抗虫转基因水稻及其杂交水稻对土壤微生物群落多样性与组成的影响

微生物是土壤物质循环与肥力演变的驱动者,其群落组成关系到土壤微生态系统的稳定与可持续性。对抗虫转基因水稻土壤微生物群落变化的研究是其环境安全性评价的重要内容。本研究基于细菌16S rRNA基因和真菌ITS基因的高通量测序,分析了田间试验中抗虫转基因水稻‘MFB’及其转基因杂交水稻‘闽丰A/MFB’‘天丰A/MFB’和‘谷丰A/MFB’与非转基因常规水稻‘闽恢3301’及杂交水稻‘天优华占’的土壤微生物群落多样性与组成的差异,并得出以下结果。首先,与两个非转基因水稻品种相比,抗虫转基因水稻及转基因杂交水稻均能显著增产(P<0.05)。同时,高通量测序结果表明,除水稻成熟期的土壤真菌群落外,与‘闽恢3301’相比‘MFB’的土壤细菌或真菌群落的α-多样性指数Chao1、Observed_species和Shannon均有所提高,且分别在水稻成熟期或分蘖期达到显著性水平(P<0.05);水稻齐穗期转基因杂交水稻‘闽丰A/MFB’‘天丰A/MFB’和‘谷丰A/MFB’的土壤细菌及真菌群落的多样性指数Shannon均介于‘MFB’与‘天优华占’之间;微生物群落β-多样性分析结果表明,本田间试验中不同品种水稻土壤细菌或真菌的群落组成均没有显著差异。但与‘闽恢3301’相比,稻田土壤细菌中丰度最高的变形菌门的相对丰度在‘MFB’土壤中明显增加,且在水稻分蘖期及成熟期达显著水平(P<0.05),而土壤真菌中丰度最高的子囊菌门的相对丰度在‘MFB’土壤中明显减少,且在水稻分蘖期及齐穗期差异显著(P<0.05);水稻齐穗期‘闽丰A/MFB’‘天丰A/MFB’和‘谷丰A/MFB’的土壤变形菌门或子囊菌门的相对丰度也均介于‘MFB’与‘天优华占’之间。此外,通过对微生物群落的功能组成预测可见,随水稻生长,‘MFB’与‘闽恢3301’的土壤细菌群落功能组成间差异存在增大的趋势。综上所述,本研究田间试验中,抗虫转基因水稻及其转基因杂交水稻在增产的同时提高了稻田土壤细菌或真菌群落的多样性,改变了主要细菌或真菌种类的相对丰度,但对细菌或真菌的群落及功能组成的影响不显著。

抗虫转基因水稻对非靶标害虫褐飞虱取食与产卵行为影响的评价

比较测定褐飞虱在转cry1Ab基因籼稻(B1、B6)和转SCK基因杂交稻恢复系(MSA)及各自亲本对照上的取食与产卵行为。在自由选择寄主植株条件下,褐飞虱于转cry1Ab基因籼稻和转SCK基因杂交稻恢复系上的着虫比率、产卵选择性和产卵量与各自对照嘉早935和明恢86相比均无显著差异,但取食总痕数除B1外则均显著高于对照。在非自由选择寄主植株条件下,褐飞虱不论于转cry1Ab基因籼稻上还是于转SCK基因杂交稻恢复系上,其取食总痕数均显著多于各自对照,而取食24 h后排泄的蜜露则恰反之。综合可见,3个供试抗虫转基因水稻材料对褐飞虱取食是不利的,而对产卵则无显著的影响。

