棉花抗虫基因工程研究进展

抗虫转基因棉花的培育是近年来棉花生物技术研究的热点，它为棉杜虫害的防治展示了希望。用于棉花抗虫基因转化的方法有根癌农杆菌Ｔｉ质粒介导法、聚乙二醇法、基因枪法和花粉管通道法。用于棉花抗虫植株培育的主要基因有ＢＴ基因和ＣｐＴＩ基因，其中ＢＴ基因应用较多，用其培育出的转基因棉花，在田间用药量减少５０％的情况下而不影响产量，这些转基因棉花在美国已大面积示范推广。本文从抗虫基因的导入和抗虫基因的田间表现三个方面，综述了棉花抗虫基因工程的研究进展。并指出了该领域目前存在的主要问题和将来的发展前景。     

抗虫基因及其在植物上的应用

苏云金芽孢杆菌δ－内毒素基因和蛋白酶抑制剂基因是目前在植物抗虫基因工程研究领域广泛应用的两类抗虫基因。本文参考了３０余篇文献，对它们的抗虫机理及应用现状作了评述。     

转基因抗虫植物研究进展

1983年第一例转基因植物诞生,1987年首次报道有抗虫性的转基因植物问世[1,2].在我国以转基因抗虫棉为代表的转基因抗虫农作物研究获得了相当的成功,引起了广泛关注.以下着重对当前所使用的各种抗虫基因进行归纳概述,对转化方法加以简单评价,就昆虫抗性问题进行一些探讨.     

转两类抗虫基因棉花优良纯合品系的选育

 用含合成的Cry1Ac杀虫蛋白嵌合基因 (Bt2 9K)及慈菇蛋白酶抑制剂B(API B)基因表达框的双抗虫基因植物表达载体 ,通过根癌农杆菌介导转化棉花生产品种冀合 32 1,获得了一批抗卡那霉素的转化再生植株。在对转化再生植株进行PCR、卡那霉素抗性和抗虫性测定的基础上 ,经 6代筛选培育出棉铃虫抗性 90 %以上且农艺性状优良的 9个转双抗虫基因棉纯合品系。各纯合株系子代植株的抗虫性及部分序列检测结果进一步表明上述Cry1Ac嵌合蛋白基因是能稳定遗传的。这些品系具有很好的农艺性状 ,其结铃性和纤维比强度明显高于转化受体冀合 32 1,这些纯合系可直接用于生产或作为双抗虫棉种质利用。     

转基因抗虫无色素腺体棉花营养价值研究

通过对河北农业大学棉花遗传育种室培育的转基因抗虫无色素腺体棉花新品系KW1、KW2、KW3、KW4、KW5的营养成份进行测定。结果显示:转基因抗虫无色素腺体棉花棉仁和棉秆酚含量分别为0.018%、0.019 5%,脂肪含量分别为36.5%、3.8%;棉箔的蛋白质含量为42.6%,含有11种氨基酸;棉秆蛋白质含量为14.2%。通过对棉花副产品生产潜力分析可知,推广转基因抗虫无色素腺体棉花,可以很好解决可耕地减少与人口增加、粮棉和粮饲的矛盾。     

转基因抗虫棉花基因类型及原理研究进展

评述了苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白基因、苏云金芽孢杆菌营养期杀虫蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、植物外源凝集素类基因、RNA干扰技术涉及到的一些昆虫来源基因等几类抗虫基因的抗虫机理及其在转基因棉花中的应用,并分析了抗虫转基因棉花研究目前存在的问题和发展趋势。通过回顾总结我国转基因抗虫棉已取得的成果,以了解我国现阶段转基因抗虫棉研究的进展程度,为进一步研究转基因抗虫棉提供方向。     

转基因抗虫杂交棉F2代在生产上的应用前景

将不同来源的转 Bt基因抗虫棉与常规品种杂交 ,比较杂种一代和杂种二代的竞争优势和抗虫性 ,结果表明 ,转基因抗虫杂交棉 F2 代 ,不仅具有一定的竞争优势 ,且抗虫性较好 ,在生产上有利用价值。同时 ,为了获得F2 代优势强、抗性好的组合 ,要选择高产母本和高抗虫父本。本研究中组合徐 30 4 /96 0 2及组合徐 4 12 /96 0 1的产量和抗虫性均较理想     

棉花抗虫新途径—培育转基因棉花

美国农业研究署(Agri-cultural Research Ser-vice,简称ARS)中的科学家们目前已从带有转移新基因的棉花中得到第二代。他们正在探索使这些植株不至于昙花一现的途径。     

转基因抗虫棉花新品种-冀棉169

冀棉169是河北省农林科学院棉花研究所以高产冀棉20号选系402系为母本,棉花品系33为父本,经过南繁北育定向选择培育而成,     

GUS基因在转基因棉花中的表达

通过农杆菌介导法,以棉花下胚轴切段为外植体,将Bt杀虫晶体蛋白基因导入新疆陆地棉品种新陆早1号、新陆中2号中,获得了在含有卡那霉素MS培养基上诱导的愈伤组织,经GUS基因检测部分转化愈伤表达GUS阳性。     

