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一種抗蟲蛋白CrylA.301及在轉(zhuǎn)基因植物抗蟲性中的應(yīng)用
來源:國際新技術(shù)資料網(wǎng)
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-白羽
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時(shí)間 :2014-07-03
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轉(zhuǎn)基因作物中應(yīng)用最多的是第一大類中的CryIAb，其次是CryIAc和CryIF。CrylAb蛋白是一類由蘇云金芽孢桿菌產(chǎn)生的對鱗翅目害蟲具有毒殺作用的伴胞晶體，其在生物防治領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。蘇云金桿菌S-內(nèi)毒素基因CrylAb來源于微生物，但其轉(zhuǎn)基因植物存在表達(dá)量低、表達(dá)產(chǎn)物不穩(wěn)定、抗蟲性效果差等問題。通過改造堿基序列提高GC含量能提高其在轉(zhuǎn)基因植物中的表達(dá)量，達(dá)到殺蟲目的(Koziel，1993)。就交互抗性而言，研究表明:能夠在表達(dá)CrylF蛋白的轉(zhuǎn)基因玉米TC1507上完成幼蟲發(fā)育的CrylF抗性歐洲玉米螟品系，與CrylAb和Cry9C沒有交互抗性，僅對CrylAc有低水平的交互抗性(PereiraEJG，2008)。一般認(rèn)為結(jié)構(gòu)域I參與孔道的形成，結(jié)構(gòu)域II決定毒素與受體的特異性結(jié)合，結(jié)構(gòu)域III主要調(diào)節(jié)毒素的活性。
玉米是重要的糧食作物，又是重要的飼料和工業(yè)原料，當(dāng)前玉米蟲害(以玉米螟為主)嚴(yán)重，造成玉米大量減產(chǎn)，因此采取有效措施控制其危害對提高玉米產(chǎn)量、增加農(nóng)民收入具有重要的意義。由于缺乏合適的抗蟲品種，目前解決蟲害的主要方法是在生長過程中噴施化學(xué)殺蟲劑；但是化學(xué)殺蟲劑同時(shí)殺死害蟲及其天敵，造成生態(tài)不平衡和環(huán)境污染。通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)，可以將抗蟲基因?qū)胗衩灼贩N中，進(jìn)而提高轉(zhuǎn)基因玉米的抗蟲性，降低農(nóng)藥的使用量，節(jié)省人力、物力及社會(huì)資源。因此，應(yīng)用新的抗蟲基因、提高殺蟲蛋白的表達(dá)量以及培育新型抗蟲轉(zhuǎn)基因玉米是解決上述問題的最有效途徑之一。
據(jù)恒志信網(wǎng)報(bào)道，國內(nèi)科研工作者已研制一種一種抗蟲蛋白CrylA.301及提高在轉(zhuǎn)基因植物抗蟲性中的應(yīng)用。植物優(yōu)選為農(nóng)作物、果樹或蔬菜，如玉米、水稻、馬鈴薯、棉花等。
將基因CrylA.301與原核表達(dá)載體可操作地連接，能夠快速初步檢測新技術(shù)合成的Bt基因表達(dá)產(chǎn)物對玉米螟的毒性。將新技術(shù)基因CrylA.301與植物表達(dá)載體可操作地連接，并將表達(dá)載體導(dǎo)入相應(yīng)的農(nóng)桿菌中，進(jìn)而通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)法進(jìn)行遺傳轉(zhuǎn)化，培育抗蟲轉(zhuǎn)基因玉米。也可以對其它農(nóng)作物或者果樹等進(jìn)行遺傳轉(zhuǎn)化，使其具備抗蟲活性。技術(shù)人員可將基因轉(zhuǎn)化細(xì)菌或真菌，通過大規(guī)模發(fā)酵生產(chǎn)Bt蛋白，并將其制備成殺蟲劑，用于農(nóng)作物害蟲的防治。
人工合成的抗蟲基因CrylA.301與原始CrylAb和CrylF相比，增強(qiáng)了其在植物中的表達(dá)，擴(kuò)大抗蟲譜。改造后CrylA.301基因與原始CrylAb的DNA序列同源性為75.23%，與原始CrylF的DNA序列同源性為64.90%。編碼的氨基酸序列的比對分析顯示，改造后的CrylA.301編碼蛋白與原始CrylAb編碼蛋白的同源性為88.13%，與原始CrylF編碼蛋白的同源性為62.21%。新技術(shù)的抗蟲基因CrylA.301可在植物細(xì)胞中高效穩(wěn)定的表達(dá)。
將抗蟲基因CrylA.301導(dǎo)入玉米后，可以得到穩(wěn)定遺傳的CrylA.301轉(zhuǎn)化體。此外，該基因也可以轉(zhuǎn)化棉花、水稻、蔬菜等農(nóng)作物，使其具備相應(yīng)的抗蟲活性，從而降低農(nóng)藥的使用量，以減少環(huán)境污染，具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。
該產(chǎn)品詳細(xì)制造技術(shù)工藝配方請見:《殺蟲劑原藥、中間體制造技術(shù)》
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