第九章植物的基因工程.pptVIP

Sper NPTr: kanamycin,neomycin,G418 Nos: nopaline synthase 当前第60页\共有118页\编于星期五\22点 Bt基因含有较多的AT碱基和ATTTA重复序列。 AT富含区在高等植物中被认为是不能表达的内含子。 ATTTA重复序列的mRNA的稳定性差，二者都不能在高等植物中编码。 3. 转Bt植物基因工程的改进 （1）野生型Bt毒素基因的缺点 当前第61页\共有118页\编于星期五\22点 主要目的是设法提高Bt毒素的表达量 ①应用强启动子，如CaMV启动子。 ②改掉可能降低其在植物宿主中转录和翻译效率的部分序列（3.5%）。 ③人工设计，采用植物偏爱密码子。 ④删除可能形成mRNA 二级结构的序列。 ⑤去掉所有ATTTA序列。 ⑥降低AT含量。 经过改进，表达量提高了5-100倍。 （2）采取的改进方法 当前第62页\共有118页\编于星期五\22点 4. 转Bt基因植物 工程植物 目的基因 转化方法 烟草 Cry I A(a)（抗烟草天蛾） Cry I A(b)（抗烟草天蛾） Cry I A(c)（抗烟草青虫） Bt(获纯合体株系Ｄ8-14，Ｄ19-8) Cry I A(b)（切去3’端，留640序列） 农杆菌介导 农杆菌介导 农杆菌介导 农杆菌介导 农杆菌介导 番茄 Cry I A(b)(抗口科鳞翅目) Bt（抗番茄果虫，番茄蠹蛾） Cry I a(b)（减少Ａ＋Ｔ含量） Bt+CMV-CP 农杆菌介导 农杆菌介导 农杆菌介导 农杆菌介导 马铃薯 Cry III A CryIII A Cry I A(c) 农杆菌介导 农杆菌介导 农杆菌介导 当前第63页\共有118页\编于星期五\22点 棉花 Bt(转原生质体) Bt（下胚轴NPT? II? Kan’） Bt 农杆菌介导 农杆菌介导 农杆菌介导 粳稻 Cry I A (抗稻纵叶卷螟) 电击法（原生质体） 水稻 Bt Cry I A(b)（未见抗虫性报道） Cry I A(b) Cry I A(b)? Cry I A(c) ＰＥＧ法（ＰＢＩ121） 花粉管通道法 基因枪法（胚性愈伤） 农杆菌介导 籼稻 Cry I A(b) 基因枪法 籼稻和粳稻 Cry I A(b)（三化螟） 基因枪法 当前第64页\共有118页\编于星期五\22点 玉米 Cry I A(b) Bt、bar Bt Bt 基因枪法 子房注射 超声波 基因枪法 大豆 Bt（未见杀虫效果报道） Bt 农杆菌介导（LBA4404） 侵染子叶节 苹果 Bt 农杆菌介导 甘蔗 Cry I A(c)（抗非洲蔗螟） 农杆菌介导 当前第65页\共有118页\编于星期五\22点 当前第66页\共有118页\编于星期五\22点 害虫种类 野生型番茄 转Bt基因番茄 不加杀虫剂 加杀虫剂 不加杀虫剂 加杀虫剂 烟草天蛾 中等程度损伤 几乎未损伤 几乎未损伤 完全未损伤 番茄谷实夜蛾 中等程度损伤 几乎未损伤 番茄茎麦蛾 严重损伤 严重损伤 严重损伤 中等程度损伤 野生型和转Bt毒蛋白基因番茄的抗虫能力比较 当前第67页\共有118页\编于星期五\22点 5. Bt毒素转基因植物存在的问题和措施 Bt毒蛋白是目前使用范围最广，最有潜力的一个抗虫基因。 ①抗虫谱窄 随着Bt转基因植物大面积种植，给昆虫造成高选择压力，很快会产生抗性。 每一种毒素只针对一类害虫。 ②有可能是害虫产生抗性 （1）存在的问题 当前第68页\共有118页\编于星期五\22点 （2）采取的措施： ①分离新的Bt毒蛋白基因。 ②对Bt毒蛋白基因进行人工改造，提高其表达量。 ③同时使用两个以上的Bt毒蛋白基因，或与其他抗虫基因联合转基因。 ④降压法：使Bt毒蛋白基因只在容易被害虫侵染的组织器官中表达，或只在发育的某个阶段表达，降低对昆虫的选择压力。 ⑤大田种植时轮换、混种、及时淘汰有可能使昆虫产生抗性的转基因抗虫作物。 当前第69页\共有118页\编于星期五\22点 六、转蛋白酶抑制剂基因抗虫植物 蛋白酶抑制剂（proteinase inhibitor, PI） 分子大小： 一般是60-12 0氨基酸的多肽。 存在于豆科 、茄科植物的块茎和种子中。 1. 抗虫机理 PI同昆虫消化道内的蛋白消化酶形成复合物，阻断或削弱蛋白酶的水 解作用，使昆虫厌食或消化不良致死。 该复合物还能刺激昆虫消化酶的过量分泌，通过神经系统的反馈，使昆虫产生厌食反应。 当前第70页\共有118页\编于星期五\22点 蛋白消化酶 PI 复合物 当前第71页\共有118页\编于星期五\22点 2. PI的种类 现在发现近10个PI家族，研究的最清楚的是丝氨酸蛋白酶抑制剂，其中最主要的是胰蛋