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.     

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.     

粳稻转基因恢复系的研究*

 利用基因枪转化法将抗除草剂的bar基因和抗二化螟的SCK（修饰后的CpTI）基因导入到优质粳稻恢复系超优一号中。经对转基因植株进行分子检测，表明外源基因已整合到水稻基因组中；经田间除草剂抗性检测和二化螟接种鉴定，表明转基因稳定株系直到T6仍表现高抗除草剂且没有分离，说明bar基因能稳定遗传并高效表达；转基因恢复系与非转基因恢复系相比，抗虫性有所提高，但提高程度在株系间有差异。经对转基因恢复系所配杂交组合进行除草剂检测和优势测定，表明转基因杂交稻也高抗除草剂，且F₁全部正常结实，结实率达80%以上，并具很强的杂种优势，说明亲本抗性基因通过制种已转移到F₁中并得到高效表达，同时说明外源基因的导入没有改变原受体的优良性状；经对部分转基因杂交稻进行纯度鉴定，表明秧田喷施除草剂后，本田的不育株率和杂株率明显降低，特别是两系杂交稻效果更明显。     

云南甘蔗蓟马种类研究*

 甘蔗是云南主要的经济作物之一,蓟马类是甘蔗的重要害虫,以成虫和若虫集中在甘蔗未展开的心叶内危害,影响甘蔗产量。本研究调查云南省陇川、元江等17个甘蔗种植县、市,共采集成虫标本1142头。经鉴定,得出害虫种类9种,即蔗腹齿蓟马（又称甘蔗蓟马）（Fulmekiola serratus）、竹直鬃蓟马（Stenchaetothrips bumbusae）、黄蓟马（Thrips flavus）、褐蓟马（Thrips fusca）、黄胸蓟马（Thrips hawaiiensis）、花蓟马（Frankliniella intonsa）、禾蓟马（Frankliniella tenuicornis）、玉米黄呆蓟马（Anaphothrips obscurus）和华简管蓟马（Haplothrips chinensis）;天敌1种,即横纹蓟马（Aeolothrips fasciatus）。蔗腹齿蓟马（F. serratus）是所有甘蔗种植区的绝对优势种,在所调查甘蔗种植区均有,占所采集鉴定蓟马总数的80.21%。     

甘蔗地下害虫药剂防治效果评价*

 地下害虫是严重危害云南甘蔗生产的一类重要害虫。2006年,对11种药剂不同处理防治甘蔗地下害虫进行了大田试验示范。结果表明,15%乐斯本颗粒剂、48%乐斯本乳油、3%呋喃丹颗粒剂、90%杀虫单原粉、8%金线辛颗粒剂、40%辛硫磷乳油等6种药剂对甘蔗地下害虫具有良好的防治效果, 结合3月底4月初蔗苗松蔸除草和5月底6月初甘蔗大培土为宜。     

转基因抗虫水稻研究进展

介绍了水稻害虫及其化学防治产生的问题,综述了转基因抗虫水稻的研究进展,分析了转基因抗虫水稻的安全性,并展望了抗虫水稻转基因的发展方向。     

抗虫转基因作物研究进展

简要介绍了转基因作物 (GMO)的发展概况 ,对近年来国内外抗虫 GMO在转 B.t.毒素蛋白GMO;转蛋白酶抑制剂 GMO;转植物凝集素 GMO;其他类型抗虫 GMO;抗虫的基因沉默与失活现象等 5个方面的研究进展进行了论述。最后 ,对抗虫 GMO的发展前景进行了展望。     

水稻抗虫转基因研究进展

水稻虫害是影响产量提高的主要限制因素,常常造成水稻减产,品质下降。半个多世纪以来,化学农药的使用对减少水稻虫害起到了重要的作用。然而,长期大量施用化学农药造成严重的环境污染,破坏生态平衡,同时,许多害虫也产生了抗药性。利用基因工程培育抗虫水稻品种是解决这一问题的有效途径。经过近20多年的发展,国内外水稻抗虫基因工程已经取得了很大的进展。本文就抗虫基因的克隆、水稻遗传转化等方面的最新研究进展进行了综述。     

