强化学防治和生物防治的 效果 , 且无 污染 , 可以带 来 良好的经济效益和生态效益 , 有着广阔的 推广前景。 参 ! 考 ! 文 ! 献:
山东农学专著果树分册 & & & ∋山东果树(出版发行
! ! 山东省农业科学院主编的山东农学专著果树分册 & & & ∋ 山东果树( 已由上海科学技术出版社发 行。∋ 山东果 树( 概 述 了 50 年来山东果树科研、 生产发展历程与今后趋势 , 重点论述了果树 资源研 究、 果 树生长 发育及 产量形 成 , 优 质高产 栽 培以及早期丰产、 矮化密植、 保护地栽培技术 , 果树病虫害防 治及果品 贮藏加工技 术 ; 突 出不同树 种特点 , 分别 介绍了 苹 果、 梨、 山楂、 葡萄、 桃、 杏、 李、 樱桃、 枣、 板栗、 核桃、 柿、 银杏、 石 榴、 木瓜、 猕猴桃 、 果 桑、 无花果、 草莓 等山东 栽培的 19 种 果树的优良品种和栽培技术特点。 ∋ 山东果树( 由山东农业大学罗新书教授任荣誉主编 , 山 东省农业 科学院研究 员刘振岩、 李震 三任主 编 , 山 东农业 大 学束怀瑞教授、 山东省果树研究所研究员陆秋农任顾问 。∋ 山东果树( 内容 丰富 , 理论与实践结合 , 是果树科研、 生产专 业 技术人员、 农业院校师生、 农业领导干部、 有一定 文化及 实践 经验的 果农 必备参 考书。 全书 150 万 字 , 102 张彩片 , 插 图 200 幅 , 精装 , 定价 126 元。需用该书者请与山东省农业科学院山东农学专著编辑部联系。 电话 : 0531- 8960896 ! ! 邮编 : 250100
收稿日期 : 2000- 10- 19 * 国家转基因专项和山东省 三 工程资助项目。
! ! 注 : Bt* 为转 Bt 基因的中国 91 水 稻 , 下同。供试 虫源为二 化 螟 , 采自田间。按虫大 小分成 3 组 , 分 别饲喂 水稻植 株 , 每个处理接种 20 头 , 每 3 天 换食、 称重 1 次 , 计算平均 单 虫重。
2 ! 结果与分析
2 1 ! 转基因植株除草剂抗性鉴定 对转基因植株 及杂交后 代单株 , 进行除草 剂 Basta 抗 性鉴定 。PPT 浓 度为 1g/ L, 单 面涂 叶片。 5~ 6 天调 查 结 果显示 : 转 Bt 基因的中国 91 水稻 ( R6) 及与其杂交的 F1 均 具有对 Basta 的抗性。转基 因植株 叶片生 长正常 , 而未 转 基因植 株叶片变黄 , 干枯 , 最 后死亡。表 明了与 抗虫基 因 位于同一载体上的 Bar 基因转到水稻中并得到表达。 2 2 ! 转基因植株的室内抗虫性鉴定 用未转基因的水 稻圣稻 301、 转 Bt∀ cryIA ( b) # 基因 的 水稻中国 91 及与豫粳 6 号、 圣稻 301 杂 交的 F1 代材料 的 幼嫩叶片饲喂水稻二化螟 , 抗虫结 果如表 1 。未转基因 水 稻饲喂水稻二化螟 , 二化螟 长得又 大又壮 ; 转基 因水稻 饲 喂水稻二 化螟 , 二 化螟 长得 非常 缓慢 且瘦 弱。证 明了 转 基因株系具有较强的抗虫性。 表 1 ! 田间抗虫性鉴定 田间种 植观察中国 91 转 基因株 系及 与豫粳 6 号、 圣 稻 301 杂交的 F1 代材料 , 8 月 5 日前后为稻纵卷叶螟大 发 生时期 , 转基因水稻几乎没 有受到 卷叶螟 的危害 , 而对 照 和未转基因水 稻受 到卷 叶螟 严重 危 害 , 水稻 剑叶 花白 一 片 , 最高田块植株受害率在 60% 左右。 在 9 月 15 日调查稻穗 的受害 情况 , 由 于受到 螟虫 的 危害 , 对照品种中国 91 受害严 重 , 白穗率 达到 50% , 豫 粳 6 号和圣稻 301 在 10% 左右 , 而转 基 因水 稻 白 穗率 小 于 1% 。田间调查白穗率发生情况 , 结果如表 2 。 表 2 ! 转 Bt 基因水稻田间抗虫 ( 二化螟 ) 调查
