Bt杀虫晶体蛋白基因及其转基因育种研究进展

本文简要介绍了Bt杀虫晶体蛋白及其编码基因,以及目前通过基因工程方法获得的转Bt杀虫晶体蛋白基因植物,着重分析和探讨了目前转Bt杀虫晶体蛋白基因植物及转基因育种研究中存在的一些问题,并就这些问题及合理持续利用Bt杀虫晶体蛋白提出了一些见解。     

转人工合成GFM CryIA基因烟草表现明显杀虫活性

为了使来自原核生物的苏云金芽孢杆菌的杀虫晶体蛋白（ＩＣＰ）基因能够在高等植物中得到很好的表达,对编码这种杀虫晶体蛋白基因的核苷酸顺序进行了必要而又合理的修饰和改造：不改变杀虫晶体蛋白基因的氨基酸编码顺序,将杀虫晶体蛋白基因的密码子更换成植物基因组中常用的优化密码子,同时更换掉Ｂｔ杀虫晶体蛋白结构基因中的不稳定元件,人工全合成了长度为１８２４ｂｐ的杀虫晶体蛋白基因－ＧＦＭ ＣｒｙＩＡ基因。为了检测合     

Bt杀虫基因与Bt转基因抗虫植物研究进展

苏云金杆菌是一类非常重要的昆虫病原体,它能产生特异性的杀虫结晶蛋白,对农业上和生物医学上的许多有害的昆虫有毒杀作用,这些害虫包括鳞翅目、双翅目、鞘翅目、膜翅目、螨类和线虫。近三十年来,以苏云金杆菌为基础的生物杀虫剂已在世界范围内商业化用于防治重要经济作物的害虫。近年来有关Ｂｔ基因的遗传、分子生物学和基因工程已取得显著进展。本文对苏云金杆菌杀虫晶体蛋白基因的分类和杀虫机理及用该类基因构建的工程转基因植物研究状况作一简要综述,同时对Ｂｔ基因工程存在的潜在问题和解决途径作了简单的探讨。     

转双基因抗虫棉对棉铃虫的抗性

将苏云金杆菌 (Ｂａｃｉｌｌｕｓｔｈｕｒｉｎｇｉｅｎｓｉｓ,Ｂｔ)杀虫晶体蛋白 (ｉｎｓｅｃｔｉｃｉｄａｌｃｒｙｓｔａｌｐｒｏｔｅｉｎ ,ＩＣＰ)基因转入棉花植株中获得的抗虫棉花 (下略为Ｂｔ棉 ) ,为棉花害虫综合防治开辟了新的途径。Ｂｔ棉除具有丰产性、纤维品质好和对靶标害虫的良好控制作用等特性外 ,更重要的应用价值在于其高杀虫效果与维护生态环境的协调发展的良性作用上[1] 。但研究结果已表明 ,害虫对ＢｔＩＣＰ的抗性适应 ,将严重威胁Ｂｔ棉的使用寿命[2 ] 。已有的报道证明 ,将两种不同作用机制的杀虫基因转入植物并同时表…     

苏云金芽胞杆菌菌株YBT833含不同杀虫晶体蛋白基因转化子的特性

用电脉冲方法将含有苏云金芽胞杆菌杀虫晶体蛋白基因ｃｒｙ１Ｃ的重组质粒ｐＢＭＢＬＣ转入野生菌株ＹＢＴ８３３,获得含不同杀虫晶体蛋白基因的４个转化子。质粒检测和Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交证明它们均为菌株ＹＢＴ８３３含重组质粒ｐＢＭＢＬＣ的转化子。ＰＣＲ扩增表明,转化子ＹＢＴ８３３－１保留了原有的杀虫晶体蛋白基因;转化子ＹＢＴ８３３－２丢失了基因ｃｒｙ１Ａｂ;转化子ＹＢＴ８３３－３则丢失了所有的杀虫晶体蛋白基     

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。     

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。     

昆虫对转Bt杀虫蛋白基因植物的抗性及其对策

1　引言苏云金杆菌 (Ｂａｃｉｌｌｕｓｔｈｕｒｉｎｇｉｅｎｓｉｓ简称Ｂｔ)是目前世界上产量最大、应用最为成功的微生物杀虫剂 ,除了已筛选出多种Ｂｔ菌株直接发酵培养外 ,还培育出转基因工程菌及转基因植物 ,使Ｂｔ的使用范围大为扩大。Ｂｔ在形成芽孢时产生的伴孢晶体是Ｂｔ杀虫活性的主要来源 ,它可能由几种晶体蛋白即δ -内毒素组成 ,包括Ｃｒｙ和Ｃｙｔ两大类。一般认为 ,δ -内毒素的作用过程要经溶解、酶解活化、与受体结合、插入和孔洞或离子通道形成等五个环节[1] ,涉及到多种毒素和作用位点 ,单一因素的改变对其敏感性影响不大 …     

