转Bt基因稻谷抗虫性研究进展

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1、转Bt基因稻谷抗虫性研究进展刘旭肖珍珍刘映红•(西南大学植物保护学院重庆市昆虫学及害虫控制工程重点实验室，重庆400716)摘要：综述了近年来转B｛抗虫基因水稻稻谷对储粮害虫的抗性以及卬度谷螟对Bt的抗性研究进展,旨在为转Bt基因水稻的女全性评价及其商业化牛产提供参考依据。关键词：储粮害虫；转Bt基因稻谷；抗性水稻(sativaL.)是世界三大粮食作物Z—，也是我国重要的经济作物和粮食作物，全球约三分之一以上的人口以稻米为主食山。在水稻生产中，储藏稻谷是生产中一个重要环节。我国是一个粮食大国，粮食储藏周期鮫长、储量较大，在粮食储藏期间，各种有害牛物容

2、易滋牛危害，造成储粮质量和品质的口大损失，山于受到仓储条件和防虫技术的限制，每年在北方地区因虫害造成的储粮数量损失为3%〜5%,南方地区为6%〜8%,损火粮食200〜300亿kg⑵。可见，储粮害虫造成的危害和损失是十分巨大的。据2004-2005年第六次全国储粮昆虫调查，我国储粮昆虫有270种,其屮储粮害虫有226种⑶，危害严重且分布广的主要有玉米象、米象、谷蠹、锯谷盗及赤拟谷盗等鞘翅H害虫和麦蛾、印度谷螟及一点谷螟等鳞翅目害虫⑷。H前，我国乃至全世界对储粮害虫的防治主要采用化学防治，但由此造成的农药残留、环境污染以及害虫抗性等问题H益严亜，迫使人们

3、寻求其他更加安全有效的害虫防治措施。通过分子牛物学手段，将抗虫基因导入水稻细胞中，并使共遗传和表达，从而培育具有抗虫能力的转基因水稻新品系成为控制水稻害虫的重要途径f。苏云金芽砲杆菌(.Bacillusthurin^iensi,简称Bt)是一种能产牛杀虫晶体蛋口(insecticidalcrystalprotein)的革兰氏阳性菌，其饱子及伴抱晶体对鳞翅目和鞘翅目的一些害虫具有一•定的毒杀作用，自1938年第一个Bt商品制剂问世以來，因其毒力高，致病快,且对非靶标生物及人类无毒，对环境安全，已作为微生物杀虫剂广泛应用于害虫的防治⑹。然而，随着Bt制剂

4、的大量使用，人们发现在实验室的条件下已有多种害虫对其产生抗性，更为严重的是，已发现在人出屮世界性蔬菜害虫小菜蛾Plutellaxylostella(Linnaeus)对B(产生了抗性⑺。近年來，昆虫对Bt制剂及对转Bt基因作物产牛抗性的报道已有很多。在我国，关于转Bt基因水稻牛态安金性方面的研究，已取得了一些研究成果，处于起步阶段，在转Bt基因稻谷対储粮害虫的生态安全性研究少有报道。本文将对近些年国内外学者在储粮害虫对转Bt稻谷的抗性研究进行概括，为转Bt水稻的合理利用和商业化生产以及害虫的抗性治理等方而提供参考依据。作者简介：刘旭，男，1983年生

5、，硕士研究生，研究方向为农业昆虫与害虫防治，Email:liuxu831006@126.com.*通讯作者(Authorforcorrespondence):Email:yhliu@swu.edu.cn.Tel:023-682517951转Bt基因水稻研究现状Bt毒蛋片基因是应用最为广泛且最有潜力的毒蛋白基因，在现代植物基因工程技术的推动下，转Bt基因烟草⑻、马铃薯⑼、棉花［⑼、玉來⑴和水稻〔a。】得到了广泛的应川，并获得了较为理想的抗虫效杲。Bt玉米、Bt棉花、Bt马铃黑等已开始商业化应用r2L221o目前，水稻抗虫Bt毒蛋白基因有crylA(b)

6、.crylA(c)［121,国内外己获得了许多抗山效果良好的水稻品种,l3-20

7、-o虽然转Bt基因水稻在害虫防治方而取得了不错的效果，但仍还处于试验研究阶段，迟迟未得以商业化牛产推广，主要原因就是其女全性评价有待完善和捉高(23-25］。而转皿基因稻谷的生态安全性评价是转基因水稻安全性评价的一项重要内容。2转Bt基因稻谷对储粮害虫的影响2.1抗虫性机制苏云金芽他杆菌在产抱过程中会形成一种对昆虫具有毒效的蛋白，即Bt杀虫晶体蛋白(insecticidalcrystalprotein),可分为ot-外毒素、卩-外毒素、6■内毒素和虱因子，其中用丁•转基

8、因植物的主要是•内毒素㈤，有很多学者对Bt毒蛋口的杀虫机理做了研究，其大致过程为：足虫食入得蛋口后，在中肠的碱性环境下，毒蛋H溶解为无杀虫活性的原毒素(protoxin),原毒素在中肠蛋白酶的作川下激活进一步转化为具有杀虫活性的60kDa左右的毒素(toxin),活化的毒素与屮肠BBMVs(刷状边膜囊)上的特异性受体结合引起中肠上皮细胞膜透性的改变，细胞裂解、中肠麻痹，最终导致昆虫瘫痪或死亡l2627-28Jo然而转Bt基因作物与传统Bt杀虫剂不同，后者包含儿种Bt原毒素以及细菌孑包子，而口前商业化种植的转基因作物仅含有单一毒素基因II在植株的整株和

9、整个牛育期都表达，具有转移性更高、毒性强的特性有人初步研究了转Bt基因棉抗棉铃虫的毒性机理，认为幼山取食转基