抗虫转基因植物的鉴定方法研究进展

农作物受害虫侵害严重,给农业生产带来巨大损失,喷施化学杀虫剂使害虫产生抗药性,且污染环境。近年来,转基因技术研究不断深入,抗虫转化研究工作进展迅速。鉴定转基因植物的方法技术有很多种,在此主要阐述了利用标记基因进行鉴定,分子标记,免役技术三大类方法,并对其原理分别进行了简单介绍。     

抗虫基因及其在转基因棉花中的应用

随着现代分子生物学技术的发展,植物基因工程研究为植物抗虫育种开辟了新的途径,转基因抗虫棉的出现也有效地抑制了害虫对棉花作物的危害。本文讨论了多种抗虫基因,并论述了转基因抗虫棉的研究进展及其现实应用中出现的问题和对策。     

甘蔗害虫病原微生物资源评价

作为昆虫病理学的一个领域─—甘蔗害虫病原微生物的研究，在我国近于空白。笔者致力于这方面的研究几十余年。通过野外调查和室内试验，证明有多种真菌、细菌和病毒对甘蔗害虫具有致病能力。这些昆虫病原对于自然控制害虫发生、维持生态平衡具有积极的意义。有些种类对害虫致病力强，而对人畜安全，有希望作为制剂加以开发利用。     

转基因抗虫棉田棉盲蝽发生动态分析

为实现对棉盲蝽的科学高效防治,通过棉田定点调查、普查、棉田周边的杂草网捕等方法,研究了棉花不同发育时期江西转基因抗虫棉田棉盲蝽为害优势种及其迁入、迁出棉田的时间,越冬主要寄主等。结果显示:绿盲蝽为棉花苗床期至蕾期的发生优势种,在棉大田呈双峰型曲线动态发生;蕾期至花铃期及吐絮期至收花结束以杂毛合垫盲蝽为优势种,在棉大田呈多峰多谷型曲线动态发生;花铃期,中黑盲蝽(含苜蓿盲蝽)为优势种群,在棉大田呈单峰型曲线动态发生;棉盲蝽混合种群在棉花大田呈一大一小二峰型曲线动态发生。9月份吐絮期,同时伴有烟盲蝽、赣棉淡盲蝽发生;此时中黑盲蝽、绿盲蝽陆续迁出棉田。棉田周边杂草上除发生上述6种棉盲蝽外,还有异须单突盲蝽、黑肩绿盲蝽、赤须盲蝽发生,其中赣棉淡盲蝽杂草上发生量最大。     

转基因抗虫棉农艺性状及光合特性

以转基因抗虫棉中棉所41、SGK321、郑199和其相应的受体品种中棉所23、石远321、中棉所12为试验材料,研究抗虫基因导入对棉花生长发育的影响。结果表明,转基因抗虫棉株高低于其受体品种,单株结铃数、成铃率高于其受体品种,铃质量、衣分低于其受体品种。抗虫基因导入引起的结铃性增强效应与铃质量、衣分减弱效应相平衡,使得转基因抗虫棉的皮棉产量与其受体品种基本持平。转基因抗虫棉的光合强度和叶绿素含量在7月8日以前低于其受体品种;7月8日-7月26日高于其受体品种;7月26日以后递减速率高于其受体品种。     

DNA提取方法对转基因甘蔗PCR检测的影响

研究了不同提取方法和不同生长时期甘蔗提取的DNA对转基因甘蔗植株PCR检测的影响。结果表明,幼苗时期提取的甘蔗叶片模板DNA质量高于田间成熟植株;甘蔗幼苗时期的PCR检测易于成熟植株;CTAB法、SDS法和CTAB-SDS法提取的甘蔗叶片DNA均能满足幼苗期甘蔗抗性植株的PCR检测要求;对成熟转基因甘蔗植株而言,以CT...     

