甘蔗抗虫转基因研究进展

甘蔗是世界最重要的糖料作物,但日益严重的虫害给甘蔗产量及品质造成了重大损失.目前甘蔗抗虫转基因育种已成为甘蔗抗虫育种最有效的途径之一.近年来,美国、澳大利亚、巴西、南非、古巴、泰国、印度、新加坡、中国及一些国际大型公司等都相继开展了甘蔗抗虫转基因研究,主要集中于转Bt基因、GNA基因、PI基因等甘蔗材料的筛选,并获得一批抗蔗茎螟的CryIA(b)转化植株、抗Chilo infuscatellus的转Cry1Ab基因甘蔗植株、抗绵蚜的转CNA基因甘蔗植株、抗甘蔗白螟的转PI基因甘蔗植株、抑制蛴螬幼虫生长的转PiⅡ和GNA基因甘蔗无性系G87、UP87及600多份转cry1C*基因甘蔗无性系,部分学者还对转Bt基因甘蔗植株的生理、抗虫性和农艺性状进行了研究.由于抗虫转基因甘蔗研究起步晚,受抗虫基因来源及知识产权保护等方面的限制,其研究进展缓慢,目前尚未培育出优良的甘蔗抗虫品种并推广种植.今后需对外源基因在转基因甘蔗无性后代中的整合、遗传表达特性及甲基化修饰等影响表达的各种因素进行综合研究,提高外源基因在甘蔗无性繁殖中遗传和表达的稳定性;此外,还需对抗虫转基因甘蔗的抗虫机理进行系统、深入的研究,为筛选出优良的、稳定遗传的抗虫甘蔗品种并在生产中推广应用提供理论依据和育种材料.     

Bt转基因抗螟虫粳稻新品系选育的策略与进展

以克螟稻或其衍生抗虫材料为亲本，与农艺性状优良的粳稻品种杂交，经常规筛选、花药培养、分子辅助选择等手段进行选育，结果表明，采用分子辅助选择手段对育种材料进行检测，并通过加大双亲遗传距离，或采用与最新高产品种杂交，以及增加低世代（F2和F3）群体规模，有利于打破克螟稻中转基因和其它不良基因可能存在的连锁关系，增加获得高产抗虫株系的机会，同时，发现回交、花培技术可以迅速获得Bt转基因纯合的新品系，是有效的克螟稻改良技术路线。此外，采用上述方法育成了6个集高产和抗虫于一体的优良粳稻新品系，经品比试验和田间抗虫试验表明，选育出的转基因新品系，较克螟稻极显著增产，其中1个新品系的产量与当前本地主栽品种（秀水63）相仿，田间表现高抗鳞翅目害虫。     

Bt转基因抗螟虫粳稻新品系选育策略与进展

以克螟稻或其衍生抗虫材料为亲本,与农艺性状优良的粳稻品种杂交,经常规筛选、花药培养、分子辅助选择等手段进行选育,结果表明:采用分子辅助选择手段对育种材料进行检测,并通过加大双亲遗传距离,或采用与最新高产品种杂交,以及增加低世代(F2和F3)群体规模,均有利于打破克螟稻中转基因和其它不良基因可能存在的连锁关系,增加获得高产抗虫株系的机会,同时,发现回交、花培技术可以迅速获得B t转基因纯合的新品系。此外,采用上述方法育成了6个集高产和抗虫于一体的优良粳稻新品系,经品比试验和田间抗虫试验,选育出的转基因新品系较克螟稻极显著增产,其中1个新品系的产量与当前本地主栽品种(秀水63)相仿,田间表现高抗鳞翅目害虫。     

甘蔗条螟的预测预报及其综合防治技术研究

甘蔗条螟分布广泛、发生普遍、为害严重,是甘蔗生长中后期最主要的一种钻蛀性害虫。根据甘蔗条螟的发生规律与为害特点,对甘蔗条螟的预测预报技术进行了系统总结,提出了利用性引诱剂进行综合防治技术,旨在为更有效的防控甘蔗条螟提供技术指导。     

