转单、双Bt基因741杨外源基因表达和抗虫性比较

【目的】研究联合使用两种或两种以上的抗虫基因的抗虫效果, 同时鉴定并筛选出转双Bt基因741杨对鳞翅目和鞘翅目害虫有较强抗性的株系。【方法】选取转三基因（Cry3Aa+Cry1Ac+API）741杨8个株系、 转双基因（Cry1Ac+API）741杨1个株系和转单基因（Cry3Aa）741杨3个株系为试材, 从外源基因PCR检测、 毒蛋白表达和抗虫性三方面对转基因株系进行对比分析。【结果】经PCR扩增后各转基因株系出现了预期的电泳条带。ELISA蛋白检测显示转基因株系中都有与所含基因相应的Bt杀虫蛋白表达。用转基因株系新鲜叶片进行柳蓝叶甲Plagiodera versicolora和美国白蛾Hyphantria cunea室内饲虫实验表明： 转入不同抗虫基因的杨树对昆虫的抗性具有选择性, 对非靶标昆虫没有毒杀作用。转双Bt基因741杨具有双抗性, 不同转基因株系表现出高中低的抗性水平： 在对柳蓝叶甲的抗性上, 筛选出的其中5个高抗株系（pCCA1, pCCA2, pCCA5, pCCA6和pCCA9）的抗性水平明显比含Cry3Aa单Bt基因的3个高抗株系（pCC11, pCC53和pCC84）高; 在对美国白蛾的抗性上, 有7个株系（pCCA2~pCCA7和pCCA9）的抗性水平与含Cry1Ac单Bt基因株系（pB29）表现一致, 只有1个株系（pCCA1）对美国白蛾表现出了极低的抗性。【结论】多个抗虫基因在741杨上的联合使用, 不仅扩大了抗虫谱, 其中的高抗株系还具有了更高的抗虫能力, 有效地发挥了基因的叠加效应。     

转Bt基因抗虫玉米的研究

对转Bt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.     

转基因抗虫棉Bt基因不同剂量的聚合与抗虫性表现

通过有性杂交手段培育出聚有不同数目Bt基因的植株,在不同生育期进行抗虫性测定和Bt毒蛋白表达的ELISA检测,旨在揭示聚合不同数目Bt基因的植株抗虫性的互作表达机理。聚合有1－4个Bt基因的植株在整个生育期的抗虫性、毒蛋白表达特性和单价抗虫棉时空表达一致,生育前期抗虫性好、毒蛋白表达量高;生育中、后期抗虫性有所下降,毒蛋白表达量降低。聚合有4个Bt基因的纯合材料并未因Bt基因的增加而起到抗性增强的效果,相反还因同源抑制而有所降低。不同来源的Bt基因处于杂合状态时其抗虫性和Bt毒蛋白量均得到充分表达。     

棉铃虫对Bt生物农药早期抗性及与转Bt基因棉抗虫性的关系

用饲料感染法建立了棉铃虫Helicoverpa rmigera(Hubmer)敏感品系(SUS1)对Bt生物农药的敏感毒力基线和区分剂量,1995年测定了五省六县棉铃虫初孵幼虫对Bt生物农药的敏感性,结果表明：山东阳谷、河北邯郸、河南新乡、安徽萧县及江苏丰县棉铃虫已产生早期抗性,抗性个体百分率为5%～10%,与敏感品系相比,LC₅₀值稍有增加,但斜率b值明显变小;而江苏东台棉铃虫仍属敏感。这是国内外首次诊测到棉铃虫对Bt生物农药抗性。用棉叶喂饲法测定比较了转Bt基因棉花品系对不同种群棉铃虫的抗虫性效果,结果表明：用早期抗性的阳谷和新乡棉铃虫初孵幼虫接虫5d后平均死亡率较敏感品系下降16%～29%,说明棉铃虫对Bt农药与转Bt生物基因棉花品系间存在交互抗性。还讨论了Bt农药的抗性治理对策。     

