北非蝎昆虫毒素AaHIT1在酿酒酵母中的表达及表达蛋白的杀虫活性

北非蝎昆虫毒素AaHIT1(Androctonus australis Hector insect toxin)是从北非蝎毒液中提取的专一作用于昆虫神经系统的毒素,对人畜无害。本文根据已发表的AaHIT1氨基酸序列,人工合成酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae偏爱密码子的AaHIT1基因。将AaHIT1与质粒载体PYES2连接,构建得到PYES2/AaHIT1重组质粒,转化酿酒酵母菌INVSC1得到基因工程菌IN-VSC1-AaHIT1。SDS-聚丙烯酰胺电泳检测证明北非蝎毒素AaHIT1已在酿酒酵母菌INVSC1中表达。抗虫试验表明:INVSC1-AaHIT1及其上清液对粘虫的生长有抑制作用,并具致死作用,说明AaHIT1基因在酿酒酵母菌中有效表达。     

鳞翅目昆虫氨肽酶N与Bt毒素的结合及其与Bt抗性的关系

随着BtCry作物在我国的广泛应用和推广,靶标害虫对其抗性风险已成为BtCry作物生态安全研究的重要内容。氨肽酶N(Aminopeptidase N,APN)是位于昆虫中肠刷状缘膜囊泡(Brush Border Membrane Vesicles,BBMV)上BtCry毒素重要的受体蛋白之一,它与BtCry毒素的结合能力决定了BtCry毒素的杀虫活性及昆虫对Bt抗性的产生。本文从APN的结构特征与分类、APN与BtCry毒素的结合特异性、结合位点、结合过程中的分子互作机制及APN变异导致昆虫抗性产生几方面系统综述了鳞翅目昆虫中肠BtCry受体蛋白-氨肽酶N与BtCry毒素的结合及其与Bt抗性关系的研究进展。     

棉铃虫Bt毒素受体蛋白—氨肽酶N与抗性的关系

随着我国转基因棉花种植面积的日益增加,主要目标害虫—棉铃虫的抗性问题越来越被大家所关注。氨肽酶N(aminopeptidase N,APN)是一类昆虫中肠内Bt毒素的受体蛋白,其结构、结合位点的改变或基因突变可能是昆虫对Bt毒素产生抗性的重要原因。本文通过分析Bt毒素的作用方式,从生化、生理、分子生物学等方面探讨了棉铃虫Bt毒素受体蛋白APN与抗性的关系。     

植物组成型防御对植食性昆虫的影响

植物在长期适应复杂生境的过程中,形成了多种自身固有的防御机制.对于植食性昆虫而言,植物固有的防御系统主要涉及植物的形态特性和次生代谢产物,其防御机制包括了组成防御机制和诱导防御机制.本文从植物的毛、蜡质、叶型、叶色等几个方面探讨了植物形态特性对昆虫的影响,以及挥发性次生代谢物和非挥发性次生代谢物对植食性昆虫的影响,阐释了植物组成型防御与植食性昆虫的关联性及其机理.最后,对植物组成型防御在生产上的应用前景进行了探讨.     

苏云金素对昆虫细胞株的毒力试验

苏云金杆菌伴孢晶体毒素对昆虫细胞株的毒性以及用昆虫细胞株测定伴孢晶体毒素的含量,国内外都发表了一些研究报告,并有所进展。然而,苏云金素对昆虫细胞株的毒性尚未见这方面的报告,本文将简报这一研究结果。     

昆虫对生物农药的抗性机制及对策

本文综述了昆虫对B.t等生物杀虫剂的抗性机制及延缓昆虫抗性发展所应采取的措施。昆虫通过下列不同机制产生抗生：1）昆虫的血淋巴对B.t等生物杀虫剂的营养细胞的抑制作用。2）各种来源的蛋白酶对毒素蛋白的过度降解作用。3）昆虫中肠沉淀蛋白对毒素蛋白的沉淀作用。4）中肠上皮修复能力增强。5）中肠的吸附位点对毒素蛋白的亲和力下降。通过加强对B.t菌株的选育，合理科学的用药方式及采用不同的模式进行植物基因操作以提高杀虫蛋白的表达和活性等综合措施，减缓和降低昆虫抗性的发展。     

