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一種抗蟲(chóng)蛋白CrylA.301及在轉基因植物抗蟲(chóng)性中的應用
來(lái)源:國際新技術(shù)資料網(wǎng)
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作者:白羽
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發(fā)布時(shí)間: 2014-07-03
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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)》
