轉基因作物中應用最多的是第一大類(lèi)中的CryIAb,其次是CryIAc和CryIF。CrylAb蛋白是一類(lèi)由蘇云金芽孢桿菌產(chǎn)生的對鱗翅目害蟲(chóng)具有毒殺作用的伴胞晶體,其在生物防治領(lǐng)域具有重要的應用前景。蘇云金桿菌S-內毒素基因CrylAb來(lái)源于微生物,但其轉基因植物存在表達量低、表達產(chǎn)物不穩定、抗蟲(chóng)性效果差等問(wèn)題。通過(guò)改造堿基序列提高GC含量能提高其在轉基因植物中的表達量,達到殺蟲(chóng)目的(Koziel,1993)。就交互抗性而言,研究表明:能夠在表達CrylF蛋白的轉基因玉米TC1507上完成幼蟲(chóng)發(fā)育的CrylF抗性歐洲玉米螟品系,與CrylAb和Cry9C沒(méi)有交互抗性,僅對CrylAc有低水平的交互抗性(PereiraEJG,2008)。一般認為結構域I參與孔道的形成,結構域II決定毒素與受體的特異性結合,結構域III主要調節毒素的活性。
玉米是重要的糧食作物,又是重要的飼料和工業(yè)原料,當前玉米蟲(chóng)害(以玉米螟為主)嚴重,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、增加農民收入具有重要的意義。由于缺乏合適的抗蟲(chóng)品種,目前解決蟲(chóng)害的主要方法是在生長(cháng)過(guò)程中噴施化學(xué)殺蟲(chóng)劑;但是化學(xué)殺蟲(chóng)劑同時(shí)殺死害蟲(chóng)及其天敵,造成生態(tài)不平衡和環(huán)境污染。通過(guò)轉基因技術(shù),可以將抗蟲(chóng)基因導入玉米品種中,進(jìn)而提高轉基因玉米的抗蟲(chóng)性,降低農藥的使用量,節省人力、物力及社會(huì )資源。因此,應用新的抗蟲(chóng)基因、提高殺蟲(chóng)蛋白的表達量以及培育新型抗蟲(chóng)轉基因玉米是解決上述問(wèn)題的最有效途徑之一。
據恒志信網(wǎng)報道,國內科研工作者已研制一種一種抗蟲(chóng)蛋白CrylA.301及提高在轉基因植物抗蟲(chóng)性中的應用。植物優(yōu)選為農作物、果樹(shù)或蔬菜,如玉米、水稻、馬鈴薯、棉花等。
將基因CrylA.301與原核表達載體可操作地連接,能夠快速初步檢測新技術(shù)合成的Bt基因表達產(chǎn)物對玉米螟的毒性。將新技術(shù)基因CrylA.301與植物表達載體可操作地連接,并將表達載體導入相應的農桿菌中,進(jìn)而通過(guò)農桿菌介導法進(jìn)行遺傳轉化,培育抗蟲(chóng)轉基因玉米。也可以對其它農作物或者果樹(shù)等進(jìn)行遺傳轉化,使其具備抗蟲(chóng)活性。技術(shù)人員可將基因轉化細菌或真菌,通過(guò)大規模發(fā)酵生產(chǎn)Bt蛋白,并將其制備成殺蟲(chóng)劑,用于農作物害蟲(chóng)的防治。
人工合成的抗蟲(chóng)基因CrylA.301與原始CrylAb和CrylF相比,增強了其在植物中的表達,擴大抗蟲(chóng)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(chóng)基因CrylA.301可在植物細胞中高效穩定的表達。
將抗蟲(chóng)基因CrylA.301導入玉米后,可以得到穩定遺傳的CrylA.301轉化體。此外,該基因也可以轉化棉花、水稻、蔬菜等農作物,使其具備相應的抗蟲(chóng)活性,從而降低農藥的使用量,以減少環(huán)境污染,具有重要的經(jīng)濟價(jià)值和廣闊的應用前景。
該產(chǎn)品詳細制造技術(shù)工藝配方請見(jiàn):《殺蟲(chóng)劑原藥、中間體制造技術(shù)》