应用转基因玉米防治草地贪夜蛾

草地贪夜蛾入侵我国后,对玉米、高粱、水稻、甘蔗等多种主要禾本科作物的生产构成了重大威胁。转基因抗虫玉米作为防治农业害虫的一种有效手段,在防治草地贪夜蛾的过程中,也发挥了重要的作用。但随着转基因抗虫玉米在国外的大规模应用,靶标害虫的抗性问题也日益凸显,已有研究报道草地贪夜蛾对其的田间敏感性降低。重点分析并描述转基因抗虫玉米在防治草地贪夜蛾中的应用,并探讨防治过程中产生的靶标害虫抗性问题,针对转基因抗虫玉米在防控草地贪夜蛾中出现的抗虫性等问题提出了相关对策与建议。     

转基因技术在农业领域的新应用

<正>转基因植物方面先正达公司研发出了抗秋粘虫、甘蔗食心虫、玉米穗蛾等多种害虫的复合性状转基因抗虫玉米,已在美国、加拿大、巴西、阿根廷等地获得种植批准。美国新批准上市了抗虫和抗黄褐化的转基因苹果以及抗黄褐化的转基因土豆。孟山都公司开发的转耐旱基因玉米在干旱条件下产量显著增加。德国科学家培育出了一种可以产生乙肝疫苗的转基因     

融合杀虫基因对甘蔗的遗传转化

[目的]利用MAR序列介导转基因表达及融合杀虫基因,以期克服外源基因失活,增强抗虫基因表达能力,延缓昆虫抗性的发生,获得高抗虫转基因甘蔗植株.[方法]以甘蔗品种ROC25为材料,进行愈伤组织、芽苗分化和生根的Hyg抗性筛选试验.利用农杆菌介导,将含MAR序列介导融合杀虫基因(AVAc-CpTI)导入甘蔗基因组.[结果]愈伤组织增殖、出芽时Hyg的最佳筛选浓度为50 mg/L,生根时Hyg的最佳筛选浓度为30 mg/L.获得13个MAR序列介导转基因表达基因系,48株Southern杂交阳性甘蔗植株;获得8个无MAR序列介导转基因表达基因系,7株Southern杂交阳性甘蔗植株.MAR序列介导转基因表达使转化过程中转基因系的获得数量提高了62.5%.[结论]建立了ROC25的潮霉素抗性筛选体系;MAR序列介导融合杀虫基因进行甘蔗遗传转化,可提高甘蔗外源基因转化效率.     

GNA基因遗传转化甘蔗研究

虫害常常给甘蔗生产造成重大损失。GNA对蚜虫、飞虱、叶蝉等刺吸式害虫和某些咀嚼式害虫如蛴螬等有极高的毒性。对引进的GNA基因进行鉴定，并利用基因枪将GNA基因转化甘蔗愈伤组织，经筛选、分化。获得了一批抗性再生植株，抽样检测，获得了4株PCR阳性植株，为培育优良抗虫甘蔗新品种创造了条件。     

根癌农杆菌介导的甘蔗遗传转化

综述开展甘蔗基因工程育种工作20多年来,从最初的利用农杆菌介导法研究抗除草剂和抗虫转基因成功,到目前高转化效率的转基因方法应用过程中取得的成果,分析影响农杆菌转化甘蔗的关键因素,并对农杆菌介导的甘蔗遗传转化研究前景作了展望.     