抗虫转基因欧洲黑杨的培育

用带有３５Ｓ－Ω－Ｂｔ－ＮＯＳ嵌合基历的双元载体的农杆菌ＬＢＡ４４０４转化欧洲黑杨的叶片外植体,共独行５４株转化再生植株,用这些再生植物对杨尺蠖进行毒力测定,昆虫校正死亡率在８０－９６％的再生植株占总测定植株的１５％。部分再生植株对舞毒娥进行测定,表明在５－９天内校正死亡率高达１００％,存活昆虫的生长和发育也明显地受到抑制。根据苗木在苗圃中高生长的昆虫校正死亡率采用重心聚类法进行分析。初步选出高生     

棉铃虫对Bt生物农药早期抗性及与转Bt基因棉抗虫性的关系

用饲料感染法建立了棉铃虫Helicoverpa rmigera(Hubmer)敏感品系(SUS1)对Bt生物农药的敏感毒力基线和区分剂量,1995年测定了五省六县棉铃虫初孵幼虫对Bt生物农药的敏感性,结果表明：山东阳谷、河北邯郸、河南新乡、安徽萧县及江苏丰县棉铃虫已产生早期抗性,抗性个体百分率为5%～10%,与敏感品系相比,LC₅₀值稍有增加,但斜率b值明显变小;而江苏东台棉铃虫仍属敏感。这是国内外首次诊测到棉铃虫对Bt生物农药抗性。用棉叶喂饲法测定比较了转Bt基因棉花品系对不同种群棉铃虫的抗虫性效果,结果表明：用早期抗性的阳谷和新乡棉铃虫初孵幼虫接虫5d后平均死亡率较敏感品系下降16%～29%,说明棉铃虫对Bt农药与转Bt生物基因棉花品系间存在交互抗性。还讨论了Bt农药的抗性治理对策。     

转Bt基因植物中外源基因时空动态表达的研究现状

在转Bt基因植株中 ,外源基因的时空动态表达对于害虫的防治和转基因安全评价管理具有重要意义。利用生物测定法和酶联免疫吸附测定法 (ELISA) ,对植物不同组织在同一发育阶段、同一组织在不同的发育阶段以及不同转基因植株的外源基因的时空动态表达进行研究。本文综述了转基因植物中外源基因时空动态表达的研究进展和现状。     

转BmK IT4基因烟草的抗虫性

用酶切方法从「ｐＢＳ－ＢｍＫ ＩＴ４质粒中获得ＢｍＫ ＩＴ４基因片段,并构建ＣａＭＶ ３５Ｓ启动子下的ＢｍＫ ＩＴ４基因表达质粒ｐＥ３－ＢｍＫ ＩＴ４,以根癌土壤杆菌（Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｔｒｍｅｆａｃｉｅｎｓ（Ｓｍｉｔｈ ｅｔ Ｔｏｗｎｓｅｎｄ）Ｃｏｎｎ）介导的叶盘法转化云烟（Ｎｉｃｏ－ｔｉａｎａ ｔａｂａｃｕｍ Ｌ．）Ｋ３２６叶片,获得４５株抗卡那霉素的再生植株。用这些再生植株进行抗虫     

抗虫的转AaIT基因杨树的获得

通过根癌农杆菌叶盘法将构建在双元载体上的昆虫特异性神经蝎毒素AaIT基因转化至中国南方杨树N106(小叶杨×美洲黑杨,P.deltoides×P.simonii)中,共获得了62株再生植株。PCR分析及PCR产物Southernblotting的分析结果表明,AaIT基因整合在再生植株的基因组上。对部分转AaIT基因植株进行了杀虫实验,转基因植株A5对一龄舞毒蛾(Lymantriadispar)幼虫有明显的抗性,饲喂转基因杨树叶片的幼虫死亡率显著高于未转基因对照植株,其取食面积小,存活幼虫体重明显小于对照。ELISA分析证明了AaIT蛋白的表达。     

转Bt基因作物种植对土壤养分含量的影响

转Bt基因棉花和水稻的盆栽种植试验结果表明,与非转Bt基因原始对照相比,转Bt基因水稻短期种植30 d和转Bt基因棉花种植一个生长季后土壤中全碳和全氮以及碱解氮、速效磷、有效硫含量与对照均无显著差异,表明转Bt基因作物的种植短期内对土壤主要营养元素循环和平衡的扰动是微小的.     

