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转BtGrylAc和慈菇蛋白酶抑制剂(API)双抗虫基因棉花纯合系的研制
发表时间:2007-09-19
    在国家863项目的支持下,根据植物优化密码子组成及高等植物基因的结构特征,合成了Bt Cry1Ac活性杀虫蛋白的编码序列并与内质网定位肽编码序列组成嵌合杀虫蛋白基因。合成的Bt Cry1Ac基因与野生型基因相比有342个碱基的改变,涉及到311个密码子的改变,合成的基因GC碱基比由野生型的37.6%提高到47.4%,首次构建了含合成的Bt Cry1Ac活性杀虫蛋白基因及慈菇蛋白酶抑制(API)基因表达框的双抗虫基因植物表达载体,这种结构的应用有助于消除蛋白酶抑制剂可能对Bt蛋白活化产生的干扰,使两个抗虫基因能充分发挥作用。通过土壤根癌杆菌介导转化了棉花的几个生产品种,获得了一批抗卡那霉素的转化再生棉花植株。根据分子生物学检测、抗棉铃虫试验及农艺性状的观察调查结果,经六代筛选,获得了抗棉铃虫90%以上、稳定整合并表达抗虫基因且农艺性状优良的双价抗虫棉纯合品系。分子生物学分析结果表明,两个抗虫基因在棉花基因组中的插入拷贝数为1个或2个。转基因植株可溶性蛋白的Western印渍分析结果表明,Cry1Ac蛋白和API-B蛋白在抗虫棉株系中的表达量分别约占总可溶性蛋白的0.17%和0.09%。对各种纯合株系子代植株的抗虫性检测结果及对个别转基因株系第六代植株PCR产物进行序列分析的结果进一步表明Bt杀虫蛋白基因的结构和功能是能稳定遗传的。
    离体叶片虫试及大田试验的结果表明转双抗虫基因棉花品系不但抗虫性高于仅转Bt基因的抗虫棉及国外引进的抗虫棉,而且它们的结铃率、丰产性等农艺性状及抗病性也大多优于非转基因对照及国外引进的抗虫棉。这些品系具有很好的应用前景,它的推广运用将会增加我国抗虫棉品种的基因多样性,有助于延缓棉铃虫对抗虫棉产生耐受性,从而延长抗虫棉的使用期,也将会提高我国在这一领域的国际竞争力。在所用的Bt基因结构、蛋白酶抑制剂基因种类及双抗虫基因组合设计方面,该项研究与已有的报道不同,有其独特的创新点和优越性,所以该成果达到国际同类研究工作的先进水平。
    主要完成人:
    吴家和,田颖川,罗晓丽,郭洪年,肖娟丽
    获奖情况:
    2002年度获山西省科技进步奖  理论奖  二等奖
 
 


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