双价多肽抗生素转基因马铃薯的培育

为了提高马铃薯对细菌性病害的抗性,以来源于膜翅目昆虫的新多肽抗生素Apidaecin为目的基因,以多肽抗生素Shiva-Ⅰ为对照,对多肽抗生素在马铃薯抗青枯病基因工程中的应用进行了研究。采用农杆菌介导的方法,用含有Apidaecin Shiva-Ⅰ双价基因的植物表达载体pBinPRSIHbI对马铃薯栽培品种米拉、中-5-1、Favorata和尼勒克进行了遗传转化试验,共获得卡那抗性再生植株31个,获得了最佳的植株再生分化体系和遗传转化条件。PCR检测及RT-PCR分析表明,目的基因已成功地整合到转基因植株的染色体上并在转基因马铃薯中进行了转录。     

植物病毒与媒介昆虫互作促进其传播的研究进展

近年来植物病毒病频发,严重制约着农作物的产量与品质。绝大多数植物病毒依赖媒介昆虫进行传播,而传播的关键是病毒如何突破昆虫的肠屏障、唾液腺屏障和卵屏障等多个生物屏障。植物病毒一方面利用其外壳蛋白或非结构蛋白突破媒介昆虫的中肠屏障和唾液腺屏障;另一方面则与昆虫体内卵黄原蛋白、共生菌以及精子表面蛋白发生特异性互作,促进病毒跨越卵障碍,最终实现病毒在昆虫体内复制。此外,植物病毒还能通过侵染寄主植物影响其防御性状,间接改变媒介昆虫生理及其行为反应,促进病毒在植物间的传播。该研究对植物病毒突破昆虫生物屏障的分子机制,以及植物病毒-植物-媒介昆虫互作对于病毒传播的影响进行了综述,并对阻断病毒传播的方法进行展望。     

植物病毒在媒介昆虫体内的垂直传播研究进展

对于多数植物病毒而言,其在田间的自然扩散主要依赖昆虫等介体生物,而媒介昆虫的垂直传播是植物病毒长期存在并发生的重要原因。对媒介昆虫垂直传播病毒机制的研究不仅可以为未来开发高效低毒农药奠定基础,更可为植物病毒与昆虫的互作和病毒病的预测预报提供新的视野及角度。媒介昆虫在植物病毒传播过程中的具体作用在近几年被广泛研究。该文综述了近年来植物病毒在昆虫体内垂直传播的研究进展,包括昆虫传播植物病毒的方式、植物病毒在昆虫体内的垂直传播方式以及虫媒病毒垂直传播的可能机制等。在整个垂直传播的过程中,植物病毒的衣壳蛋白、磷蛋白和媒介昆虫唐氏综合症细胞黏附分子、硫酸乙酰肝素糖蛋白、热激蛋白以及卵黄原蛋白,甚至共生菌都有参与。最后,基于媒介昆虫和植物病毒的关系对未来植物病毒病的绿色防控和生物防控进行了展望。     

三江平原典型湿地不同林型昆虫物种多样性研究

利用扫网,黄盘和巴氏罐诱法对三江平原典型环形湿地周围三个不同类型树林(岛状林,杨树林,松树林)的昆虫进行采集,经初步整理和鉴定,共采集标本24212号,其中昆虫20948号,分属于14目。其他的属于蛛形纲和多足纲。昆虫中种类最多的是双翅目和膜翅目,其次是弹尾目,同翅目,鞘翅目和缨翅目。在高的分类阶元(目)Shannon-wiener指数在松树林最高,杨树林最低。昆虫数量在各个林型中没有明显的不同。在这三个林型里面发现了长翅目蝎蛉,丰富了我国对于蝎蛉分布北限的记录,表明三江平原湿地区是我们昆虫多样性保护的一个重要区域。     

蛋白酶抑制剂基因真空渗入法转化不结球白菜获得抗虫性材料

菜青虫及小菜蛾是危害白菜生产的主要害虫，为了获得新的抗虫白菜种质，以生长45天、花苔抽出时的“49菜心”Brassica rapa ssp．chinensis var．utilis Tsen et Lee为材料，通过根癌农杆菌介导的真空渗入法，将马铃薯蛋白酶抑制剂基因（pin Ⅱ）导入该植物基因组中。在142株处理株的后代种子中，采用除草剂Basta筛选，获得41株生长良好的抗性植株。经氯酚红试验、PCR以及植物基因组Southern杂交鉴定，证实目的基因已经整合入植物基因组中。对小菜蛾Plutella xylostella L．进行了转基因材料离体叶片的连续饲喂，调查了自1龄幼虫至化蛹、羽化的动态变化。结果表明。受试的转基因植株对小菜蛾的生长发育有明显的抑制作用。     

