转基因抗虫棉研究的现状、问题与对策

本文在介绍转基因抗虫棉研究现状的基础上,评述了转基因抗虫棉的使用价值,指出了转基因抗虫棉抗性的持久性,时空性,安全性等问题,从培育转多基因抗虫棉,培育多种类型的抗虫品种轮换种植或混系种植,选用特异启动子或理经因素调控外源基因高效表达,筛选广谱性抗虫基因培育广谱性抗虫棉花和采用农业技术措施改善棉田生态环境延长转基因抗虫棉的使用寿命等方面,提出了提高转基因抗虫棉抗虫性和持久性的几种策略,从而为转基因抗     

转Bt+Sck基因双价抗虫棉的抗虫性及遗传分析

对通过花粉管通道注射获得的转Bt Sck双价基因抗虫棉纯系312-5T2和332-2T2进行了生物抗虫性测定,转基因纯系对棉铃虫的抗性显著高于非抗虫对照苏棉16和抗虫对照品种sGK321,与抗虫对照R19抗虫性相当.遗传分析表明,转Bt Sck双价基因抗虫棉的抗性基因符合一对显性基因的分离规律.对转Bt Sck双价基因抗虫棉与R19及sGK321的杂交F1进行了抗虫性测定,所有的F1植株都表现出与转Bt Sck基因纯系亲本一致的抗虫性.转Bt Sck双价基因抗虫棉纯系312-5T2和332-2T2等位性测验证明:312-5T2与R19、sGK321的抗虫基因整合位点不连锁,表现为15∶1的自由组合比例;而332-2T2与R19中抗虫基因的整合位点表现连锁,与sGK321的抗虫基因表现自由组合.这为培育新的双价抗虫棉品种(系)提供了优良的育种材料.     

中国转基因抗虫棉的应用及发展对策

从20世纪90年代起,中国开始了转基因抗虫棉的研究、开发和利用。转基因抗虫棉最常用的外源基因是Bt基因和CpTI基因。这两种基因已被分别或同时导入棉株中并获得了一批有发展前景的转基因棉花品种,其种植面积占棉花总面积的比例由1996年的0.35%上升到2000年的30%。目前在我国推广种植的抗虫棉,存在的主要问题是抗虫性的时空变化大、害虫抗性、抗虫范围狭窄、抗虫强度差及抗虫棉的安全管理。解决这些问题的方法主要有寻找和筛选广谱抗虫基因,采用特异启动子和诱导表达启动子,培育转多基因抗虫棉,加强转基因抗虫棉的种植管理及安全性评价研究。     

转基因抗虫棉纯度的幼苗鉴定方法研究

根据卡那霉素标记基因与Bt抗虫基因紧密连锁的关系．试验研究了利用卡那霉素溶液快速鉴定携带转Bt基因抗虫棉纯度的4种方法．其方法具有简便、快捷、有效的特点，可在转基因抗虫棉杂交后代选择和繁种保纯中应用，同时也为种子企业抗虫棉纯度检验提供了一种新方法。     

转基因棉花抗虫基因的分子辅助选择

为提高棉花新品种选育过程中外源抗虫基因选择的准确性,以常规非转基因抗虫棉花品种、单价转基因抗虫棉品种、双价转基因抗虫棉品种为试验材料,选择能扩增Bt基因通用引物和棉花内源基因SAD1的引物,建立了抗虫基因的PCR检测方法。利用该方法对常规非转基因抗虫棉品系和转基因棉花品系进行了检测。结果表明,该方法可明确区分常规非转基因抗虫棉品系和转基因棉花品系;对高代育种品系进行检测表明40%转基因品系中存在单株不能扩增出预期的特异片段,而在非转基因系冈197中存在8.0%的单株扩增出预期的特异片段。该方法可应用于棉花新品种选育过程中对外源抗虫基因的检测,提高了选择的准确性和目的性。     

我国转基因抗虫棉研究与应用

我国转基因抗虫棉研究起步于20世纪90年代,1992年人工合成了GFMcrglAcryBt基因,1995年研制成功了CrylA+CPTI双价抗虫基因,并相继育出了单价、双价和杂交抗虫棉新品种。转Bt基因抗虫棉不同生育阶段,不同部位对棉铃虫的抗性不同。对3龄以上的棉铃虫毒死率明显下降。转Bt+CPTI抗虫棉与转Bt基因抗虫棉有相似的抗虫性,但抗虫具有广谱性,且对大龄棉铃虫的杀伤效果显著高于Bt基因抗虫棉。转基因抗虫棉已推广应用847万hm²,累计创社会经济效益220多亿元。     