转Bt基因抗虫棉"33B"的源库特征

以转Bt基因抗虫棉"33B"及对照品种"泗棉3号"为材料,研究转Bt基因抗虫棉的源库特征。结果表明,转Bt基因抗虫棉33B源器官的生长呈前期缓慢,中后期旺盛的趋势,且叶源质量明显优于常规棉泗棉3号,表现较强的叶源生理优势;33B成铃期后延且集中,单铃库容量较泗棉3号小,但单株库容量大,结铃多,有较高的库容优势。研究结果进一步证实,单株结铃多是转Bt基因抗虫棉33B增产的主要原因。33B虽然源库基本协调,但叶片、铃壳贮存的营养物质向纤维输送速度较缓,部分贮存物质被滞留在叶片和铃壳中,铃期相对较长,铃壳率较高;营养物质流向种子偏多,导致单铃重减轻,衣分下降。针对转Bt基因抗虫棉33B的源库特征,提出适期迟播,增加密度,促进早发,适度化调,增施微肥等调控技术。     

耿马甘蔗白叶病植原体昆虫介体调查与检测

为探明云南蔗区甘蔗白叶病植原体的昆虫介体及优势种群,丰富甘蔗植原体病害相关理论和技术基础,制定适用于甘蔗白叶病的综合防控措施,2019年采用寻集法和扫网法对甘蔗白叶病发病最为严重的云南省临沧市耿马蔗区进行甘蔗白叶病植原体昆虫介体调查和巢式PCR检测分析。调查检测结果显示,采集到的大青叶蝉(Tettigoniella viridis)和条纹平冠沫蝉(Clovia conifer)2种昆虫介体均被检测为阳性,是甘蔗白叶病植原体的自然携带者,说明2种叶蝉可能为甘蔗白叶病植原体潜在昆虫介体;大青叶蝉若虫呈强阳性,初步确定为优势种群。鉴于目前云南蔗区甘蔗白叶病植原体传播方式主要是带毒蔗种和叶蝉类昆虫介体,建议建立甘蔗无病健康种苗繁育基地,及时杀灭蔗园中叶蝉类昆虫介体,从源头上控制甘蔗白叶病的扩散蔓延,降低田间自然传播速度。     

抗虫转Bt基因水稻外源转基因成分环介导等温扩增技术检测方法的建立及应用

以转基因Bt水稻品种科丰6号为主要研究对象,利用环介导等温扩增技术(Loop-Mediated Isothermal Amplification,LAMP),针对cry1Ac晶体蛋白毒素基因的6个区域设计4条特异性引物,利用一种链置换DNA聚合酶(Bst DNA polymerase)在65℃保温30min,通过荧光显色完成对转基因检测工作。结果显示,该LAMP方法能够特异性检测cry1Ac基因,其最低定性检测限是传统PCR方法的10倍。本研究建立的针对转基因水稻cry1Ac基因的LAMP检测方法具有高度的特异性及稳定性,结果可靠,非常适合转基因抗虫水稻的快速检测。     

受甘蔗花叶病毒侵染后甘蔗叶片及其叶绿体中ATPase活性的变化

采用ATPase活性的常规测定方法,研究了7个不同甘蔗品种感染甘蔗花叶病毒株系A(SCMV-A)后叶片及其叶绿体中Mg~(2+)-ATPase和Ca~(2+)-ATPase活性的变化.结果表明:闽糖70/611,F134,闽选703,福引79/8,福引79/9,NCo310和Co740等7个品种染病后,叶片中Ca~(2+)-ATPase和Mg~(2+)-ATPase活性均显著高于其相应的健株;叶绿体中Mg~(2+)-ATPase活性也呈现相同的趋势,而Ca~(2+)-ATPase活性则差异不显著.然而病株叶片叶绿体之外部分的Ca~(2+)-ATPase和Mg~(2+)-ATPase活性均显著高于其相应的健株.这表明SCMV—A对叶片、叶绿体及叶绿体以外部分的Mg~(2+)-ATPase和Ca~(2+)-ATPase活性均有影响.     

转双抗虫基因陆地棉的获得

利用花粉管通道法将抗棉铃虫、蚜虫双抗虫基因导人新疆5个陆地棉品种中，通过PCR特异引物扩增及Slot Blot检测，获得转双抗虫基因陆地棉植株。