双价抗虫基因叶绿体共转化植株抗虫性及其后代表型分析

利用基因枪法将含有水稻巯基蛋白酶抑制剂(Oryzacystatin,OC)基因烟草叶绿体表达载体和含有苏云金芽孢杆菌晶体毒蛋白基因(Bt cry IAc)烟草叶绿体表达载体,共转化烟草叶绿体,获得壮观霉素抗性植株。转基因植株抗棉铃虫试验表明,转双价抗虫基因植株比转单一抗虫基因植株具有更强的杀虫活性。转基因植株后代Southern检测及其遗传学分析试验证明,双价抗虫基因可以稳定地遗传给后代,且表现为叶绿体特有的母系遗传规律。Abstract:The Bt gene and OC gene were cotransformed to tobacco chloroplast with particle bombardment method and spectinomycin resistance tobacco seedlings were obtained.Bioassays showed that the transgenic tobacco containing both genes had enhanced toxicity to the larvae of cotton bollworm (helicoverpa zea) by comparison with the plants containing only Bt or OC gene.Southern-blotting analysis and genetic analysis of progenies showed that the Bt and OC gene expressed and was inherited maternally to the progenies.     

苏云金芽孢杆菌两株溶原性噬菌体的生物学特性

研究苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)的溶原性及其噬菌体的生物学特性,从生产菌株MZ1中分离了两株溶原性噬菌体。MZ1经诱导后产生直径约为3mm和1mm的噬斑,分离获得属长尾噬菌体科的噬菌体MZTP01和MZTP02两株;分别对6株和7株不同亚种的Bt菌株具有侵染力;免疫血清与相应噬菌体的中和反应K值分别为45和326,且两者无相关抗原性。MZTP01抵抗酸、碱、紫外线和热的能力比MZTP02强,但抵抗有机溶剂的程度比MZTP02弱。MZTP01的潜伏期为80min,裂解量为55;MZTP02的潜伏期为40min,裂解量为175。核酸结构分析均表明为线性dsDNA分子。两基因组DNA的凝胶电泳表明分子量均在9.4~23kb之间,并被HindⅢ酶切分别产生8条和9条清晰条带。该菌株被证明为二元溶原菌,可能是造成生产损失的主要原因;为防治溶原性噬菌体提供了生物学信息。     

四川省生物多样性基础数据库信息系统

生物多样性本底信息是开展生物多样性评价的基础,现有的生物多样性数据分布比较分散,不同的数据掌握在不同的部门,没有得到很好整合。同时,由于缺乏物种分布的空间信息,生物多样性数据很难满足环境影响评价中生物多样性评价的需求,生物多样性评价一般只限于简单的定性分析。为了促使生物多样性评价工作能更深入的开展,切实有效地保护生物多样性资源,以四川省(重点以甘孜州)为研究案例,整合了现有的生物多样性数据资源,主要包括四川省自然保护区生物多样性数据、甘孜州水生和陆生生物多样性数据、四川省环境敏感区数据以及生物多样性现场调查数据等,建立了四川省生物多样性基础数据库,同时通过数据库开发和网络开发,建立了数据库信息系统,实现了生物多样性空间数据库和属性数据库的查询检索、数据显示等功能。     

种植转Bt基因水稻对土壤酶活性的影响

转Bt基因及非Bt基因水稻的盆栽试验研究表明,转Bt基因水稻在生长发育过程中可以向土壤中释放杀虫晶体蛋白,而且杀虫晶体蛋白的释放量与水稻生长发育时间有关;与非Bt基因水稻相比,转Bt基因水稻生长15d时,土壤脲酶活性显著下降(降幅为2．47％),土壤酸性磷酸酶活性显著升高(增幅为8．91％),而土壤芳基硫酸酯酶、蔗糖酶和脱氢酶活性的变化差异不显著;生长30d时,土壤脲酶活性仍显著下降(降幅为16．36％),土壤酸性磷酸酶、芳基硫酸酯酶和脱氢酶活性显著升高(增幅分别为35．69％,19．70％和16．83％),而土壤蔗糖酶活性变化差异仍不显著。     