TA29-Barnase基因导致抗虫转基因欧洲黑杨雄性不育的研究

取在１／２ＭＳ＋ ＮＡＡ０－０２ ｍｇ／Ｌ 培养基中发育４ ～６ 周的欧洲黑杨转Ｂｔ 基因植株１５ｎ１９２ 试管苗幼叶，在ＭＳ＋ ＢＡ０－２ ｍｇ／Ｌ＋ ＮＡＡ０－０２ ｍｇ／Ｌ培养基中培养１６ｈ ，分别用基因枪法和叶盘法转化ＴＡ２９Ｂａｒｎａｓｅ嵌合基因，其Ｂａｒｎａｓｅ 基因的转化率依次为１６－１ ％ 和２３ ％ ，再生株数分别为１７５／１２ 和７１／１０ 。试验表明，选择发育适宜的叶片，利于目的基因转化后的植株再生。进一步用ＳＤＳ 法提取转基因植株总ＤＮＡ，经ＰＣＲ 检测表明：转化植株基因组中扩增出的ＤＮＡ 片段与Ｂａｒｎａｓｅ 基因的大小一致；Ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｂｌｏｔ 分析出转化后的欧洲黑杨基因组中携有Ｂａｒｎａｓｅ 基因片段，进行Ｄｏｔ Ｂｌｏｔ 检测，转化植株有一明显的杂交斑，并证实为阳性转化植株，并通过试管培养，结合林木常规育种方法，获得了转Ｂａｒｎａｓｅ 基因的抗虫欧洲黑杨转基因植株。

利用Cre/lox重组系统获得无选择标记的SKTI抗虫转基因烟草

将置于两个同向lox位点之间的Bar基因表达盒与大豆胰蛋白酶抑制剂SKTI基因表达盒融合后获得相应植物表达载体,转化烟草Wisconsin 38后获得对棉铃虫具有明显抗性的SKTI转基因植株。SKTI转基因植株通过叶盘二次转化法导入Cre基因,对再生植株叶盘进行Basta的抗性检测,检测Bar基因的删除情况。结果表明：绝大多数再生植株对应叶盘在含8 mg/L PPT的筛选培养基上无法再生,Bar基因被删除的效率在38%-100%之间。对Bar基因删除区域进行PCR及克隆测序后发现Bar基因表达盒被精确删除。对Bar基因删除植株开花自交获得的分离后代进行NPTⅡ抗性检测,5株NPTⅡ敏感植株分子检测显示均只含有SKTI基因而无Cre基因存在,为无选择标记基因的SKTI转基因植株。

抗虫转基因作物研究进展

简要介绍了转基因作物 (GMO)的发展概况 ,对近年来国内外抗虫 GMO在转 B.t.毒素蛋白GMO;转蛋白酶抑制剂 GMO;转植物凝集素 GMO;其他类型抗虫 GMO;抗虫的基因沉默与失活现象等 5个方面的研究进展进行了论述。最后 ,对抗虫 GMO的发展前景进行了展望。

利用回交转育培育黄淮稻区抗虫转基因水稻新品系

利用黄淮稻区主栽品种圣稻13、圣稻15、镇稻88为受体亲本,选择以籼稻明恢63为背景的转基因抗虫材料TT51(cry1Ab/1Ac)、T2A-1(cry2A)、T1C-19(cry1C)和以粳稻中花11为背景的转基因抗虫材料RJ-5(cry1C)为供体,分别进行杂交和多代回交。每一世代后代单株,通过涂抹Basta抗性筛选,结合PCR鉴定跟踪抗虫目的基因以及田间抗虫性鉴定、农艺性状选择,培育出来源于TT51带有cry1Ab/1Ac基因的抗虫稳定株系3个,来源于T2A-1带有cry2A基因的稳定株系2个,来源于T1C-19带有cry1C基因的稳定株系3个,来源于RJ-5带有cry1C基因的抗虫稳定株系2个。这些株系于田间均表现出很好的抗虫性状和优质丰产性状,为黄淮稻区抗虫转基因水稻育种奠定了基础。

抗虫转基因欧洲黑杨叶片水浸提液的生物效应

为了研究抗虫转基因欧洲黑杨可能产生的非预期效应,为其生物安全评估提供进一步的数据支持,以蒸馏水为对照,通过叶片浸提法测定了非转基因欧洲黑杨鲜叶片及转基因欧洲黑杨鲜叶片水浸提液对小麦、胡萝卜、白菜、油松等植物种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明:非转基因欧洲黑杨和转基因欧洲黑杨的叶片水浸提液化感作用都不是十分强烈,且两者的化感作用具有选择性。浸提液在高质量浓度下对部分供试植物(双子叶植物:胡萝卜、白菜;裸子植物:油松)的种子萌发与对照相比表现出了明显的抑制作用,但对单子叶植物小麦种子的萌发并无明显的抑制作用。在对供试种子根生长和苗高的表现上,当受体植物为小麦和油松时,二者与对照相比均无显著的差异;但当受体植物为胡萝卜和白菜时,二者的水浸提液在高质量浓度下与对照相比表现出了明显的抑制作用。与非转基因欧洲黑杨相比,转基因欧洲黑杨的鲜叶片水浸提液化感能力并未因转入B t基因后而发生明显的改变,其对供试种子的萌发、根生长、幼苗生长等方面的负面影响程度比非转基因欧洲黑杨还要弱。

