两种基因导入棉株我国治虫独辟蹊径抗虫棉研究达世界水平 [复制链接]

第2版(国庆专页)
专栏：

　　两种基因导入棉株我国治虫独辟蹊径
抗虫棉研究达世界水平
本报讯国家“８６３”计划项目“抗虫转基因棉花研究”自１９９２年国内首次人工合成“苏云金芽孢杆菌”（Ｂ．ｔ．）抗虫害基因，并成功导入棉花之后，今年又改造了第二种抗虫基因——棉铃虫消化道蛋白酶抑制剂基因，并再次成功地将这两种抗虫基因构建成双价抗虫基因，并将其导入棉花，使我国成为世界上掌握这项技术并获得抗虫棉花的第二个国家。近年来一直困扰着我国上亿棉农的棉铃虫危害可望由此得以解决。
小小的棉铃虫，昼伏夜出，危害性极大。据统计，全国每年因棉铃虫造成的直接经济损失高达６０亿元以上，每年投入治虫的农药费每亩达８０—１２０元，令棉农望虫生畏。为此，棉花抗虫基因工程的研究被列入国家“８６３”计划项目。在农业部和中国农科院的支持下，经过５年的努力，由中国农科院生物技术研究中心郭三堆研究员主持的这项课题，采用双链合成抗虫基因技术路线，分段合成基因片段，再将基因片段按设计要求进行连接，首次合成了经改造的“苏云金芽孢杆菌”杀虫基因（Ｂ．ｔ．）。经在大肠杆菌和烟草中表达后进行的杀虫试验表明，这种人工合成的杀虫基因具有很强的抗虫性。之后，山西省农科院棉花所陈志贤研究员带领的课题组又将这种人工合成的杀虫基因导入晋棉７号、冀合３２１等７个棉花栽培品种中，获得了４个抗虫转基因棉花株系。经取样测定，有的株系抗虫效果达到９０％以上。与此同时，江苏省农科院经济作物研究所黄骏麒研究员带领的课题组也将人工合成的抗虫基因导入泗棉３号和中棉１２号，获得了９个抗虫转基因棉花株系，其中有的株系抗虫效果在９０％以上。合作单位中科院微生物所、中科院遗传所也获得了具有较好抗虫能力的转基因棉花株系。
据中国农科院生物技术研究中心郭三堆研究员介绍，按照“苏云金芽孢杆菌”杀虫蛋白活性中心的氨基酸序列，利用植物优化密码，将人工合成的外源基因导入棉花，通俗地说就是人为创造了一个新的棉花品种。由于棉株内抗虫基因的存在，形成了一种特殊的晶体蛋白，棉铃虫等鳞翅目昆虫只要食用这种棉花，杀虫蛋白与害虫中肠道上表皮细胞膜就会结合，在幼虫体内产生毒性，导致细胞裂解，消化道溃烂，终止进食而麻痹死亡。
在人工合成的“苏云金芽孢杆菌”成功地导入棉花之后，为解除棉铃虫对这种单一的抗虫棉基因可能产生的抗性问题，课题组今年又完成了构建双价抗虫基因——棉铃虫消化道蛋白酶抑制剂基因的研究试验。蛋白酶抑制剂基因可产生蛋白酶抑制剂，它与棉铃虫消化道中的蛋白酶结合后，使蛋白酶失去消化作用，吃进的食物不能正常消化而饿死，达到治虫的目的。“苏云金芽孢杆菌”抗虫基因与“棉铃虫消化道蛋白酶抑制剂”抗虫基因同时导入棉花，可缓解害虫对抗虫棉产生的耐受性，从而起到了“双保险”的治虫作用。
目前，人工合成的Ｂ．ｔ．抗虫基因已成功地导入长江、黄河流域产棉区的主栽棉花品种，明年可较大面积地试种示范。双价抗虫基因正在导入棉花，为彻底解除棉铃虫危害打下了坚实的基础。（科闻）