学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

三种Bt基因（cry1Ac、cry2A～和cry9C～）抗虫水稻的培育及评价

作　者: 陈浩
导　师: 张启发；林拥军
学　校: 华中农业大学
专　业: 生物化学与分子生物学
关键词: 水稻农杆菌介导的遗传转化苏云金芽胞杆菌 cry1Ac cry2A~* cry9C~* 高剂量庇护所策略基因聚合害虫抗性治理害虫综合治理
分类号: S511
类　型: 博士论文
年　份: 2005年
下　载: 486次
引　用: 11次
阅　读: 论文下载

内容摘要

水稻是主要粮食作物之一，全世界有超过20亿的人口以水稻为主食。虫害是造成水稻减产的主要原因之一。在现代农业中，使用化学杀虫剂为减少虫害损失起到了巨大作用。但是，化学杀虫剂的使用会不可避免的造成环境污染以及威胁人类健康。转基因抗虫作物是近些年兴起的一种新的害虫防治技术，它从1996年开始在世界上大规模种植。这种转基因作物可以表达一种细菌Bacillus thuringiensis(Bt)来源的杀虫蛋白。这种细菌作为一种生物杀虫剂在农业上已经使用了60多年了。Bt作物在农业上的使用可以大幅度的减少杀虫剂的使用量，这不仅直接降低了种植者的种植成本，而且对保护人类的健康和生态环境都有积极的意义。本研究通过农杆菌介导的方法，将3个人工合成的Bt基因(cry1Ac、cry2A~*和cry9C~*)分别转入优良的水稻恢复系明恢63中，并获得了一批抗虫性优良的转基因家系。本研究获得的主要研究结果如下： 1．证实了cry2A~*和cry9C~*这两个由本实验室设计合成的Bt基因能够在转基因水稻中正常表达，转基因植株表现出了良好的抗虫性。因此，这两个基因的人工改造是成功的。 2．获得了11个外源基因单拷贝插入、抗虫性优良且农艺性状较好的纯合转基因明恢家系，其中Cry1Ac家系2个(命名为TAc-1和TAc-2)，Cry2A~*家系4个(命名为T2A-1、T2A-2、T2A-3和T2A-4)，Cry9C~*家系5个(命名为T9C-1、T9C-2、T9C-3、T9C-4和T9C-5)。这些转基因家系的选择标准为：高抗虫性，没有明显农艺性状的改变，单拷贝插入和后代分离符合孟德尔遗传规律。这些抗性家系不仅可以用来作为新的抗性育种资源，也可以用于发展双价Bt水稻。 3．通过室内的抗虫性生物检测，所有的Bt转基因水稻家系均表现出对两种主要的水稻钻蛀害虫三化螟(Tryporyza incertulas walker)和二化螟(Chilo suppressalis walker)的高度抗性。结果显示，所有转基因家系可在5天内彻底杀死一龄三化螟幼虫；彻底或者近似彻底地杀死一龄二化螟幼虫。 4．研究了二化螟幼虫对Bt水稻茎杆取食的选择性。结果表明，在同时喂饲Bt转基因水稻茎杆和原品种明恢63茎杆时，二化螟幼虫可以辨识Bt茎杆和非Bt茎杆。在仅有3种Bt转基因水稻茎杆(含Cry1Ac，Cry2A~*和Cry9C~*)被喂饲时，二化螟幼虫