苏云金芽孢杆菌Cry1Ac杀虫晶体蛋白及其分子设计

cry1Ac编码的杀虫晶体蛋白是苏云金芽孢杆菌(Bt)产生的多种杀虫晶体蛋白中对鳞翅目昆虫有很高毒性的蛋白.第一个Cry1Ac杀虫晶体蛋白最早在库斯塔克亚种HD73中以伴胞晶体形式分离获得,其编码区为3 534 bp,编码蛋白分子量为133 kD,含1 178个氨基酸,等电点为4.84.自此以来,Cry1Ac杀虫晶体蛋白结构、功能以及应用研究一直是Bt杀虫晶体蛋白研究的重要方向.本文介绍了苏云金芽孢杆菌中应用最广泛的Cry1Ac杀虫晶体蛋白家族的结构、功能及其基因分类,并进一步就基于苏云金芽孢杆菌Cry1Ac杀虫晶体蛋白的基因工程研究做了分析,提出了持续利用BtCry1Ac杀虫晶体蛋白的一些见解.     

苏云金芽孢杆菌Cyt蛋白研究进展

苏云金芽孢杆菌 (Ｂａｃｉｌｌｕｓｔｈｕｒｉｎｇｉｅｎｓｉｓ,简称Ｂｔ)是目前世界上应用最广泛、最成功的微生物杀虫剂 ,也是公认的无公害生物农药。苏云金芽孢杆菌最主要的杀虫活性物质是杀虫晶体蛋白 (ＩｎｓｅｃｔｉｃｉｄａｌＣｒｙｓ ｔａｌＰｒｏｔｅｉｎｓ,ＩＣＰｓ) ,包括晶体蛋白 (Ｃｒｙ)和Ｃｙｔ蛋白 (Ｃｙｔ)两大类。这两类蛋白在氨基酸序列及其基因同源性上相距甚远 ,但它们均能在靶标害虫中肠内被激活成毒素 ,并在昆虫中肠细胞膜上形成孔道 ,进而引起中肠细胞胶样渗透裂解 (ｃｏｌｌｏｉｄ ｏｓｍｏｔｉｃｌｙｓｉｓ) ,最…     

苏云金芽孢杆菌毒蛋白发掘方法的研究进展

自上世纪初发现苏云金芽孢杆菌对昆虫有杀虫活性以来,如何发掘利用苏云金芽孢杆菌的杀虫晶体蛋白服务于农业生产和人类的卫生防控就成为一个重要课题。从早期的分离菌株使用菌体的复合物喷施到使用分子手段转化植物特定表达,人类在苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白的利用精准度上在不断提高,但随之而来就是抗性的产生。因此不断发掘可使用的新的苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白基因资源就是一个很重要的话题。本综述就苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白基因的发掘方法研究做一系统论述。     

外源毒性物质及其在植物抗虫品种培育中的应用概况

对昆虫具有毒性的外源毒性物质广泛存在于微生物、植物和一些动物中。概述了Bt晶体蛋白、蛋白酶抑制剂、植物凝集素、淀粉酶抑制剂、几丁质酶等几种外源毒性物质的特征、杀虫机理及其基因在植物抗虫品种培育方面的应用概况,并对今后转外源毒性基因抗虫植物的主要研究方向作了探讨。     

苏云金芽孢杆菌δ—内毒素的杀虫机理及其增效途径

苏云金芽孢杆菌（Ｂａｃｉｌｕｓｔｈｕｒｉｎｇｉｅｎｓｉｓ,Ｂｔ）制剂是当前应用最广、最有效的微生物杀虫剂。Ｂｔ属于革兰氏阳性细菌,在形成芽孢的同时,产生伴孢晶体。伴孢晶体是Ｂｔ杀虫活性的主要来源,它可能由几种晶体蛋白即δ－内毒素组成。δ－内毒素的专一...     

苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白超量表达的机制

杀虫晶体蛋白是苏云金芽孢杆菌主要杀虫成分,进一步提高杀虫晶体蛋白的表达量是苏云金芽杆菌高效工程菌构建的主要途径。本文讨论了ｃｒｙ基因启动子活性、ｍＲＮＡ稳定性、不同ｃｒｙ基因间的协同表达发及伴了孢晶体的形成等几个方面在转录水平或转录后水平上对杀虫晶体蛋白表达的影响。     

转Bt基因玉米的生态安全性研究进展

随着转基因作物的应用和推广 ,转 Bt基因作物释放后对生态环境及其它方面产生的潜在影响越来越受到重视。分别从生物活性杀虫晶体蛋白在土壤中的残留特性、杀虫晶体蛋白对土壤中非目标生物的影响、转 Bt基因玉米植株体成分的变化、转Bt基因玉米花粉中杀虫晶体蛋白的表达特性及其在田间和马力筋叶片上的散积状况、花粉中表达的杀虫晶体蛋白对君主斑蝶的毒性、君主斑蝶幼虫暴露在 Bt花粉中的概率及综合风险评价估算等方面对转 Bt基因玉米产生的杀虫晶体蛋白与土壤生态环境的相互作用、花粉对非目标生物影响的研究现状进行了综述。通过对转 Bt基因作物生态安全性的科学评价和广泛宣传 ,以确保生物技术的健康发展。     

