转基因抗虫水稻对生物多样性的影响

水稻是我国最重要的粮食作物,然而虫害造成的产量损失每年高达一千万吨以上。研究表明,转基因抗虫水稻对二化螟、三化螟和稻纵卷叶螟等水稻主要鳞翅目害虫具有高抗性,可以大幅度减少化学杀虫剂的使用。在不使用农药的情况下,在抗虫转基因水稻田中的害虫密度大幅度减少的同时,可以显著地增加中性昆虫及捕食性天敌数量和种类,显示出稻田生态系统和生物多样性的向良性发展的趋势。转基因水稻花粉向非转基因水稻品种的基因飘流实验表明,随着栽种距离的增大而显著减小,到间隔6.2 m时基因飘流频率已低于0.01%。转基因抗虫水稻的应用,对于保障我国粮食安全,保持农业可持续发展,保护生物多样性和生态环境尤其是在大幅度减少农药使用量方面具有重要意义。文章综述了转基因抗虫水稻研制进展及其对生物多样性的影响,并对农作物害虫防治的未来研究方向和发展趋势进行展望,以期为转基因抗虫水稻更好的应用提供借鉴。     

转基因水稻的研究和应用

植物基因工程的兴起,使特定的外源基因引入植物细胞成为可能。水稻转基因研究是国内外植物分子遗传学研究的热点之一。近十几年来,水稻转基因研究已取得显著进展。综述了水稻基因转化的方法、转基因技术在水稻上的应用及外源基因在转基因后代中的遗传表达的研究进展。     

转基因水稻外源基因的漂移研究

转基因水稻基因漂移可能带来环境安全性问题。利用农杆菌介导,把hpt基因转化水稻品种,通过后代筛选,以稳定遗传的含单拷贝转化株系为转基因花粉供体材料,研究转基因水稻向非转基因水稻不育系和常规稻(花粉受体)的外源基因漂移频率。结果表明,相邻种植时转基因水稻向雄性不育系品种的漂移频率为31.74%。随距离的增加漂移频率明显下降,在26m处仍能够检测到含外源基因个体的存在,并且在距离4m处出现一个漂移频率的升高;转基因水稻向常规品种的漂移频率则明显低于不育系,一般在2.0%以下,随距离的增加也呈现下降的趋势,在18m处开始无法检测到含外源基因的个体。     

华南植物园成功培育转基因水稻

记者近日在华南植物园获悉,该园以段俊研究员为首的科研团队经过近8年的艰苦探索,利用转基因技术成功培育出了抗除草剂的转bar基因水稻和抗衰老的转PSAG12-ipt基因水稻。     

水稻bicoid反义基因转基因植株胚胎发育的形态变化

Bicoid是调控果蝇胚胎极性及以后分节发生过程的重要基因,这一基因编码的蛋白是一种转录调控因子,对一组早期胚胎发育过程中的多齿基因的表达具有调控作用,并被称为形态发生剂。在以前的工作中,从水稻cDNA文库中分离了一个同果蝇bicoid有相当同源性的克隆-Rb24基因（EMBL登录号：AJ2771380）。为进一步了解它在水稻中功能,将Rb的反义基因片段通过农杆菌的介导转入水稻中。通过Gus活性检测和PCR鉴定所获的抗性植株为转基因植株,转基因植株一个很明显的变化就是大约有50%的种子是败育的。通过石蜡切片观察了转基因水稻幼胚的发育情况,结果表明细胞的组织的分化在胚的发育过程中被阻断了。因此Rb基因同控制水稻胚的发育有关。     

半夏凝集素基因(pta)导入水稻及其表达的初步研究

半夏凝集素基因是一种有重要价值的抗虫基因。利用RACE—PCR技术克隆出半夏凝集素(pta)基因,并将它构建到载体pCAMBIA1305中形成双元载体(含pta基因和hpt基因)。利用农杆菌介导法将pta基因转入粳稻品种鄂宜105、中花12和籼稻品种E优532成熟胚诱导的愈伤组织中。通过PCR检测,从117株To代再生植株中筛选出36株(其中鄂宜105、中花12、E优532分别为19株、7株、10株)转基因植株。对这些转基因后代植株进行Southern blot分析和RT—PCR分析表明：pta基因已经整合到受体细胞基因组中,并在转录水平上得到了有效表达。通过对转基因后代的遗传分析,成功地从T1代表现为1：2：1盂德尔分离的分离群体中筛选出7个独立转基因水稻纯系(其中包括4个鄂宜105、1个中花12和2个E优532转基因纯系)。对这7个独立转基因水稻E代纯系进行褐飞虱生物抗性鉴定和田间隔离喂养实验,结果显示,这些转基因纯系对褐飞虱的存活率和发育进度均有显著的抑制作用。同时,实验结果还表明2～5mg/L的2,4—D是愈伤组织诱导和生长的必需条件,而且受体的基因型对愈伤组织诱导率和转化频率均有显著影响,在同等条件下,粳稻品种的愈伤组织诱导率和转化频率均高于籼稻种。     