植物蛋白酶抑制剂抗虫基因工程研究进展

蛋白酶抑制剂抗虫基因工程为提高植物的抗虫能力提供了一种新的策略。与其它来源的抗虫蛋白相比，植物蛋白酶抑制剂有很多独特的优点。蛋白酶抑制剂的抗虫机理尚不完全清楚，影响其抗虫效果的因素也很多。文中列举分析了PI抗虫作用的机理以及目前研究的新进展，提出植物蛋白酶抑制剂抗虫基因工程中存在的问题和进一步解决的办法。     

利用蝎毒基因改良杆状病毒杀虫剂

杆状病毒(Baculovirus)是昆虫及某些甲壳类动物的专性病原体,昆虫杆状病毒杀虫剂是公认的一类无公害的生物农药,联合国世界卫生组织(WHO)和粮农组织(FAO)早已推荐用于农作物害虫生物防治。但是,杆状病毒都有一个共同的缺点,就是杀死害虫时间太长(一般室内需要5—7天,田间需要时间更长)。由于这一缺点,使杆状病毒杀虫剂的商品生产和推广应用受到很大限制,甚至停滞不前。 本研究通过人工合成一种对昆虫专性的蝎子Androctonus anstralis神经毒素AaIT的编     

AAL-Toxin-Deficient Mutants of Alternaria alternata Tomato Pathotype by Restriction Enzyme-Mediated Integration

ABSTRACT Host-specific toxins are produced by three pathotypes of Alternaria alternata: AM-toxin, which affects apple; AK-toxin, which affects Japanese pear; and AAL-toxin, which affects tomato. Each toxin has a role in pathogenesis. To facilitate molecular genetic analysis of toxin production, isolation of toxin-deficient mutants utilizing ectopic integration of plasmid DNA has been attempted. However, the transformation frequency was low, and integration events in most transformants were complicated. Addition of a restriction enzyme during transformation has been reported to increase transformation frequencies significantly and results in simple plasmid integration events. We have, therefore, optimized this technique, known as restriction enzyme-mediated integration (REMI), for A. alternata pathotypes. Plasmid pAN7-1, conferring resistance to hygromycin B, with no detectable homology to the fungal genome was used as the transforming DNA. Among the three restriction enzymes examined, HindIII was most effective, as it increased transformation frequency two-to 10-fold depending on the pathotype, facilitating generation of several hundred transformants with a 1-day protocol. BamHI and XbaI had no significant effect on transformation frequencies in A. alternata pathotypes. Furthermore, the transforming plasmid tended to integrate as a single copy at single sites in the genome, compared with trials without addition of enzyme. Libraries of plasmid-tagged transformants obtained with and without addition of restriction enzyme were constructed for the tomato pathotype of A. alternata and were screened for toxin production. Three AAL-toxin-deficient mutants were isolated from a library of transformants obtained with addition of enzyme. These mutants did not cause symptoms on susceptible tomato, indicating that the toxin is required for pathogenicity of the fungus. Characterization of the plasmid integration sites and rescue of flanking sequences are in progress.     

Sensitivity to a Phytotoxin from Rhizoctonia solani Correlates with Sheath Blight Susceptibility in Rice

ABSTRACT Sheath blight is one of the most important and intractable diseases of rice (Oryza sativa) where limited control has been achieved using traditional approaches. Quantitative inheritance, extraneous traits, and environmental factors confound genetic analysis of host resistance. A method was developed to isolate and utilize a phytotoxin from Rhizoctonia solani to investigate the genetics of sheath blight susceptibility. Infiltration of the toxin preparation into plant leaves induced necrosis in rice, maize, and tomato. Using 17 rice cultivars known to vary in sheath blight resistance, genotypes were identified that were sensitive (tox-S) and insensitive (tox-I) to the toxin, and a correlation (r = 0.66) between toxin sensitivity and disease susceptibility was observed. Given the broad host range of R. solani, genotypes of host species may be both tox-S and tox-I. A total of 154 F(2) progeny from a cross between Cypress (tox-S) and Jasmine 85 (tox-I) segregated in a 9:7 ratio for tox-S/tox-I, indicating an epistatic interaction between two genes controls sensitivity to the toxin in rice. This work provides the means to genetically map toxin sensitivity genes and eliminate susceptible genotypes when developing sheath blight-resistant rice cultivars.     

