高温高湿环境下转bt基因稻米贮藏期间品质的变化

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1、缩略词中英文对照表V引言1引言1．1国内外转基因水稻的研究现状水稻是全球主要的粮食作物之一，然而，伴随着全球经济的发展和社会环境的改变，越来越多的不利因素限制着水稻的生产，如环境污染、病虫害等，对水稻的高产和稳产造成了巨大的威胁，全球的粮食的短缺及粮价上扬，导致部分水稻的出口国已开始对水稻的出口进行限制，有些国家已经甚至发生了“米荒”，传统的育种方法与转基因生物技术相接合成为了一种趋势【l】，各种抗性转基因水稻在此环境下应运而生。1．1．1抗虫转基因水稻利用转基因技术培育抗虫水稻，能够有效减少对化学杀虫剂的依赖，进而减少对环境、食物链和水资源的污染。目前应用于水稻

2、抗虫改良的外源基因主要有：编码苏云金芽孢杆菌(Bacillusthuringiensis，Bt)中分离的苏云金杆菌杀虫结晶毒蛋白基因[2-3]、来源于植物的蛋白酶抑制剂(proteinaseinhibitor，PI)基因和外源凝集素(1ectin)基因等。其中厨基因是目前应用最为广泛和最有潜力的毒蛋白基因。苏云金芽孢杆菌毒蛋白基因(Bt基因)是目前得到应用最为广泛的抗虫基因之一，其菌体属于革兰氏阳性菌，菌体的伴胞晶体蛋白产生于稳定生长期，该蛋白又称杀虫晶体蛋白(ICP)或6一内毒素[41。其杀虫的主要机理是该基因能使转基因株系合成一种对昆虫有毒的内毒蛋白(inse

3、cticidalcrystalproteins，ICPs或Cry)，内毒蛋白被目标昆虫采食后，在昆虫肠道内蛋白酶的作用下可以转化成为活性蛋白，活性蛋白与昆虫肠细胞膜受体形成跨膜离子孔道，破坏了昆虫消化道细胞的内外离子渗透压，从而发生细胞裂解。1991年，中国农科院首次在国内合成了第一个Bt-CrylA基因，我国对历基因的研究『F式开始15J。自第一例抗虫转基因水稻诞生以来【6】，科学家分别应用微型基因枪注射法、农杆菌介导法、电击法等成功地将Cry]A例、CrylA俐基因导入水稻中，获得了转基因植株。在1995年，中国农科院、华中农业大学和国际水稻所(Ⅱ涮)开始合作

4、开展了抗虫转基因水稻研究，他们将彤基因(CrylAc／CrylAb融合基因)导入到优良水稻恢复系明恢63中，该厨基因得到表达，自然发虫和经人工接虫鉴定表明转研明恢63及其杂交组合“汕优63”对水稻纵卷叶螟(Leaffolder)、二化螟和三化螟的毒杀效果达到95％I_7。。其研究在2002年完成环境释放试验，2003到2004年问进行生产性试验，在2009年l1月拿到农业部对两个品系“华恢1号”和‘'Bt汕优63”的颁发的转基因水稻安全证书。蛋白酶抑制齐lJ(ProteinaseInhibitor,P／)足一类普遍存在于动植物和微生物中高温高湿环境下转厨基因稻米贮

5、藏期间品质的变化的。。4种小分子蛋白质或多肽。可以与昆虫消化道内蛋白消化酶的活性部位和变构部位结合，形成酶．抑制剂复合物，从而阻断或削弱蛋白酶的水解作用，从而降低昆虫对蛋白的有效利用率，进而最终导致昆虫发育不全甚至直接死亡。目前已得到应用的蛋白酶抑制剂基因有lo多种，其中大多数是从豆科植物中分离纯化的道德，如马铃薯蛋白酶抑制剂基因pinlI、豇豆胰蛋白酶抑制剂基因CpTI、大豆胰蛋白酶抑制剂基因SKTI等【8。10]。我国科研工作者对豇豆胰蛋白酶抑制剂基因。丌进行了改造，经过适当修饰获并命名为sck基因，该基凶是我国主要拥有的具有自主知识产权的抗虫基因之一。凝集素

6、(Lectin)是一种从各种植物，无脊椎动物和高等动物中提纯可逆结合特意单糖或寡聚糖的糖蛋白或结合糖的蛋白，因其具有红血球凝集作用，故名凝集素。凝集素的主要抗虫机制是：它可以与昆虫长腔部位的糖蛋白相结合，影响其肠道细胞膜的通透性，以干扰昆虫对营养物质的吸收途径，同时诱发细菌感染，使昆虫染病、生长停滞甚至发生死亡。较为常见的植物外源凝集素包括雪花莲凝集素(GalanthusNivalisagglutinin，GNA)[11】基因和咸菜凝集素(AHA)基因。其中雪花凝集素(GNA)基因是目前使用较为广泛的一种植物凝集素基因，它所编码的蛋白产物对刺吸式害虫如叶蝉、蚜虫及

7、稻飞虱均有一定的抗虫效果，对一些鳞翅目昆虫也具有抗性，但对人畜基本无害【121。其抗虫性的主要表现为对于害虫生长、发育和生殖能力方面的抑制，但它的抗虫效果不如Bt蛋白对水稻螟虫的抗性。1．1．2抗病性转基因水稻水稻的病害情况是影响其能否高产稳产的重要因素之一。在水稻的实际生产中，主要是受到真菌性的稻瘟病(Magnaphorthaoryzae)、纹枯病(Rhizoctoniasolani)、细菌性的白叶枯病(Xanthomonasoryzaepv．oryzae)[13-16]等病害的危害影响，严重制约了水稻的高产、稳产。据统计全球每年因病害引起的减产高达10％以上。

8、由于水稻病