Bt 毒蛋白基因在转基因抗虫植物中的应用

1　引言世界上每年因虫害而造成的农产品损失估计为 13 %。在我国 ,水稻每年因虫害减产 10 %以上 ,小麦减产近 2 0 % ,棉花产量损失达 2 0 %～3 0 % ,如果加上这些农产品在贮藏过程中因虫害而造成的损失则更大。目前 ,农作物保护主要依赖于施用农药 ,从长远利益来看 ,将来必须发展绿色环保型农业 ,以减少能源和化学药剂的投入量 ,并且不会产生药剂残留、环境污染以及害虫的抗药性等问题。基因工程技术的发展克服了常规育种的不足 ,开辟了植物抗病虫害育种的新时代。抗植物虫害的基因有很多 ,目前经常使用的主要有 3种 ,即豇豆胰蛋白酶抑制剂…     

植物抗虫性物质及作用的多样性

阐述了在植物与昆虫漫长的生存斗争中,植物体内所形成的抵抗虫害的物质及作用的多样性,同时也讨论了利用植物基因工程技术,将多种类型外源抗虫基因,导入受体植物体内,并使其得以表达所获得的转基因植物抗虫性物质及作用的多样性。     

晋东南专区七年来(1953—1959)消减玉米螟的成就

一、虫害发生与防治成就 我区位于大行山区,共有耕地800余万亩,其中玉米播种面积每年都在200万亩以上,占整个粮食作物的1/3,历年来玉米螟的发生为害,损失很大。据1953年调查:田间苗期有虫株率平均达32—40％,最高达60％以上,一般减产损失在20％左右,全区每年一般减产粮食一亿斤左右。从1953年开始,在党和政府的重视下,全区范围内掀起了处理玉米螟越冬寄主和苗期叶心灌药的防治运动,截至1957年,曾给了玉螟极大的杀伤,确实减少了虫害,但并未达到彻底消灭。     

蝎抗昆虫毒素基因病毒距生物杀虫剂“任重道远”

由于害虫对化学农药日趋增强的抗药性,造成了世界范围内粮食经济作物的逐年减产．与此同时,对化学农药的滥用又带来了严重的环境污染．因而,人们期盼着新型高效无污染化学农药取代物能早日问世．朝着这一目标,运用基因工程技术,将一类选择性抗昆虫毒素的基因转接入病毒中,进而开发出新型的商用病毒生物杀虫剂是当前国内外科技工作者和工业产业界较关注的一个动向．本文就英国学术界围绕着新建蝎毒素基因病毒杀虫剂的应用前景的争论作一介绍．     

山茱萸蛀果蛾调查研究与防治

<正> 山茱萸Cornus officinalis Sieb.et Zucc.的果肉,经炮制供药用称山萸肉,为收敛强壮药。但历年产量极不稳定,减产主要原因是蛀果蛾的为害。为害严重时,有虫树率达100％,单树的果实虫害率达0.3—97.5％,果实平均损失率为24.9—32.3％,最重达81.6—93％。 1977年至1979年,我们在丹凤县流岭山区进行了系统观察及药剂防治试验,现将初步结果分述如下。     

敦煌莫高窟及周边环境拟步甲虫害调查研究

自2018年以来,每年春夏季在莫高窟窟区及周边荒漠都会出现大规模的拟步甲科昆虫活动,对壁画保存和游客参观造成了影响。为明确拟步甲虫害情况,采用样方法、陷阱法对该区域进行全面普查,以明确拟步甲虫害类型、分布、暴发特点以及对文化遗产的危害。结果表明,在莫高窟暴发的拟步甲科昆虫主要有4种：洛氏脊漠甲Pterocoma loczyi、克氏扁漠甲Sternotrigon kraatzi、三沟胸鳖甲Colposcelis trisulcata和光滑胖漠甲Trigonoscelis sublaevigata,优势种为洛氏脊漠甲。莫高窟约1/3的调查洞窟内有拟步甲活动,对起甲和酥碱壁画威胁较大;其主要取食白刺Nitraria tangutorum,危害荒漠植被。虫害暴发与区域降雨量增加和植物食源丰富相关;亟需采取有效防控措施,以确保文物及其赋存环境安全。本研究为莫高窟虫害的监测防治和文物保护提供了科学依据。     