1 ! 材料与方法
1 1 ! 亲本材料 转 Bt 基因的水稻中国 91, 现已稳定遗传至第 7 代 ( R6 代) , 与抗 虫 水稻 杂 交的 材 料 为黄 淮 稻区 主 栽 品种 圣 稻 301 、 豫粳 6 号。 1 2 ! 杂交后代培育 在 8 月中下旬 , 选取正 处于开花 期的稻 穗 , 用上述 主 栽品种为母本 , 46 ∃ 温水去雄 , 转 Bt 基因 水稻为父本 。在 开花前对 F1 代植株进 行 Basta 抗 性检测 , 选 用 Basta 阳 性 株作回交和自交留种。 1 3 ! Basta 抗性选择 用除草 剂 Basta( 有 效成分 PPT ) , 浓 度为 1g/ L, 涂在 植 株的叶片上 , 1 周 后统计抗性株及敏感株的数目。 1 4 ! 转基因植株的室内抗虫鉴定 采取转基因和未转基因幼嫩 水稻叶 片饲喂 水稻二 化 螟幼虫 , 每个处理饲喂 20 头 , 饲喂 3 天后称重 1 次。 1 5 ! 转基因植株的田间抗虫鉴定 田间在不用任 何药 剂防 治螟 虫的 情况 下 , 调查 稻 纵 卷叶螟危害情况和螟虫危害引起的白穗率发生情况。
∀1# ! Dulmage H T Insecticidal act ivit y of isolat es of Bacill us thuringi ensis and their potent ial for pest cont rol∀M# In Burges HD ( ed) , Microbial control of pests and plant disease 1070 ~ 1980, NEW York: Academic press, 1981: 193~ 222 ∀2# ! 崔洪志 , 等 双 价杀虫基 因植物表 达载体 的构建 及其在 烟 草中的表达∀J# 农业生物技术学报 , 1998, 6( 1) : 7~ 14 ∀3# ! 朱常香 , 等 用 两个抗虫 基因分别 转化水 稻及抗 虫株系 的 获得∀J# 农业生物技术学报 , 1998, 7( 3) : 259~ 266
! 山东农业科学
Shandong Agricultural Sciences
2000 年 ! 第 6 期
转 Bt 基因水稻的抗虫性鉴定*
姚方印1, 李广贤2, 朱常香2, 姚永湘1
( 1 山东省水稻研究所 , 济宁 ! 272077; 2 山东农业大学生命科学学院 ) ! ! 摘 ! 要 : 利用 Basta 抗性选择技术快速检测转 Bt 基因水 稻及杂 交后代 群体单 株。试验表 明 : 阳 性单株 在 田间有良好的抗螟虫性能 ; 利用 Bar 基因能 快速鉴定转 Bt 基因水稻及利用 Bar 基因进行辅助选择。 关键词 : Bt 转基因水稻 ; Basta; 抗虫性鉴定 中图分类号 : S511 037 ! ! 文献标识号 : A ! ! 文章编号 : 1001- 4942( 2000) 06- 0031- 02 ! ! 水稻是重要的粮食作物。由 于水稻 本身没 有足够 抗 虫的基因 , 因而抗 虫育 种工 作进 展缓 慢。 Bt 毒蛋 白基 因 是目前使用最广的抗虫 基因 , 用转基 因的 方法将 Bt 毒 蛋 白基因导入水稻 , 可使水稻 对螟虫抗 性提高 ∀1, 2#。我们 利 用 PIG 基因枪法和农杆菌介导法成功地将 Bt 毒蛋白基 因 ∀ cryIA ( b) #连同抗除草剂 Bar 基因导入 黄淮稻区主栽水 稻 品种中国 91 中 ∀3#, 获得 5 个稳 定遗传 的转 基因水 稻新 品 系 , 2000 年生产示范 表现 了良 好的 抗螟 虫和 抗除 草剂 性 能 , 为在生产上推 广 抗虫 品种 和提 供抗 虫种 质资 源奠 定 了良好的基础。 本研究利用 Bar 基因 ( 抗 Basta 除草 剂 ) 与 目的 基 因 ∀ cryIA ( b) #紧密连锁的关系 , 对转 Bt 基因水稻及与常规 水 稻品种杂交的 F1 单株进 行室内 和田间 抗虫 性鉴定 , 证 明 Basta 阳性株与抗螟虫是高度一致的。
