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具有国际领先水平的转SCK基因抗虫水稻

2018-12-30 19:23:18浏览:158评论:0 来源:山村网   
核心摘要:转SCK基因水稻表现出对大螟、二化螟等害虫良好的抗性,利用基因工程技术对植物进行改造,使其获得能够稳定遗传的抵御害虫的能力
转SCK基因水稻表现出对大螟、二化螟等害虫良好的抗性,利用基因工程技术对植物进行改造,使其获得能够稳定遗传的抵御害虫的能力的技术就称为抗虫植物基因工程利用基因工程技术对植物进行改造,使其获得能够稳定遗传的抵御害虫的能力的技术就称为抗虫植物基因工程转SCK基因水稻表现出对大螟、二化螟等害虫良好的抗性,而非转化植株在这些虫害攻击下多数变成枯草把水稻“武装”起来,没有比这更恰当的词来形容科学家对水稻的抗虫害所进行的转基因研究工作的伟大意义了。据国家统计局1999年的统计,我国稻谷的总产量为19,848万吨,几乎占了我国粮食(包括小麦、大麦、玉米等)总产量的40%。然而,据不完全统计,我国1997年由于虫害造成的损失占水稻总产量的5%以上,也就是说每年有近千万吨稻谷被害虫吃掉。再加上购买农药和喷洒农药花费的人力、物力,虫害给水稻生产造成的损失就更为严重。水稻是人人皆知的重要粮食作物,我国13亿人口中有近8亿人以水稻作为主食。水稻生产对我国粮食供应的重要性。然而,水稻同时也是虫害最多的粮食作物。如何有效地控制水稻害虫,提高水稻的亩产量已成为我国农业生产中的一个重要课题。发展新型高效低毒农药是控制虫害的一条途径,但科学家们想到了更好的策略,即把水稻“武装”起来,让水稻自己来抵抗害虫的袭击。这并非天方夜谭,植物基因工程的迅猛发展为科学家实现这一梦想提供了科学依据和技术支持。这种利用基因工程技术对植物进行改造,使其获得能够稳定遗传的抵御害虫的能力的技术就称为抗虫植物基因工程。SCK基因在转化模式植物烟草的实验中获得成功后,研究者又进一步通过DNA重组技术构建适于水稻转化的植物表达载体,通过基因枪方法转化水稻。在转化工作中,科研工作者选择了具有广泛推广前景的明恢81和明恢86品种作为转化受体,通过筛选获得了转SCK的水稻植株。检测结果表明,在转SCK基因水稻植株中的胰蛋白酶的活性比转CpTI基因水稻植株中胰蛋白酶的活性平均高2倍,有些高出4倍之多。当用水稻常见害虫--大螟作为攻击害虫对转SCK基因水稻进行抗虫性测定时,发现转SCK基因水稻对害虫的致死率较高,在60%到72.2%之间,而非转化植株对害虫的致死率仅为17.8%。转SCK水稻的环境释放和大田检测,作为一个将来要走向市场的转基因作物,它必须通过实验室试验、中间试验和环境释放以及商品化生产四个阶段。在经过上游的转化和筛选工作之后还必须和传统的育种工作相结合,进一步选育同时具有高效抗虫特性和优良农艺性状的株系。目前,转SCK水稻已经完成前三个阶段的工作,商品化生产的许可正在申请之中。目前,转SCK基因水稻已经进入国家农业部批准的环境释放和国家“863”计划支持的中间试验。在环境释放和中间试验中,结合抗虫性对转SCK明恢81、转SCK明恢86进行农艺性状选择。1999年获得了抗性和产量综合表现优良的纯合转SCK基因水稻恢复系。并于2000春季在海南完成了小区制种,同时已有科丰1号(特A/转SCK明恢81)、科丰2号(特A/转SCK明恢86)两个组合参加了福建省本年度的中、晚稻区试。区试结果表明,科丰1号产量优势中等,与对照汕优63持平;科丰2号产量优势较好,在一些试点上优于汕优63。大田检测结果显示转基因水稻均具有CpTI蛋白含量高、抗虫效果好、农艺性状优良以及生产安全等特点。转SCK基因的安全性随着大量转基因作物逐步走向市场,转基因作物和转基因作物加工的食物的安全性问题也开始受到人们的关注。从本质上讲,转基因作物和常规育成的作物品种没有差别。常规育种一般是通过有性杂交来实现,而植物基因工程则是用农杆菌、基因枪、电激、微注射等技术将外源重组DNA导入植物基因组中。尽管从理论上讲,转基因的遗传特性及表型应该可以更加精确的预测,在应用上更加安全,但对转基因作物进行安全性评估仍然很有必要。在获得SCK转基因水稻后,研究者进行了转SCK基因水稻的小鼠喂食实验,结果显示实验小鼠生长状况良好,说明用转SCK基因水稻稻米对小鼠没有毒性反应,也没有引起小鼠微核异常或精子畸形的致畸作用。上述实验表明了转SCK基因水稻具有一定的安全性基础。为进一步证明其安全性,转SCK基因的研制者们还将对转基因水稻中CpTI基因及蛋白对人畜的安全性、选择标记基因的安全性、转基因对环境的安全性等问题进行深入的研究,以确保转SCK基因水稻对人畜健康和生态环境的安全。研究者将进一步对抗虫水稻及其他转基因抗虫作物进行研究和开发。到目前为止,转SCK基因水稻的研制工作已经进行了6年,前期实验室和中试阶段的工作已基本结束;环境释放已进入最后的数据整理和综合评价阶段;商品化生产正在申请之中。与国际上同类研究相比,该项研究已经进入国际领先水平。相信在不远的将来转SCK基因抗虫水稻将会在我国水稻生产中发挥重要作用。
(责任编辑:叶编)
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