棉铃虫对Bt杀虫剂的抗性遗传方式

随着转基因棉花种植面积的日益增加,棉铃虫Helicoverpa armigera（Hübner)对Bt的抗性已经成为一个不容忽视的问题。发展转多价基因作物是当前缓解害虫对Bt抗性的最有效措施。本研究以经室内多年筛选的、抗性倍数达2 000多倍的Bt杀虫剂（含多种蛋白）抗性品系为材料,通过生物测定和不同的杂交试验,测定棉铃虫对Bt杀虫剂的抗性遗传方式,以期为Bt生物农药的抗性治理提供一定的依据,同时为制定棉铃虫对转多基因作物的抗性治理策略提供一定的参考。对敏感亲本和抗性亲本杂交产生的F1代的研究结果表明,杂交品系的抗性倍数分别为22.2倍和24.6倍;抗性显性度D值均小于0,分别为-0.20和-0.17,抗性为常染色体不完全隐性遗传。对4种回交后代和2种自交后代F2的研究结果表明,实际死亡率与期望死亡率差异较大,说明抗性是由单基因多个位点或多基因控制。     

苏云金杆菌WG-001工程菌发酵培养基的筛选

探讨了BtWG001工程菌以农副产品为主要碳、氮源的利用情况,为该菌株发酵培养基的筛选提供了广谱的原料资源。利用高速上升浓度加倍法进行了发酵培养基的优选,获得一个优良配方。发酵水平达到4024IU/μL,0.39%,与对照配方(2800IU/μL,0.26%)相比,分别提高44%,50%。证明该方法为一种筛选Bt发酵培养基配方的新模型。     

Specific sequence modifications of a cry3B endotoxin gene result in high levels of expression and insect resistance

Solanum melongena (eggplant) cv. Picentia and the wild species Solanum integrifolium were transformed with both a wild type (wt) and four mutagenized versions of Bacillus thuringiensis (Bt) gene Bt43 belonging to the cry3 class. The Bt gene was partly modified in its nucleotide sequence by replacing four target regions (W: +1 to +170; X: +592 to+1057 ; Y: +1203 to +1376; Z: +1376 to +1984) with synthetic fragments obtained by polymerase chain reaction amplification of crude oligonucleotides. The synthetic Bt genes were designed to avoid, in their modified regions, sequences such as ATTTA sequence, polyadenylation sequences and splicing sites, which might destabilize the messenger RNA. Furthermore, the codon usage was improved for a better expression in the plant system. The amino acid composition was not altered. Four versions of the modified Bt gene were obtained, BtE, BtF, BtH and BtI, with a nucleotide subtitution percentage of 8.2, 8.6, 14, and 16%, respectively, in comparison to the wt gene Bt43. Modified versions contained different subsets of substituted regions: BtE - W+Z, BtF - Y+Z, BtH - X+Y+Z, BtI - W+X+Y+Z. In the final modified version (BtI), overall guanine + cytosine was increased from the 34.1% of the wt gene to 45.5%, and most of the destabilizing sequences were eliminated. Transgenic plants obtained with the more modified versions, BtH and BtI, were fully resistant to Leptinotarsa decemlineata Say first- and third- instar larvae, while Bt43 wt, BtE and BtF genotypes did not cause mortality and did not affect larval development.     

分子改造cryNAc基因的转基因水稻创制及其功能评价

利用蛋白质工程技术对Cry蛋白进行改造是创制新Bt蛋白的主要途径之一。Cry蛋白改造涉及结构域交换、定点突变、蛋白截断等多种方法。利用结构域交换、密码子优化方法对Bt基因进行合理化设计改造,获得新型Bt蛋白编码基因cryNAc,进一步利用农杆菌介导法转入吉林省水稻主栽品种吉粳88中,并开展了转基因后代的分子鉴定和抗虫性功能评价相关研究工作。分子检测结果表明cryNAc基因成功整合进入吉粳88基因组中,且稳定表达;CryNAc蛋白在各个发育时期根、茎、叶中的表达存在显著差异,灌浆期水稻叶片中蛋白表达量最高（2 959.73 ng/g）,分蘖期茎中蛋白表达量最低（150.9 ng/g）;田间接虫试验表明cryNAc转基因水稻抗二化螟的能力显著。上述结果表明cryNAc基因可作为新的cry基因用于作物遗传改良。