豫粳 6 号 % Bt * 估算小区总穗数。
! ! 注 : 田 间按小区种植 , 每个小区面积为 12m 2 , 随机选 取 4 行 ,
3 ! 讨论
利用 Bar 基因 ( 抗除 草剂 基因 ) 和 Bt 基因∀ cryIA ( b) # 紧密连锁的关 系 , 在水 稻生 长期 间用 Basta 涂叶 片 , 根 据
测试材料 中国 91 圣稻 301 豫粳 6 号 Bt * 圣稻 301 % Bt
*
调查总穗数 3660 4108 3912 3972 4120 3210
白穗数 1840 336 396 4 7 3
白穗率 ( % ) 50 27 8 38 9 88 0 10 0 17 0 09
叶片是否变黄枯死而判 定 Bt 基 因是否 存在 , 与其 分子 标 记检测 相比 , 是一 种快 速简便、 高 效的 方法 , 为加 快抗 虫 育种的选育奠定了可靠的基础。 由于水稻本身 没有 足够 的抗 虫基 因 , 目前 研究 者 利 用人工合成或从别的植物中克 隆的抗虫 基因转 化到水 稻 栽培品种 中 , 提高 品种 的抗 虫性。 本课 题组 把抗 虫基 因 和标志 基因 , 连 接 到 同一 高 效表 达 载 体上 , 进 行 遗 传 转 化 , 获得转基因材料已经 稳定传 递到第 7 代 , 在 田间和 室 内测定 , 表现了高抗螟 虫的 效果。因 此在 获得转 Bt 基 因 水稻的基础上 进行 回交 转 育 , 或者 利用 目的 基因 直接 进 行遗传转化 , 进而培育出抗 虫品种 , 是控 制害虫 危害的 一 种有效 措施。抗 虫品种对害 虫的影响 是明确 的、 持久的 , 能增强化学防治和生物防治的 效果 , 且无 污染 , 可以带 来 良好的经济效益和生态效益 , 有着广阔的 推广前景。 参 ! 考 ! 文 ! 献:
山东农学专著果树分册 & & & ∋山东果树(出版发行
! ! 山东省农业科学院主编的山东农学专著果树分册 & & & ∋ 山东果树( 已由上海科学技术出版社发 行。∋ 山东果 树( 概 述 了 50 年来山东果树科研、 生产发展历程与今后趋势 , 重点论述了果树 资源研 究、 果 树生长 发育及 产量形 成 , 优 质高产 栽 培以及早期丰产、 矮化密植、 保护地栽培技术 , 果树病虫害防 治及果品 贮藏加工技 术 ; 突 出不同树 种特点 , 分别 介绍了 苹 果、 梨、 山楂、 葡萄、 桃、 杏、 李、 樱桃、 枣、 板栗、 核桃、 柿、 银杏、 石 榴、 木瓜、 猕猴桃 、 果 桑、 无花果、 草莓 等山东 栽培的 19 种 果树的优良品种和栽培技术特点。 ∋ 山东果树( 由山东农业大学罗新书教授任荣誉主编 , 山 东省农业 科学院研究 员刘振岩、 李震 三任主 编 , 山 东农业 大 学束怀瑞教授、 山东省果树研究所研究员陆秋农任顾问 。∋ 山东果树( 内容 丰富 , 理论与实践结合 , 是果树科研、 生产专 业 技术人员、 农业院校师生、 农业领导干部、 有一定 文化及 实践 经验的 果农 必备参 考书。 全书 150 万 字 , 102 张彩片 , 插 图 200 幅 , 精装 , 定价 126 元。需用该书者请与山东省农业科学院山东农学专著编辑部联系。 电话 : 0531- 8960896 ! ! 邮编 : 250100