转Bt基因作物释放杀虫晶体蛋白对土壤生态安全的影响

随着转Bt基因抗虫作物的大面积推广种植,其环境安全性问题日益引起关注。转Bt基因作物在生长期内持续不断地向环境释放杀虫晶体蛋白,这些杀虫晶体蛋白积累一旦超过了昆虫的消耗及环境因子对其的钝化,就可能对非靶标昆虫或土壤微生物造成伤害。转Bt基因作物向土壤中释放杀虫晶体蛋白的途径主要有3种:根系分泌、花粉飘落和秸秆还田。释放到土壤中的Bt杀虫晶体蛋白能够迅速被土壤活性颗粒吸附,1～3 h就能达到吸附平衡。吸附态Bt杀虫晶体蛋白不易被土壤微生物或酶降解,导致杀虫活性持续时间显著延长。土壤微生物种群变化是衡量Bt作物对土壤生态影响的重要指标。研究表明,Bt作物根系分泌物或Bt生物体降解释放的杀虫晶体蛋白对于土壤蚯蚓、线虫、原生动物、细菌和真菌没有毒性,但可使丛枝菌根真菌(AMF)菌丝长度减小,不能形成侵染单元。Bt杀虫晶体蛋白对土壤酶活性的影响程度依这类蛋白的导入方式或Bt作物生育期的不同而呈现差异。土壤中Bt Cry1Ab蛋白能被部分后茬作物吸收,但不同的商品试剂盒检测结果存在差异。文章综述了Bt杀虫晶体蛋白在土壤中释放、吸附、残留特性及其对土壤动物、土壤微生物、土壤酶活性和后茬作物的影响,旨在为转Bt基因作物释放杀虫晶体蛋白的土壤生态安全评价提供参考依据。     

影响苏云金芽孢杆菌基因在转基因植物中表达的因素

苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis,Bt）杀虫晶体蛋白基因是植物抗虫基因工程中应用最广泛的基因资源。影响Bt基因在转基因植物中表达的因素繁多,阐明这些因素的效应对于获得Bt基因在受体植物中的稳定高效表达具有重要意义。现对Bt基因表达的主要影响因子,如Bt基因表达单元、植物发育、外部环境条件、受体植物遗传背景、整合位点及Bt基因沉默现象等进行了综述。     

我国双价抗虫棉的研究取得突破性进展

中国农业科学院生物技术研究中心郭三堆领导的研究组与国内有关单位密切合作,继成功培育出已在生产上发挥作用的国抗１号、国抗１２号、晋棉２６号单价抗虫棉品种后,在双价抗虫棉的研究中也取得了重要进展。转Ｂｔ抗虫基因的单价抗虫棉只能产生一种杀虫蛋白,主要对棉铃虫等鳞翅目害虫有抗性。据有关研究,在长期的选择压力下,转单一Ｂｔ杀虫基因抗虫棉应用若干年后,棉铃虫有可能产生抗性。而双价抗虫棉能够同时表达出两种杀虫蛋白。其中,ＣｐＴＩ是一种广谱杀虫蛋白,在杀虫机理上与Ｂｔ蛋白不同。因此,双价抗虫棉不仅增强了抗虫棉的…     

抗虫性增强的重组Bt晶体蛋白

为了获得具有新特性的苏云金芽孢杆菌晶体蛋白(Cry)并鉴定其参与杀虫活性的区段,植物育种和繁殖研究DLO-中心的Dirk Bosch及其同事经体内重组制备了含cryIC和cryIE的杂合基因。苏云金芽孢杆菌中的一些蛋白在菌体内以晶体形式累积并对多种昆虫幼虫有毒性,研究人员把这一现象用于植物遗传工程,以期能够提高植物对害虫的抗性。     

高毒广谱杀虫Bt工程菌TnY

目前 ,农作物害虫在不同程度上对Ｂｔ制剂产生了抗性或不够敏感 ,在对这些害虫有效的Ｂｔ制剂中均不含Ｃｙｔ1Ａａ蛋白。含有ｃｙｔ1Ａａ和ｃｒｙ1 1Ａａ基因的天然苏云金杆菌 ,这两个基因均位于大质粒上。而通过质粒转移或ＩＣＰｓ的共表达构建苏云金杆菌重组菌株以期扩大Ｂｔ杀虫谱和增强毒力 ,常因质粒的不稳定性和质粒间的排斥性而受到一定限制。本研究利用转座子衍生载体ｐＴＶ1ＴＳ将ｃｙｔ1Ａａ和ｃｒｙ1 1Ａａ基因导入新分离Ｂｔ菌株Ｓ1 84的染色体中 ,并使之缺失转座酶而获得遗传稳定的初始工程菌Ｂｔ ＴｎＸ。在筛选工程菌过程中 …