转Bt基因抗虫棉研究应用现状及风险防范

阐述转Bt基因抗虫棉抗虫机理及应用现状,指出其对非目标昆虫影响及害虫产生抗性等生态风险,提出完善管理体制、提高持久抗性、加强抗性监测等防范措施。     

棉花转基因研究进展

就棉花转Bt基因、Bt+CPTI双价基因、抗除草剂基因及品质改良基因等的研究进展进行了简要综述。     

半合子Bt基因抗虫杂交棉产量主要构成因素分析

通过对15个半合子Bt基因抗虫棉杂交种产量主要构成性状的遗传相关分析,研究了抗虫棉杂交种构成产量的主要性状间相关性及其对产量的影响。结果表明,陆地棉杂交种在Bt基因半合子状态下,株铃数对皮棉产量的作用最大,直接通径和综合作用均为第1位。衣分次之,综合作用为第2位,直接通径为第3位。铃重对皮棉产量的直接通径较大,为第2位,综合作用为负值,主要是与衣分、株铃数较高的负相关所致。据此认为,不可片面追求铃重的提高,要特别注意协调与其他产量性状的关系。霜前皮棉产量与皮棉产量具有较高的负相关,对早熟性的选择应以在有效生长时间内具有较高的产量或具有较高的经济效益为宜。     

35SP-rolB基因在棉花转基因系基因组中转录稳定性研究

以8个T7代的棉花35SP-rolB转基因系为材料,通过提取转基因株系及对照植株叶片总DNA和总RNA,对各个转基因株系分别进行PCR检测和Northern杂交,研究转基因的遗传稳定性和转录稳定性.结果表明,35SP-rolB目的基因和NPT Ⅱ选择标记基因在经过对转基因系的连续多代定向选择后,在各个转基因系基因组中都...     

转Bt基因棉花的研究应用及问题与对策

20世纪80年代初Bt毒蛋白基因被克隆并转化到植物当中,转Bt基因棉花的应用已取得了相当的效益。但随着转Bt基因棉花的种植,也出现了许多问题,诸如抗药性的产生、抗虫谱狭窄、表达水平低等。现在转抗虫基因棉花的研究主要围绕着转多基因抗虫棉的培育,采用特异启动子调控外源抗虫基因在棉株体内的高效表达,修饰Bt基因以改善Bt毒蛋白的杀虫效能,重视外源与内源抗虫系统间的协调性,加强现代基因工程与传统抗虫育种相结合和筛选广谱性抗虫基因培育广谱性抗虫棉花,等等。     

利用转角蛋白基因改良棉纤维品质的研究

通过花粉管通道法,将兔毛角蛋白基因导入到SGK321双价抗虫棉中进行纤维品质的改良,对转化后代进行GUS基因及PCR检测,并经过3a的南繁北育,确定有3个阳性株系的棉纤维品质得到改良,长度当年较对照增加3.3mm,虽然年度间有一定的波动性,但后代继续保持长纤维特性,比强度当年增高的最多达6.0cN/tex,在后代的选择中,增高幅度在下降,到第三年的6世代,只比对照SGK321高2.1cN/tex。     

转基因抗虫棉“邯棉559”的选育

依据基因累加和亲本性状互补原理,通过复合杂交创造出早熟、高产、优质棉花新种质邯4104,再利用高产、优质、抗虫的邯郸109进行抗虫Bt基因转育,经系统选择,培育出优质、高产、早熟不早衰、抗棉铃虫的棉花新品种邯棉559。该品种适宜在黄河流域棉区春播种植。     

转基因棉花及其应用现状

本文在介绍转基因棉花研究简史的基础上，阐述了棉花转基因技术及其在棉花品种改良上的应用现状。同时指出了这一生物技术目前存在的主要问题，并展望了其前景。     

河北省转基因抗虫棉遗传改良成效分析

以1997~2013年河北省审定转基因抗虫棉区域试验资料为材料,从产量、品质和抗病性3个方面对河北省转基因抗虫棉遗传改良进展进行分述。结果表明,产量呈不断上升趋势,平均皮棉产量从1997年的790.5 kg/hm2增加到2013年的1534.0 kg/hm2,产量潜力以每年34.090 kg/hm2的速度极显著增长;棉花产量组分性状对皮棉产量的贡献大小依次是衣分单株铃数单铃重。纤维品质中的断裂比强度有一定程度的提高,马克隆值呈增高的趋势,上半部平均长度遗传改良进展缓慢;整齐度指数大幅度提高;伸长率变幅不大。品种对枯萎病抗性保持在较高水平,黄萎病抗性有待提高,对枯黄萎病兼抗型品种缺乏;未来河北省转基因抗虫棉遗传育种主攻目标是协调产量与品质之间矛盾,找出产量与品质的最佳配置,实现对产量和纤维品质的同步改良。     

转蚕丝芯蛋白基因获得高强纤维棉花植株

采用花粉管通道技术,将棉纤维细胞特异表达启动子(E6)驱动的蚕丝芯蛋白基因导入陆地棉品种"泗棉3号"。共注射600朵花,收获497粒种子。通过GUS报告基因组化检测筛选,获得5株GUS阳性棉株。又经卡那霉素涂叶法鉴定,其中4株具有良好的卡那霉素抗性。用依据E6启动子序列和蚕丝芯蛋白基因序列设计的两对引物,对这5株棉花进行PCR扩增,获得1株转蚕丝芯蛋白基因棉株。纤维品质测定结果表明,这株转蚕丝芯蛋白基因棉花T1代纤维比强度达到34.6cN/tex,比对照"泗棉3号"(比强度为28.6cN/tex)提高了21.0%,T2代纤维比强度比对照平均增高23.3%。