转基因抗虫棉Bt 毒蛋白表达量的传递方式研究

从卡那霉素抗性鉴定、抗虫性鉴定和 Bt毒蛋白含量测定等三个方面对转基因抗虫棉 Bt毒蛋白表达量的传递方式进行了研究。结果表明 ,转基因抗虫棉美棉 3 3 B和 GK-12对棉铃虫具有显著的抗性。盛蕾期饲喂美棉 3 3 B、GK-12棉株顶端叶片 72 h后 ,初孵棉铃虫幼虫死亡率分别为86.8%、75 .1% ,对照 TM-1、泗棉 3号、苏棉 12三个常规棉品种 (系 )初孵幼虫死亡率分别为10 .9%、13 .9%、9.2 %。美棉 3 3 B、GK-12盛蕾期功能叶片 Bt毒蛋白含量分别为每克鲜重 83 6.68ng、682 .5 6ng。饲喂美棉 3 3 B、GK-12与常规棉品种 (系 )杂种一代棉株顶端叶片 72 h后 ,初孵棉铃虫幼虫平均死亡率分别为 84.1%、77.2 % ,两个转基因抗虫棉品种与常规棉品种 (系 )杂种一代功能叶片的 Bt毒蛋白含量平均值分别为每克鲜重 82 0 .5 8ng、683 .77ng。转基因抗虫棉与常规棉杂种一代的抗虫性表现及 Bt毒蛋白表达量与转基因抗虫棉亲本非常接近 ,杂种二代群体 Bt毒蛋白检测阳、阴性反应植株的分离比例符合 3∶ 1,回交世代 BC1 群体 Bt毒蛋白检测阳、阴性反应植株的分离比例符合 1∶ 1,与抗虫性鉴定结果高度一致。转 Bt基因抗虫性状的遗传是受一对完全显性基因控制的 ,Bt基因与 NPT II基因是紧密连锁或完全连锁的。Bt毒蛋白表达量按照一对显     

转基因抗虫棉风险性分析及应对策略

主要针对转基因抗虫棉抗虫的时空性问题,棉花不同生育期、植株部位、不同害虫世代抗虫性的变化,抗虫棉对棉田害虫和天敌种群结构的影响,害虫对抗虫棉毒蛋白的抗性,抗虫棉抗性基因的漂移以及抗虫棉子产品的生物安全性等问题进行了分析,进而提出了降低转基因抗虫棉潜在生态风险性的措施。     

3个水稻杂交种的早代测试及其对选择的反应

虫害是影响棉花高产稳产的重要因素之一，防治棉花虫害最有效的措施是种植抗虫棉花新品种。美国利用生物技术合成苏云金芽孢杆菌杀虫基因＆并导入棉花获得转基因抗虫棉植株，因其抗虫性能够稳定遗传，进而培育出转基因抗虫棉花新品种，使美国成为第一个拥有转基因抗虫棉的国家。我国谢道昕、郭三堆等将Bt和Bt＋CpTI（豇豆胰蛋白酶抑制剂）杀虫基因导入棉花并成功应用于棉花育种，陆续培育出一批国产转基因抗虫棉新品种，使我国成为第二个自主成功研制转基因抗虫棉的国家，我国抗虫育种研究己处于国际领先水平。     

外源Bt基因对棉花产量性状及抗虫性的影响

本文在介绍转基因抗虫棉研究现状的基础上，综述了外源Ｂｔ基因对棉花产量性状及抗虫性影响的研究进展；并指出了Ｂｔ抗虫棉当前存在的几个问题，提出了提高转基因抗虫棉抗虫性和使用寿命的几种方法。     