抗芜菁花叶病毒转基因大白菜的培育

 以大白菜栽培品种"福山大包头"的子叶柄为供试材料,对影响大白菜植株再生和基因转化频率的因素进行了研究。在此基础上,建立了大白菜高效再生体系和有效的基因转化体系,并将芜菁花叶病毒的CP基因(TuMV-CP)导入大白菜中,获得转化植株。PCR检测和Southern杂交分析证明TuMV-CP基因已整合于大白菜的基因组中;Northern杂交分析及EL ISA检测表明TuMV-CP基因在转录和翻译水平上进行了有效表达。转基因植株T1代的遗传分析表明,外源基因在转基因植株后代中遵循3:1的分离规律。抗病性测定结果显示,转基因植株具有明显的抗病毒侵染能力。     

苏云金芽胞杆菌——开放的基因组与多种功能

苏云金芽胞杆菌Bacillus thuringiensis(Bt)作为微生物杀虫剂,被广泛应用于农业、林业和卫生害虫的防治;而利用Bt杀虫基因研制的转基因植物,也在全球植物害虫防治中发挥了重要作用。近年来,随着科学技术的发展与社会需求的拓展,Bt新的功能被不断发掘出来。这些新的功能包括抗线虫、抗病杀菌、促进植物生长、环境修复等。本文从Bt的泛基因组结构及其遗传学特性分析入手,在详细介绍了近来Bt杀虫基因发掘进展的同时,分析了泛基因组与Bt新的功能之间可能存在的关系,旨在为我国Bt资源的研究与应用提供参考。     

<Emphasis Type="Italic">Agrobacterium</Emphasis>-mediated transformation as a useful tool for the molecular genetic study of the phytopathogen <Emphasis Type="Italic">Curvularia lunata</Emphasis>

In order to explore the molecular mechanisms of virulence and genetic variance of Curvularia lunata in maize, an ATMT (Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation) system was established in order to create a wide range of insertional transformants of C. lunata. Our results showed that the germinating conidia were the ideal starting material for transformation. Based on our optimised transformation condition, the transformation efficiency of C. lunata with T-DNA was improved greatly, and the average transformation frequency was as high as 84 ± 5 transformants per 1 × 10⁶ germlings. Southern blotting results of 39 randomly-selected transformants showed a unique hybridisation pattern and predominant single-copy insertions. An ATMT library containing approximate 3000 transformants was generated, and four types of transformants were screened in terms of growth rate, sporulation, mycelial pigmentation, and toxin production in vitro. This library will be used to identify genes involved in the virulence of the pathogen.     

农杆菌介导的玉米大斑病菌的遗传转化

 玉米大斑病是玉米生产上的一种重要真菌病害,在世界主要玉米产区都曾造成过严重的经济损失。目前,有关该病原菌的生理分化、遗传变异及毒素产生等方面研究报道较多,而在玉米与大斑病菌互作的分子机理方面研究相对较少。     

含双病原物诱导启动子植物安全表达载体的构建

 本研究用来自烟草的具有高度病原物特异性的两个诱导启动子EAS4和hsr203J,串联驱动GUS基因的表达,同时考虑到转基因植物的安全性,引入双边界序列,构建了含双病原物诱导启动子的植物安全表达载体。将表达载体转化烟草获得转基因植株。分析显示,在正常生长情况下转基因烟草检测不到GUS活性,或活性极低;而受疫霉激发子parasiticein、Phytophthora nicotianea[0]的孢子悬浮液和Ralstonia solanacarum的菌悬液诱导后,转基因烟草叶片中可检测到明显的GUS活性。结果表明,构建的植物表达载体所含双病原物诱导启动子均具有良好的诱导活性,可用于植物遗传转化。