转雪花莲外源凝集素基因烟草对桃蚜的抑制作用

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1、’,卷’期生物工程学报9;EP’,0;P’’((!年’月20).’%’34$(.+-456)4/’*0.4-47"Q76?7CR’((!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!转雪花莲外源凝集素基因烟草对桃蚜的抑制作用周岩田颖川吴标莽克强（中国科学院微生物研究所，中国科学院北京植物生物技术实验室北京’+++!+）摘要将编码雪花莲外源凝集素成熟蛋白的./01201’-和其前体蛋白./01201#,插入到二元载体3456,#!的双倍增强子%789

2、#:&启动子或二元载体34.;3’的%;<89启动子下游，分别构建成植物表达载体34267’-、34267#,、34%267’-和34%267#,。土壤农杆菌介导的转化再生植株的=%>和&;?@ABC6DE;@分析表明，201基因已整合到烟草/01中。FBG@BC6DE;@分析发现34267#,和34%267#,的转基因植株能有效地表达外源201，表达量约占可溶性总蛋白的+H+!I!+H’:I，并且前体蛋白基因编码的蛋白在植物体内进行了正确的加工；而34267’-和34%267’-的植株几乎检测不到外源2

3、01的表达。有效表达外源201的34267#,和34%267#,的转基因植株具有较强的抗蚜活性，平均能够抑制桃蚜（!"#$%&’(%)*+’）,:I!"+I蚜口密度，有的高达(+I以上。在转基因烟草中含双倍增强子的%789#:&启动子与韧皮部特异表达的%;<89启动子介导201基因表达具有相似的强度，但它们的抗蚜活性存在差异。关键词雪花莲外源凝集素基因，转基因烟草，蚜虫学科分类号J)!(蚜虫是世界性危害最严重的农业害虫之一。蚜虫引起植物营养恶化，产量下降，生长畸形。蚜虫的蜜露覆盖植物表面，影响植物光合作用

4、和呼吸作用，并导致霉菌孳生。更为严重的是，蚜虫是植物病毒传播的介体。在植物病毒传播介体中，蚜虫位居昆虫介体第一位，-"个植物病毒中有’#个为蚜虫传播［’］，农业生产上极其重要的病毒，大多为蚜虫传播。抗虫基因工程为抗虫育种提供了一种新的途径。在抗虫基因工程中，目前较常用的外源基因有苏云金杆菌毒蛋白基因、植物蛋白酶抑制剂基因、"*淀粉酶抑制剂基因和植物外源凝集素（KB.@56）基因等。KB.@56为一类具有至少一个能可逆结合特异单糖或寡聚糖的植物蛋白［-］。其中雪花莲外源凝集素（,+-+./0$%.)1+-)

5、%7LLE?@5656，201）在体外或转基因植物的抗虫试验中，已证实对某些咀嚼式和刺吸式昆虫均有抗性，如烟草夜蛾、豇豆象、飞虱、叶蝉和蚜虫［#］，但对高等动物没有毒性［,］。M5ENBC等［:］利用%789#:&启动子和201基因的嵌合基因转化烟草，获得的转基因烟草在整株抗虫试验中，转基因植物能抑制蚜虫虫口密度约:+I，并且蚜虫的大小、体重和繁殖率明显下降。我们运用自己克隆的201成熟蛋白基因和前体蛋白基因片段（包含:O*信号序列、成熟蛋白序列和#O*末端序列）［"］，利用组成型表达的带双倍增强子的%7

6、89#:&启动子和该项目得到国家!"#计划资助并得到国际科学和文化中心（$%&%，洛桑，瑞士）世界实验室部分资助。收稿日期：’(()*+,*+’，修回日期：’(()*+!*-+。0*生物工程学报0*卷韧皮部特异表达的!"#$%启动子，分别构建植物中间表达载体，通过土壤农杆菌转化烟草，对转基因植株进行了抗蚜试验及分子检测。本文报道这些实验的主要结果。!材料和方法!"!材料［-］和&’.!"!"!菌株和质粒：用于构建外源基因植物表达载体的中间载体质粒&’()*+,/"&0为本实验室构建。含!"#$%启动子的质

7、粒&!"1’23+45由明尼苏达大学678791.:;<=:>(教授惠赠。大肠杆菌（!"#$%&’#$’(#)*’）?@A!和根瘤农杆菌（+,&)-(#.%&’/0./0%12(#’%3"）B’C**4*由本实验室保存。!"!"#植物：*"A叶期的无菌培养烟草（4’#).’(3(.(-(#/0）D+5E，是转化实验的外植体来源。!"!"$测试昆虫：将采自本所温室油菜上的桃蚜（567/"8%&"’#(%），转接到非转基因的健康烟草上，在55"+4F，相对湿度为-AG左右的条件下繁殖。!"!"%生化试剂：所有

8、限制酶和各种?6C修饰酶为’"