转Cry1Ac+Cry2Ab基因棉与转Cry1Ac+EPSPS基因棉在黄萎病菌压力环境下检测技术和生存竞争能力研究

此研究为“十二五”转基因生物新品种培育项目中创建新的转基因棉花品种环境安全评价技术的建立而设。以转双价抗虫基因（Cry1Ac+Cry2Ab）棉、转双价抗虫抗除草剂基因（Cry1Ac+EPSPS）棉为观察材料,杂交抗虫棉赣棉杂1号和非转基因棉赣棉11号为对照材料,于黄萎病圃采用不同于抗病鉴定的方法,检测两种转双价基因抗虫棉在黄萎病菌压力下的发病情况、生长竞争能力和产量竞争能力。两个转双价基因棉抗黄萎病性不显著的强于两个对照;抗虫抗除草剂棉株高、覆盖度增长竞争能力相对较强,双Bt抗虫棉竞争力相对较弱;抗虫抗除草剂棉的单株成铃和果枝层数较高,增长竞争能力也较强,双Bt抗虫棉较弱;两个转双价基因棉最后的脱落率与两个对照差异不显著;抗虫抗除草剂棉籽棉、皮棉产量介于两个对照之间,而双Bt抗虫棉的产量低于两个对照。显示双Bt抗虫棉推广种植可行性相对较差,抗虫抗除草剂棉推广种植可行性一般。     

利用 F2 转 Bt 基因抗虫杂交棉新策略

通过不同抗虫棉品系间互交、后代选择的方法选育出聚合整合位点不同的Bt基因纯合抗虫棉种质,开展了培育以 F2 利用为目的的杂交种探索研究.类似 F2 世代 Bt 基因的不同分离类型,聚合有不同数目 Bt 基因的棉株在整个生育期对棉铃虫有显著的抗虫性.并且与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,中、后期抗虫性有所下降,毒蛋白表达量降低.因此,用其作为亲本配置抗虫杂交种,是利用棉花F2 杂种优势的途径之一.     

转Cry1A基因海岛棉的获得和鉴定

进行农杆菌介导转抗虫基因试验，以期选育抗虫性优良的海岛棉新品系(品种)；本实验在海岛棉体细胞胚再生体系的基础上，将携带Cry1A基因的表达载体pBI121通过农杆菌介导法转化到‘新海33号’的胚性愈伤组织中。经培养基筛选、PCR检测、RT-PCR检测、抗虫性鉴定等筛选抗虫后代。经培养基筛选共获得12棵抗性植株。PCR检测结果显示，这12棵抗性植株均能扩增出了大小相符的片段，检测结果呈阳性；RT-PCR结果显示，12棵转基因植株目的基因已经整合入基因组，且能反转录出mRNA；Bt-Cry1Ab/Ac转基因试纸条检测结果表明这12棵转基因植株含有目的蛋白；抗虫性鉴定结果证实了这些转基因植株对棉铃虫幼虫具有一定的抗性。本研究成功将抗虫基因导入至海岛棉的体内，获得了具有抗虫性的植株，其结果对转基因抗虫海岛棉新品种的培育具有一定的参考价值。     

有机肥浅施对转基因抗虫棉生长和产量的影响

种植转基因抗虫棉有利于降低棉花生产成本,增加农民收入,减轻环境污染,是实现我国棉花可持续生产的重要保证.但目前推广的转基因抗虫棉品种普遍存在两方面的问题,一是前期生长发育较慢,后期营养生长与生殖生长矛盾突出,易脱肥早衰;二是转基因抗虫棉随着生育进程的推进,抗虫性逐渐降低.为了提高种植转基因抗虫棉的经济效益和生态效益的优势,2000～2002年我们进行有机肥浅施试验,采取快速培肥0～10cm耕层肥力,改善浅耕层土壤物理性状,充分营造转基因抗虫棉前期根系生长的生态环境,以期达到转基因抗虫棉苗期根系发达、枝繁叶茂,搭起丰产架子,促进前期生育进程,使后期营养生长和生殖生长协调,棉株健壮,抗虫性相应增强,减弱抗虫性下降速度,早熟不早衰.     