转基因培育抗除草剂水稻

以ｐＡＨＣ２０（含Ｂａｒ基因）和ｐＷＲＧ１５１５（含ＧＵＳ基因和潮霉素抗性基因）以及含Ｂａｒ基因和雪莲凝集素（ＧＮＡ）基因的ｐＣＡＭＢＩＡ３３００ ＲＧ为供体ＤＮＡ,选用水稻品系８７２０３、上农香糯及鄂宜１０５的成熟胚诱导出的愈伤组织及微不定芽为受体材料,分别采用基因枪和根癌农杆菌（ＬＢＡ４４０４,含ｐＡＬ４４０４）导入法进行基因转化;经抗性筛选、ＧＵＳ检测和ＰＣＲ分析。结果表明,外源基因已通过基     

抗虫转基因植物的研究进展及前景

虫害对农业生产的危害日益严重。目前对害虫的防治主要依赖于化学药物,但化学药物的副作用不容忽视。利用植物基因工程获得抗虫转基因植物是更具前景的途径。目前主要利用的抗虫基因是苏云金杆菌的δ－内毒素基因和植物来源的抗虫基因（如蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、凝集素基因等）,各种抗虫基因在转基因应用中各有其优缺点,如苏云金杆菌δ－内毒素基因是植物中表达水平低。随着抗虫转基因植物在大田中的应用,昆虫的抗     

基因枪法转基因水稻中hpt基因稳定遗传

基因枪转化将潮霉素磷酸转移酶基因（ｈｐｔ）导入粳稻品种７７１７０,获得可育的转基因植株,研究外源基因遗传的稳定性。自交后代（Ｔ１和Ｔ２）经潮霉素筛选获得抗性植株和敏感植株,分子鉴定结果表明抗性植株带有ｈｐｔ基因,而敏感植株中没有ｈｐｔ基因存在。Ｔ１和Ｔ２代中潮霉素抗性表现为显性单基因位点的遗传方式,符合孟德尔分离规律,并得到分子鉴定结果的证实。Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交结果显示,ｈｐｔ基因多拷贝整合在水     

虫压胁迫对抗虫转基因水稻生长发育及产量性状的影响

在大田条件下,以转基因抗虫水稻Bt63、R1和R2及非转基因水稻汕优63(对照)为材料,设置高、低两种虫压环境条件,研究虫压胁迫对转Bt抗虫基因水稻生长发育及产量相关性状的影响.结果表明： 抗虫水稻在虫压胁迫条件下可充分体现出外源基因的抗性特点.在高虫压条件下,3种转Bt基因水稻受螟虫危害程度远低于对照植株,株高、分蘖数、地上部鲜质量、穗长、穗质量、单株穗数、单株实粒数、实粒质量、结实率、千粒重等生长发育和产量指标均高于对照,但仅株高、分蘖数和穗长3个指标与对照有显著差异.因此,抗虫外源Bt基因的引入对水稻结实性不会产生负面效应,高虫压胁迫条件对抗虫转基因水稻产量的影响较小.     

水稻bicoid反义基因转基因植株胚胎发育的形态变化

Bicoid 是调控果蝇胚胎极性及以后分节发生过程的重要基因,这一基因编码的蛋白是一种转录调控因子,对一组早期胚胎发育过程中的多齿基因的表达具有调控作用,并被称为形态发生剂。在以前的工作中,从水稻cDNA文库中分离了一个同果蝇bicoid 有相当同源性的克隆—Rb24 基因（EMBL登录号：AJ2771380） 。为进一步了解它在水稻中功能,将Rb 的反义基因片段通过农杆菌的介导转入水稻中。通过Gus活性检测和PCR鉴定所获的抗性植株为转基因植株,转基因植株一个很明显的变化就是大约有50%的种子是败育的。通过石蜡切片观察了转基因水稻幼胚的发育情况,结果表明细胞和组织的分化在胚的发育过程中被阻断了。因此Rb基因同控制水稻胚的发育有关。     