虫害诱导植物合成防御性次生代谢产物的研究进展

昆虫对植物的取食活动可以激活植物的防御反应,诱导植物通过调控自身的代谢网络合成防御性次生代谢产物,抵御外界不良刺激。虫害诱导植物合成防御性次生代谢产物及其机制研究已成为近年来的研究热点之一。现对虫害诱导的植物防御性次生代谢产物、昆虫危害产生的各类激发子、植物对激发子的识别、虫害应答相关的信号转导通路及其对次生代谢物质积累的调控进行了综述,可为虫害诱导植物合成防御性次生代谢产物的机制研究提供参考,为植物虫害防治研究、植物次生代谢物质的生产和利用提供理论依据。     

植物光活化毒素与植食性昆虫的相互作用

在大自然中,没有一种植物能逃脱昆虫的为害,但也没有一种昆虫可在所有植物上取食生存。很明显,现存的每一种植物都不同程度的具有抵抗绝大多数植食性昆虫为害的机制,否则,它就会在生存竞争中被淘汰。而各种昆虫为求得生存,就得适应植物抵抗机制的各种变化[1]。1植物光活化霉素对植食性昆虫的防御Thomas[2]指出植物在受到植食性昆虫的进攻时,并不是束手无策,在长期的进化过程中,它们已发展了多种方式予以回击,例如,当害虫变得味口越来越大时,植物就会发展毒素来毒杀它们;当害虫发展其解毒酶系时,植物也会发展其它的防御策略,…     

中国资源昆虫应用研究进展简介

<正> 中国资源昆虫丰富,它们在农林生产、国际贸易和人类保健方面,都起有重要作用。天敌昆虫和传粉昆虫广布于农林作物存在的各个角落,对抑制害虫发生和为农林作物授粉等所获经济效益是巨大的,我国生物防治水平已进入世界先进行列。昆虫产的某些商品,在国际贸易中占有重要地位,例如蚕茧生产量占世界总产量的60％以上,生丝出口约占国际贸易额的90％;蜂蜜和王浆的出口量均居世界第一位;五倍子、虫白蜡的总产量和国际贸易额也均居世界第一。中国     

昆虫与植物关系的研究进展和前景

本文综述昆虫与植物之间关系的研究概况，包括历史渊源、昆虫选择寄主植物的生理机制，植物对虫害的反应、用抗虫基因在作物中移植以防治害虫和展望。着重叙述昆虫神经中枢对于植物理化特性所产生的感觉内导的综合作用，植物蒙受虫害后的补偿作用及由此诱导所产生的化学防御作用。讨论了以抗虫基因移植于农林作物来防治害虫是否会引起昆虫对这种新育成的植物产生适应或抗性。昆虫与植物之间的关系是一个重要的科研领域，对其发展前景     

植物抗早基因工程研究进展

从植物抗虫基因工程的研究历史出发,论述了第一代抗虫基因、第二代抗虫基因,重点介绍了B.t．杀虫晶体蛋白基因、胆固醇氧化酶基因和营养杀虫蛋白基因,并对植物抗虫基因工程中所遇到的问题和解决办法进行了探讨。     

Spider Venom Toxin Protects Plants from Insect Attack

Many of the toxin proteins, that have been heterogeneously expressed in agricultural crops to provide resistance to insect pests, are too specific or are only mildly effective against the major insect pests. Spider venoms are a complex cocktail of toxins that have evolved specifically to kill insects. Here we show that the ω-ACTX-Hv1a toxin (Hvt), a component of the venom of the Australian funnel web spider (Hadronyche versuta) that is a calcium channel antagonist, retains its biological activity when expressed in a heterologous system. Expressed as a fusion protein in E. coli, the purified toxin fusion immobilized and killed Helicoverpa armigera and Spodoptera littoralis caterpillars when applied topically. Transgenic expression of Hvt in tobacco effectively protected the plants from H. armigera and S. littoralis larvae, with 100% mortality within 48 h. We conclude that the Hvt is an attractive and effective molecule for the transgenic protection of plants from herbivorous insects which should be evaluated further for possible application in agriculture. The authors Sher Afzal Khan and Zahid Mukhtar contributed equally to this work.     