抗虫棉的若干性状和利用价值研究

以2类转基因抗虫棉和4个不同类型的推广品种为材料,于2002~2003年,对各供试材料的经济性状、农艺性状、早熟性和抗红铃虫性等进行了全面鉴定。比较试验采用随机区组设计,重复3~4次；抗红铃虫鉴定试验在网室进行。试验结果表明,抗虫棉尤其是抗虫杂交棉丰产稳产性好,在较一般棉田减少化学治虫70%左右条件下仍能获得高产,比非抗棉推广品种增产极显著。抗虫棉的纤维品质优良,抗虫性强,早熟性好，培育和推广抗虫棉品种具有广阔的应用前景。     

转sbk和sck基因提高水稻Dular的抗虫能力

将抗病虫基因与广亲和基因聚合在一起可为两系杂交稻更广泛的应用奠定基础。本研究将去选择标记的包含2个抗虫基因(sbk和sck)的质粒载体(pCDMARUBA-Hyg)采用根癌农杆菌介导法转入兼抗水稻条纹叶枯病的广亲和水稻品种Dular中。通过常规PCR检测,获得18份不具有选择标记的转基因阳性植株,Southern杂交分析结果表明其中15份为单拷贝插入,对这15份单拷贝转基因植株进行RT-PCR分析,结果抗虫基因都能正常表达。人工接虫鉴定结果表明,转入抗虫基因显著提高了水稻品种Dular抗螟虫的能力;同时利用Dular本身的广亲和基因(S5n)标记和与抗条纹叶枯病基因(qSTV-11b和qSTV-11c)的连锁标记进行分子检测,其结果表明这15份单拷贝转基因植株都具有广亲和与抗条纹基因的特征带;与不同籼稻和粳稻配组杂种F1的结实率和条纹叶枯病在田间自然发病状况下的调查结果表明,这些单拷贝植株不但具有广亲和与抗水稻条纹叶枯病的能力,而且其抗螟虫能力显著提高。     

有机肥浅施对转基因抗虫棉生长和产量的影啊

种植转基因抗虫棉有利于降低棉花生产成本，增加农民收入，减轻环境污染，是实现我围棉花可持续生产的重要保证。但目前推广的转基因抗虫棉品种普遍存在两方面的问题，一是前期生长发育较慢，后期营养生长与生殖生长矛盾突出，易脱肥早衰；二是转基因抗虫棉随着生育进程的推进，抗虫性逐渐降低。为了提高种植转基因抗虫棉的经济效益和生态效益的优势，2000～2002年我们进行有机肥浅施试验，采取快速培肥0～10cm耕层肥力，改善浅耕层土壤物理性状，充分营造转基因抗虫棉前期根系生长的生态环境，以期达到转基因抗虫棉苗期根系发达、枝繁叶茂，搭起丰产架子，促进前期生育进程，使后期营养生长和生殖生长协调，棉株健壮，抗虫性相应增强，减弱抗虫性下降速度，早熟不早衰。     

转基因抗虫棉的抗性研究与利用

转基因抗虫棉是我国唯一获准商品化生产的转基因作物,本文对抗虫基因的分离与转基因棉株的获得及抗虫棉的抗性原理进行了探讨。转Bt基因抗虫棉不同生育阶段,不同部位对棉铃虫的抗性,抗虫棉的研制成功与大规模产业化保障我国棉花稳步发展,增加农民收入保护环境作出了重要贡献。     

冀优768棉花高产栽培技术

冀优768是河北省农林科学院棉花研究所利用现代生物技术和常规育种方法结合,通过陆地棉、海岛棉、中棉与野生棉之间的远缘杂交和外源抗虫基因的导入培育而成的转基因抗虫棉品种,2006年通过河北省农作物品种审定委员会审定,审定编号：冀审棉2006017号。     

棉区增收新途径——棉菌果立栽高效模式

近年来 ,随着转基因抗虫棉良种的选育成功 ,棉农的植棉积极性逐年提高 ,抗虫棉的种植面积也越来越大。但是由于种种主客观因素的影响 ,导致抗虫棉抗虫性减退和种子混杂退化现象日趋严重。如何避免和杜绝这些现象已成为当前不容忽视的问题。影响转基因抗虫棉品种混杂退化的原因主要有 :天然杂交　棉花是常异交作物 ,其天然杂交率在 5 %～ 10 %左右 ,如果抗虫棉良繁田与其它常规棉种植田相邻过近 ,极易造成天然混杂。机械混杂　原种纯度的高低、播种机械的混用、籽棉收贮和加工等诸多环节中的任一方面出现疏漏 ,都会人为造成品种的混杂。自然…