水稻抗性转基因研究进展

随着水稻遗传转化技术的发展,通过基因工程手段获得抗病虫划害及逆境水稻品种成为可能。本文综述了近年来国内外水稻抗性转基因的技术、方法和策略等研究现状、发展趋势、存在的问题及解决方法,对水稻抗性转基因在水稻育种上的应用也作了评价。     

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。     

水稻转基因植株后代中外源基因异常分离的研究

以用农杆菌介导法育成的日本晴等3个品种（系）的转基因水稻为材料,对外源基因的分离情况进行了研究。这几份转基因水稻都携带串联排列的抗虫基因cry1Ab和报告基因gusA等基因,在自交后代中,cry1Ab和gusA协同分离,但阳性植株与阴性植株之比都显著小于3：1,阴性植株显著偏多,以杂合转基因植株（gusA1-)作母本植株,与常规品种（-1－）杂交所得测交F1,阳性植株（＋／－）和阴性植株（－／－）的比例基本符合1：1,在反交时,阴性植株与阳性植株之比显著大于1：1的比例,比较日本晴转基因后代中gusA阳性株与阴性株的结实率发现,前者的结实率显著低于后者,综合上述结果可以看出,携带crylAb等转基因的花粉存在竞争劣势,可能是导致外源基因异常分离的主要原因。     

Bt转基因抗虫植物研究进展

目前Bt成为世界上植物抗虫基因工程中研究和应用最多的基因。已经有多种转单一Bt和复合Bt的转基因玉米、棉花、马铃薯等作物得到大面积种植。还有许多新的具有良好抗虫性的Bt转基因植物,如水稻、大豆、油菜、苜蓿、花椰菜、蓖麻等已经试验成功,并逐渐推广种植。Bt转基因抗虫植物的培育为提高产量,减少杀虫剂的使用和保护环境做出了举足轻重的贡献。就Bt的分类、杀虫机理、Bt转基因抗虫植物的发展状况以及种植Bt抗虫植物对环境的影响进行了概述。     

转基因水稻中外源基因的荧光原位杂交（FISH）分析

Using fluorescence in situ hybridization (FISH) with metaphase preparations, we localized a transferred barnase-psl DNA sequence onto chromosomes in 8 rice transgenic plants. All the tested rice transgenic lines showed hybridization signals on the middle and terminal regions of chromosome arms except for those close to centromeres. In two lines, two different integration sites were identified, and the other lines showed only one integration site. With the aid of Southern analysis and expression detection, we found that the barnase tended to show a higher level expression in the lines whose integration sites near the distal regions of chromosomes, while the expression level became lower in the lines whose integration sites near the centromeres. This result suggested a possible relationship between chromosomal location of transgenes and the expression level. However it showed no obvious relationship between copy numbers and expression levels. In most cases, the results of multi-color FISH showed that barnase-ps1 always integrated at the same position on the chrmosome as the reporter genes(pHctinG).     

水稻抗性转基因研究进展

随着水稻遗传转化技术的发展,通过基因工程手段获得抗病虫草害及逆境水稻品种成为可能。本文综述了近年来国内外水稻抗性转基因的技术、方法和策略等研究现状、发展趋势、存在的问题及解决方法,对水稻抗性转基因在水稻育种上的应用也作了评价。     

转基因稻及其非转基因亲本对照在间隔种植条件下的转基因漂移

随着转基因技术的迅速发展, 越来越多的转基因作物被培育出来。转基因作物的外源转基因通过花粉传播向非转基因作物的漂移, 会影响非转基因作物品种的种子纯度, 从而可能导致一系列生物安全问题。为了研究转基因栽培水稻(Oryza sativa)中的外源转基因通过花粉介导向非转基因水稻品种逃逸的可能性及其频率, 我们选用3个含双价抗虫基因(Bt/CpTI)的转基因水稻品系及其相对应的非转基因水稻亲本品种(近等基因系)进行了转基因漂移的实验。为了获取在近距离状况下转基因水稻与非转基因水稻品种之间的转基因漂移频率, 采用了转基因与非转基因水稻品种间隔种植的栽培方式, 分别在福建省福州市和海南省三亚市的转基因环境安全实验地进行实验, 并利用潮霉素抗性筛选标记基因来鉴定转基因和非转基因稻的杂种。共检测了从非转基因水稻品种随机收获的70,056颗种子, 以此计算转基因漂移频率。结果表明, 在相邻种植的情况下, 由这3个转基因水稻向对应的非转基因水稻品种的转基因漂移的频率比较低(0.275–0.832％)。如此近距离条件下获得的低转基因漂移频率表明, 对于严格自花授粉的水稻而言, 通过一定的隔离措施, 能有效地降低由花粉介导的转基因漂移导致的非转基因种子混杂。