全文目录

中文摘要  6-8
Abstract  8-10
缩略词表  10-11
1 文献综述  11-33
  1.1 苏云金芽胞杆菌(Bt)及其杀虫晶体蛋白  11-15
    1.1.1 苏云金芽胞杆菌(Bt)概述  11
    1.1.2 Bt杀虫晶体蛋白及其基因的分类  11-12
    1.1.3 Cry杀虫蛋白的结构与功能  12-13
    1.1.4 Bt杀虫蛋白的作用过程与杀虫机理  13-15
    1.1.5 Bt菌及Bt杀虫晶体蛋白的应用简史  15
  1.2 转Bt基因植物的兴起及商品化现状  15-29
    1.2.1 转Bt基因植物的兴起  15-17
    1.2.2 转Bt抗虫作物商品化应用的回顾及现状  17-18
    1.2.3 害虫对Bt作物产生抗性的可能及其对策  18-26
    1.2.4 Bt作物的安全性  26-29
  1.3 转Bt水稻的研究进展  29-32
    1.3.1 转Bt水稻试验的回顾  29-30
    1.3.2 Bt水稻商品化还存在的问题  30-32
  1.4 研究的目的和意义  32-33
2 材料与方法  33-43
  2.1 实验材料  33-35
    2.1.1 受体植物材料  33
    2.1.2 目的基因  33
    2.1.3 农杆菌菌株  33
    2.1.4 植物表达载体的构建  33-35
    2.1.5 供试的昆虫材料  35
  2.2 实验方法  35-43
    2.2.1 农杆菌介导的明恢63的遗传转化(bar基因)  35-36
    2.2.2 转基因植株的PCR检测  36
    2.2.3 转基因植株的Southern blot检测及拷贝数鉴定  36
    2.2.4 转基因植株的除草剂抗性检测  36-37
    2.2.5 在田间对T_1家系进行选择  37
    2.2.6 在Basta培养基上进行的发芽试验  37-38
    2.2.7 转基因植株的Bt蛋白含量测定  38-39
    2.2.8 纯合Bt转基因家系的室内抗虫性测定  39
    2.2.9 昆虫对Bt水稻的取食行为  39-40
    2.2.10 Bt材料的田间抗性评价  40-41
    2.2.11 纯合Bt转基因家系的主要农艺性状考察  41-43
3 结果与分析  43-62
  3.1 三个Bt表达载体的转化  43
  3.2 T_0代转化植株的PCR检测  43-44
  3.3 T_1代转基因家系的田间种植和抗虫性观察  44
  3.4 高抗虫性T_1代转基因家系的Southern blot分析  44-46
  3.5 纯合转基因单株的筛选  46
  3.6 具有商品化潜力的转基因家系的筛选  46-47
  3.7 纯合转基因家系的Bt蛋白含量测定  47-51
  3.8 室内抗虫性检测  51-52
  3.9 昆虫对Bt水稻取食的选择行为的试验  52-54
    3.9.1 二化螟幼虫对Bt水稻或非Bt水稻取食的选择性  52-53
    3.9.2 二化螟幼虫对不同Bt水稻茎杆取食的差异  53-54
  3.10 三种Bt材料的田间抗性评价  54-60
    3.10.1 2004年的田间抗性试验  54-55
    3.10.2 2005年的田间抗性试验  55-60
  3.11 纯合转基因Bt家系的主要农艺性状的考察  60-62
4 讨论  62-71
  4.1 以bar基因为筛选基因的遗传转化  62-63
  4.2 水稻转化工作中的一些心得  63
  4.3 在T_1代对转基因家系进行的挑选  63-64
  4.4 不同转基因家系Bt蛋白浓度的测定及毒性比较  64-67
  4.6 害虫对Bt水稻的选择性取食的研究及其意义  67-68
  4.7 2004年与2005年田间抗性评价试验设计上的一些差异  68
  4.8 2004年和2005年两次田间评价结果的分析  68-69
  4.9 对于水稻转基因育种的一点讨论  69-71
    4.9.1 转基因育种植株的突变及其克服  69
    4.9.2 关于转基因育种的一些经验  69-71
参考文献  71-85
附录  85-96
  附录1 农杆菌介导的明恢63的遗传转化操作过程(bar基因)  85-95
  附录2 个人简历  95-96
致谢  96

三种Bt基因（cry1Ac、cry2A～*和cry9C～*）抗虫水稻的培育及评价

内容摘要

全文目录

相似论文

三种Bt基因（cry1Ac、cry2A～和cry9C～）抗虫水稻的培育及评价