抗昆虫蝎毒素及其转基因技术的研究与应用进展

本文综述了蝎毒中抗昆虫毒素成分的种类、理化性质、分子结构与功能 ,以及利用抗昆虫蝎毒素基因构建重组微生物杀虫剂和培育抗虫植物的研究与应用的进展情况 ,并就该技术对害虫防治的意义、所存在的生态安全性等问题和应对策略进行了探讨。     

Bacillus thuringiensis: a successful insecticide with new environmental features and tidings

Bacillus thuringiensis (Bt) is known as the most successful microbial insecticide against different orders of insect pests in agriculture and medicine. Moreover, Bt toxin genes also have been efficiently used to enhance resistance to insect pests in genetically modified crops. In light of the scientific advantages of new molecular biology technologies, recently, some other new potentials of Bt have been explored. These new environmental features include the toxicity against nematodes, mites, and ticks, antagonistic effects against plant and animal pathogenic bacteria and fungi, plant growth-promoting activities (PGPR), bioremediation of different heavy metals and other pollutants, biosynthesis of metal nanoparticles, production of polyhydroxyalkanoate biopolymer, and anticancer activities (due to parasporins). This review comprehensively describes recent advances in the Bt whole-genome studies, the last updated known Bt toxins and their functions, and application of cry genes in plant genetic engineering. Moreover, the review thoroughly describes the new features of Bt which make it a suitable cell factory that might be used for production of different novel valuable bioproducts.

     

Genetics‐based methods for agricultural insect pest management

相似文献   

基于微生物源的抗虫基因发掘

植物转基因抗虫技术在害虫控制方面取得了巨大成功。商业化运用的抗虫基因目前全部来源于苏云金杆菌（Bacillus thuringiensis,Bt）的杀虫晶体蛋白基因,存在抗虫谱较窄及害虫逐渐产生抗性等问题,表明新型抗虫基因的筛选尤为重要。已有的文献研究表明,除了继续发掘Bt来源的新型杀虫蛋白基因以外,非Bt杀虫细菌及杀虫真菌也具有重要的发掘价值。     

作物抗虫基因工程及其安全性

利用基因工程培育抗虫新品种是农作物害虫防治的有效途径。本综述了来自细菌的Bt基因及来源于植物的蛋白酶抑制剂基因、凝聚素基因、α－淀粉酶抑制剂基因等转基因植物的防治效果,探讨了它们的安全性,并指出了理想杀虫剂应具备的基本特征。     

受体介导的鳞翅目昆虫对Bt毒素抗性机制进展

苏云金芽孢杆菌作为一种对人畜安全、环境友好型绿色杀虫剂在全球被广泛使用。Bt毒素与昆虫中肠上特定毒素受体结合并发挥作用,形成毒素穿孔导致昆虫死亡是其重要的杀虫机制之一,靶标害虫对Bt毒素产生抗性是制约转Bt作物长期有效种植和Bt毒素持续使用的重要因素。文中从鳞翅目昆虫中肠细胞Bt毒素重要受体的研究阐述昆虫对Bt的抗性机制,为Bt抗性机制的深入研究和对害虫的防控与治理提供了一定的理论参考。     

Parallel evolution of Bacillus thuringiensis toxin resistance in lepidoptera

Despite the prominent and worldwide use of Bacillus thuringiensis (Bt) insecticidal toxins in agriculture, knowledge of the mechanism by which they kill pests remains incomplete. Here we report genetic mapping of a membrane transporter (ABCC2) to a locus controlling Bt Cry1Ac toxin resistance in two lepidopterans, implying that this protein plays a critical role in Bt function.