2020-01ml 目录

为了评价抗虫转基因甘蔗优良株系Bt2、Bt17对土壤生态环境造成的生态安全风险，采集抗虫转基因甘蔗Bt2、Bt17号株系及其受体非转基因品种ROC22甘蔗根际附近土壤，研究抗虫转基因甘蔗对其根际土壤蔗糖酶、酸性磷酸酶、中性磷酸酶及碱性磷酸酶的影响。结果表明，抗虫转基因甘蔗对其根际土壤酶活性的影响会因甘蔗生长周期、抗虫转基因甘蔗株系以及酶的种类而大有不同。Bt2的土壤酶活性在甘蔗生长的各个时期均未与对照存在差异，而Bt17对土壤酶活性的影响则较为复杂。与受体非转基因甘蔗品种ROC22相比，Bt17根际的土壤蔗糖酶活性在甘蔗生长的任何时期都无差异；而土壤酸性磷酸酶活性在甘蔗生长的各个时期均显著高于对照；中性磷酸酶活性则在苗期、分蘖期、成熟期显著高出对照，而在生长期与对照无差异；土壤碱性磷酸酶活性在苗期、生长期时与对照无差异，但分蘖期和成熟期显著低于对照，说明Bt2号株系对土壤酶活性并未产生影响，Bt17号株系对土壤酶活性可能产生较小的影响。     

甘蔗ATP结合蛋白基因克隆及其干旱胁迫下的表达特性分析

[目的]克隆甘蔗ATP结合蛋白基因,分析其基本生物学信息及在干旱胁迫下的表达特性,为ATP结合蛋白的功能研究提供理论依据.[方法]从乙烯诱导甘蔗差异表达转录组和水分胁迫下甘蔗cDNA文库中获取ATP结合蛋白基因序列,设计其引物进行RT-PCR扩增,利用生物信息学软件进行序列分析及其蛋白结构和功能预测,并采用实时荧光定量PCR(qPCR)检测干旱胁迫处理下的甘蔗ATP结合蛋白基因的表达情况.[结果]克隆获得的甘蔗ATP结合蛋白基因全长2145bp,编码714个氨基酸,其蛋白分子质量为79.430kD,理论等电点(pI)为9.33,不稳定系数为44.38;甘蔗ATP结合蛋白与玉米ATP结合蛋白的核苷酸序列及其推导氨基酸系列同源性最高,均达93%.甘蔗ATP结合蛋白主要由无规则卷曲(42.02%)、α螺旋(25.63%)和延伸链(22.27%)结构组成,具有蛋白激酶催化结构域、ATP结合位点、核苷酸结合位点(NBS)、糖基化位点、激酶磷酸化结合位点及核定位信号等;甘蔗ATP结合蛋白可能主要定位在细胞核、叶绿体、线粒体和过氧化物酶体中,起中间代谢调控作用,或参与转录调控、免疫应答、胁迫应答及信号转导等生物反应.qPCR检测结果显示,在干旱胁迫7d后,甘蔗ATP结合蛋白基因的表达量明显下调,约为对照的30%,恢复正常供水(复水)后,表达量回升.[结论]甘蔗ATP结合蛋白基因表达受干旱胁迫诱导,可能参与甘蔗对干旱逆境胁迫响应的代谢调控.     

甘蔗14-3-3基因克隆及表达分析

[目的]克隆甘蔗14-3-3基因并预测分析其编码蛋白的结构,为研究甘蔗基因功能和代谢调控机制提供参考.[方法]以水稻14-3-3基因为模板,BLAST甘蔗EST数据库,依据序列拼接结果及RT-PCR技术获得编码甘蔗14-3-3蛋白的全长基因,并用生物信息学方法对该蛋白的二级、高级结构和功能活性位点进行预测.[结果]克隆得到长784bp的甘蔗14-3-3基因,最大开放阅读框为771 bp,编码256个氨基酸;该蛋白的分子量与理论等电点分别为28.88 kDa和4.79.蛋白聚类分析结果表明,甘蔗14-3-3蛋白与水稻、高粱、玉米14-3-3蛋白的同源性均在90％以上.Cn3D V.4.1预测位于第3和第5两个二聚体上的Lys-50、Arg-57、Arg-131和Try-132组成一个凹穴,是结合靶蛋白的作用面;第60、65、188、218位的4个丝氨酸是磷酸化的活性位点.实时定量PCR检测结果表明,14-3-3基因在甘蔗不同组织中均有表达,在茎和分生组织中14-3-3基因高丰度表达,可能与糖代谢和细胞分裂的调控相关;而在根中可能参与矿物元素的吸收和代谢.[结论]甘蔗14-3-3基因可作为信号转导调控蛋白的候选基因之一.     

