甘肃农业大学：《基因工程》课程教学资源（课件讲稿）第四章 植物基因工程的目的基因

第四章植物基因工程的目的基因

第四章 植物基因工程的目的基因

内容 y≥ 一、 抗虫基因 二、抗病基因 三、抗非生物胁迫的基因 四、改良作物品质的基因 五、提高作物产量的基因 六、改良植物其它性状的基因

内 容 一、抗虫基因 二、抗病基因 三、抗非生物胁迫的基因 四、改良作物品质的基因 五、提高作物产量的基因 六、改良植物其它性状的基因

一、抗虫基因 植物虫害给全世界造成的损失每年高达数干亿美元，仅欧 洲玉米一项，每年由于病虫害减产达4000万吨，相当于世界总 产量的7%。 传统的防治虫害的方法主要是使用化学防治，但实践证明， 该法弊端很大。 化学杀虫剂在杀死害虫的同时也会杀死益虫，从而破坏了 生态平衡； 长期使用化学农药，导致害虫产生耐药性； 化学杀虫剂会引起农药残留问题，导致污染环境，危害人 体健康等

一、抗虫基因 植物虫害给全世界造成的损失每年高达数千亿美元，仅欧 洲玉米一项，每年由于病虫害减产达4000万吨，相当于世界总 产量的7%。 传统的防治虫害的方法主要是使用化学防治，但实践证明， 该法弊端很大。  化学杀虫剂在杀死害虫的同时也会杀死益虫，从而破坏了 生态平衡；  长期使用化学农药，导致害虫产生耐药性；  化学杀虫剂会引起农药残留问题，导致污染环境，危害人 体健康等

抗虫基因： 1.来源于微生物的抗虫基因 2.来源于植物的抗虫基因 3.来源于动物的抗虫基因 4.其它抗虫基因

抗虫基因： 1. 来源于微生物的抗虫基因 2. 来源于植物的抗虫基因 3. 来源于动物的抗虫基因 4. 其它抗虫基因

1.来源于微生物的抗虫基因 一Bt基因 苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis)是一种分 布非常广泛的革兰氏阴性菌，属于芽胞杆菌科 (Bacillaceae)芽胞杆菌属(Bacillus)。在芽孢形成过程中 可产生伴胞晶体蛋白，人们称这种蛋白质为δ-内毒素 (-endotoxins))或杀虫晶体蛋白(insecticidal crystal protein,ICP),而将编码这种蛋白的基因统称为Bt基 因

1. 来源于微生物的抗虫基因——Bt基因 苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis) 是一种分 布非常广泛的革兰氏阴性菌 ， 属 于 芽 胞 杆 菌 科 (Bacillaceae) 芽胞杆菌属(Bacillus)。在芽孢形成过程中 可产生伴胞晶体蛋白，人们称这种蛋白质为δ-内毒素 (δ-endotoxins) 或 杀 虫 晶 体 蛋 白 (insecticidal crystal protein，ICP) ，而将编码这种蛋白的基因统称为Bt基 因

B毒蛋白的杀虫机理： 当杀虫晶体蛋白被昆虫取食后，进入昆虫中肠道 在碱性条件下，晶体溶解，杀虫蛋白分子从晶体点阵 结构中释放出来。在昆虫肠道内被蛋白酶水解成65~ 70kD的活性毒素分子。活性毒素分子与中肠道上皮 刷状缘膜(brush border membrane)上的特异受体 位点结合，并发生作用造成细胞膜穿孔，使细胞的离 子、渗透压平衡遭到破坏，导致昆虫停止取食并最终 死亡。杀虫晶体蛋白对脊椎动物无毒性

Bt毒蛋白的杀虫机理： 当杀虫晶体蛋白被昆虫取食后，进入昆虫中肠道， 在碱性条件下，晶体溶解，杀虫蛋白分子从晶体点阵 结构中释放出来。在昆虫肠道内被蛋白酶水解成65～ 70 kD的活性毒素分子。活性毒素分子与中肠道上皮 刷状缘膜（brush border membrane）上的特异受体 位点结合，并发生作用造成细胞膜穿孔，使细胞的离 子、渗透压平衡遭到破坏，导致昆虫停止取食并最终 死亡。杀虫晶体蛋白对脊椎动物无毒性

自1987年转Bt基因作物获得成功以来，转Bt基因抗 虫育种取得飞速发展，几乎涉及所有的作物种类； 大多数研究结果显示转基因植株的抗虫率达到100%。 > 1996年，在美国，转Bt基因抗虫玉米、棉花和番茄 开始商业化生产。 > 1999年，转Bt基因作物品种的商业化种植面积达到 1170万公顷，成为世界第二大转基因作物品种，也 成为作物基因工程最成功的范例

 自1987年转Bt基因作物获得成功以来，转Bt基因抗 虫育种取得飞速发展，几乎涉及所有的作物种类；  大多数研究结果显示转基因植株的抗虫率达到100%。  1996年，在美国，转Bt基因抗虫玉米、棉花和番茄 开始商业化生产。  1999年，转Bt基因作物品种的商业化种植面积达到 1170万公顷，成为世界第二大转基因作物品种，也 成为作物基因工程最成功的范例

转基因抗虫棉

转基因抗虫棉

CK 玩虫 217100AH

转基因抗虫玉米

转基因抗虫玉米