科学观察|Bt杀虫基因技术:产量最多的生物农药 提高棉花产量的方法?
在现今的直接应用的微生物源农药中 , 以苏云金杆菌产生毒蛋白Bt性状最好 。 这种生物农药目前在世界上产量最多 , 可以大力发展使用 。 另一个办法是把这些微生物产生杀虫效果的基因直接转入作物中 , 使作物自身直接可以有毒杀害虫的功能 。 用这种思路的实验很多 , 得到成功应用的是抗虫棉 。
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【科学观察|Bt杀虫基因技术:产量最多的生物农药 提高棉花产量的方法?】
(1)抗虫棉提高棉花双效益 抗虫棉是把苏云金杆菌产生毒蛋白Bt的基因 , 转移整合到棉株体细胞中(如下图“抗虫棉的构建”所示) , 可以使棉株体内合成一种叫δ-内毒素的伴孢蛋白质晶体 , 被棉铃虫等鳞翅目及其他肠道呈碱性的昆虫吞食后 , 会水解成毒性肽 , 并很快在昆虫中肠内溶解为前毒素 , 导致中肠细胞膨胀破裂 。 同时 , 也扰乱了中肠内正常的跨膜电势及酸碱平衡 , 影响养分的吸收 , 使幼虫停止取食、麻痹 , 最后死亡 。 由于人体和多数动物的胃肠是酸性的 , 因此 , 这类蛋白对人体和多数动物无毒 。
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但是 , 这种抗虫棉只对以棉铃虫为主的鳞翅目害虫有抗杀作用 , 对棉蚜、红蜘蛛、烟飞虱等害虫没有作用 。 为了解决这个问题 , 科学家又研制了“双价抗虫棉” 。 双价转基因抗虫棉是将杀虫机理不同的两种抗虫基因——Bt杀虫基因和修饰的豇豆胰蛋白酶抑制基因同时导入棉花 , 研制成功的一种抗虫棉花 , 犹如“复方药物” 。 这两种杀虫蛋白功能互补且协同增效 , 使双价抗虫棉不但可以有效延缓棉铃虫对单价抗虫棉产生抗性 , 还可增强抗虫性 , 对控制棉铃虫对抗虫棉的抗性发展起到关键作用 。
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