甘蔗黄叶病研究进展

主要对甘蔗黄叶病病原、发病症状、传播途径、寄主范围、甘蔗黄叶病的发生及其危害、黄叶病病原检测及防治策略等研究成果进行综述。     

甘蔗叶生物力学特性研究理论与分析

甘蔗在中国糖料生产中占重要地位,甘蔗叶是一种储量巨大且亟待开发利用的生物质能源,具有很好的开发利用价值。然而,目前对甘蔗叶生物力学特性方面的研究尚缺乏有效的研究理论与方法。本研究引入新兴的农业生物力学研究理论,结合工程学、生物学、工程力学和工程材料学的基本原理与方法,研究甘蔗叶拉伸力学性能、甘蔗叶剪切力学性能、甘蔗叶力学性能,为研究甘蔗叶的生物力学特性寻找到有效的研究理论与方法,为甘蔗叶粉碎还田、甘蔗叶沼气利用预处理机械,以及甘蔗剥叶、收获等机械的研究开发、优化设计、计算机仿真及智能化提供参考。     

广东农垦甘蔗产业发展现状

广东农垦立足传统蔗业,以科学发展观为统领,积极实践新技术、新方法和新措施,发展甘蔗产业,建成了全国最大的甘蔗生产机械化综合示范基地。并针对实践中存在的问题,提出了今后发展的措施。     

正在崛起的中国甘蔗糖业

2004年11月29日至12月2日在广西南宁成功举办的甘蔗糖业可持续发展国际学术讨论会得到了参会代表特别是外国专家学者的一致高度赞扬。这次会议有近270位代表参会，其中有58位来自20个主要蔗糖生产国蔗糖生产、管理和科研的专家学者，包括近20位甘蔗糖业方面的世界级权威专家。这是在中国首次举办这样的盛会，会前出版了由中印两国甘蔗糖业专家共同编辑出版代表当今国际甘蔗糖业各领域研究先进水平的论文集。这部宏篇巨著共有770页，144篇论文。中国已有3000多年的甘蔗生产记录。公元1840年以前，中国在世界蔗糖贸易中处于主导地位，但以后由于长期战争和社会不稳而使糖业变得很弱。自20世纪80年代起中国的蔗糖业重新得到迅速发展。目前中国是世界的第三大产糖国，2003／2004榨季全国总产糖量达到1002万吨，其中甘蔗糖占总产糖量的94％。广西是中国最大的甘蔗糖产区，2003／2004榨季产糖量达到588万吨，占全国总产糖量的58．4％，占全国甘蔗糖产量的62．3％。中国已建立起一整套独具特色的有效的甘蔗生产技术体系，特别是占全国种植总面积90％的旱地蔗生产技术体系，使甘蔗单产近年来维持在60～70吨／公顷的较高水平。国际甘蔗糖业的权威专家认为，中国已经崛起成为甘蔗糖业生产和科学研究的超级强国之一。     

越南甘蔗生产现状及发展对策

甘蔗是越南主要经济作物之一,现在年种植面积近30万hm2,种植区域分为6个区.本文对目前越南甘蔗生产中存在的一些问题及制约因素进行了分析,并提出了进一步发展的对策.     

农杆菌介导冷调节基因（Cbcor15a）遗传转化甘蔗体系的建立

【目的】利用农杆菌介导法,将外源冷调节基因Cbcor15a导入甘蔗愈伤组织,建立快速、高效的甘蔗遗传转化体系,为培育具抗寒性甘蔗品种奠定基础。【方法】以新台糖22号（ROC22）为材料,通过对愈伤组织诱导、分化、生根等培养基进行优化,筛选出外源基因转化甘蔗的适合激素种类与用量、PPT用量、抗生素种类与用量;利用甘蔗转基因二元植物表达载体pCambia1300-Cbcor15a-bar,通过农杆菌介导法将目的基因Cbcor15a导入甘蔗愈伤组织。【结果】当农杆菌菌液OD600为0.4、侵染20 min时有利于愈伤组织分化;甘蔗愈伤组织诱导和分化培养阶段的最佳PPT为0.50mg/L。侵染后在共培养中添加500.00 mg/L抗生素Cef能有效抑制农杆菌,添加300.00 mg/L抗生素Cef能促进愈伤组织分化成苗,添加200.00 mg/L抗生素Cef能促进幼苗生根。MS培养基中添加低量NAA更有利于甘蔗愈伤组织的分化;在促进细胞分裂时KT的效果明显优于6-BA。MS培养基中添加5.00 mg/LNAA和70.00g/L蔗糖能有效促进分化苗生根。利用建立的遗传转化体系可获得286株转冷调节基因Cbcor15a的甘蔗转化植株;选取83株通过PPT抗性筛选后长势良好的转化植株进行阳性检测,其中有4株呈阳性。【结论】利用农杆菌介导的Cbcor15a基因转化甘蔗的遗传转化体系能成功将Cbcor15a基因整合到甘蔗基因组。     

蔗区养牛业调查报告

蔗叶、蔗梢富含纤维素,含蛋白质、脂肪和矿物质、维生素等牛可利用的营养物质,作牛饲料的利用价值很大.蔗区养役牛是传统经营模式,现代甘蔗生产区中役牛逐渐消失.根据市场需求,在蔗区发展肉奶牛养殖业,可使蔗区有机物质重复利用,节约资源,发展循环经济,提高蔗区生产能力及经济、社会和生态效益.     

侵染中国甘蔗和玉米的SCMV CP基因序列多样性分析

【目的】揭示侵染中国甘蔗及玉米的甘蔗花叶病毒（Sugarcane mosaic virus,SCMV）的遗传多样性，为抗病品种培育及病害综合防治提供依据。【方法】以病株叶组织总RNA抽提物为模板，通过RT-PCR扩增及扩增产物直接测序获得了华南地区SCMV 26个甘蔗及玉米田间分离物的近全长CP基因序列，结合GenBank中已公布的部分相应序列，采用序列比对及分子系统进化树重建方法，对SCMV CP基因序列的变异性进行分析。【结果】中国SCMV可分为3个分子组群，各组群分别对应于各自来源的寄主，即杂种甘蔗(糖用甘蔗, Saccharum interspecific hybrids)、玉米(Zea mays)和高贵甘蔗（果用甘蔗,Saccharum officinarum）。CP基因核苷酸同一性，不同组群之间为78%～84%，同一组群内部各分离物之间大于91%。在分子系统进化树中，这3个分子组群各自聚集成簇，前两个组群分别隶属于Alegria等（2003）建立的甘蔗组（sugarcane group，SCE 组）和玉米组（maize group，MZ组），第3个组群为本研究首次发现，命名为高贵甘蔗组（noble sugarcane group，NSCE组）。侵染杂种甘蔗的SEC组不存在明显的地域分化，而侵染玉米和高贵甘蔗的MZ组和NSEC组则可对应地理来源分为若干亚组，前者可分为华东华中亚组、西北西南亚组及华南亚组，后者至少包括华南亚组和浙江亚组。在玉米、杂种甘蔗及高贵甘蔗混栽区，不同作物上的SCMV可以通过蚜虫传播而交叉侵染，但各组群间依寄主种类存在相对隔离现象。本研究还发现中国华南地区，SCMV可自然侵染甘蔗近缘属杂草河八王（Narenga sp.）和芒（Miscanthus sp.）。【结论】在中国，SCMV存在丰富的遗传多样性，其分化与寄主类型密切相关，可分为杂种甘蔗组、玉米组和高贵甘蔗组，其中玉米组和高贵甘蔗组又可根据地理来源分为若干亚组。在抗病品种的选育及病害综合防治中，必须充分考虑到病毒的这种分化现象。