绿色荧光蛋白基因(GFP)在抗虫转基因植物研究中的应用(英文)

用合成的cry1Ac基因与绿色荧光蛋白基因 (GFP)构成融合蛋白基因 ,然后和改造的GNA基因构建双价抗虫基因植物表达载体pBGbfg ,经根癌农杆菌介导转化了烟草。在紫外灯照射下 ,观察到转基因植株叶片中有较强的绿色荧光 ;经抗虫试验、PCR、Southernblot和Westernblot等检测 ,表明该重组植物表达载体能够在转基因植物中有效表达外源基因 ,转基因植株绿色荧光的表型与其抗虫性密切相关。从而成功地建立了以绿色荧光蛋白基因与抗虫基因组成的融合基因转化系统 ,简化了抗虫转基因植物筛选程序 ,有助于快速获得双价抗虫转基因植株。

抗虫转基因玉米研究

目前抗虫转基因玉米产品的检测方法主要有PCR(聚合酶链式反应)和ELISA(酶联免疫吸附法)等;鉴定方法主要有抗生素鉴定法和直接接虫鉴定法。随着抗虫转基因玉米的大面积商业化种植,其所带来的生态安全问题也不可忽视,包括花粉漂(飘)移,对非目标害虫、土壤生态系统和蝶类昆虫的影响等。

禾本科主要农作物抗虫转基因研究进展

本文主要综述了水稻、玉米、小麦及甘蔗等4种禾本科主要农作物的抗虫转基因研究进展,分析了其存在的主要问题及解决途径,并对其研究前景作了展望。

抗虫转基因银河杨的生长特性和抗虫性

以非转基因银河杨(Populus alba×Populus hopeiensis)为对照,对抗虫转基因银河杨抗虫基因Cry3A的稳定性,转基因银河杨的物候期、生长状况和抗虫性进行研究。结果发现,Cry3A基因整合稳定,在根、茎、叶中RNA和蛋白水平均有表达,不同组织中Bt蛋白水平差异显著,茎中Bt蛋白水平最高。抗虫转基因银河杨的物候期、生长状况未发生显著变化,但表现出显著的抗虫性。

抗虫转基因甘蔗对土壤酶活性的影响

为了评价抗虫转基因甘蔗优良株系Bt2、Bt17对土壤生态环境造成的生态安全风险,采集抗虫转基因甘蔗Bt2、Bt17号株系及其受体非转基因品种ROC22甘蔗根际附近土壤,研究抗虫转基因甘蔗对其根际土壤蔗糖酶、酸性磷酸酶、中性磷酸酶及碱性磷酸酶的影响。结果表明,抗虫转基因甘蔗对其根际土壤酶活性的影响会因甘蔗生长周期、抗虫转基因甘蔗株系以及酶的种类而大有不同。Bt2的土壤酶活性在甘蔗生长的各个时期均未与对照存在差异,而Bt17对土壤酶活性的影响则较为复杂。与受体非转基因甘蔗品种ROC22相比,Bt17根际的土壤蔗糖酶活性在甘蔗生长的任何时期都无差异;而土壤酸性磷酸酶活性在甘蔗生长的各个时期均显著高于对照;中性磷酸酶活性则在苗期、分蘖期、成熟期显著高出对照,而在生长期与对照无差异;土壤碱性磷酸酶活性在苗期、生长期时与对照无差异,但分蘖期和成熟期显著低于对照,说明Bt2号株系对土壤酶活性并未产生影响,Bt17号株系对土壤酶活性可能产生较小的影响。

杨树抗虫转基因研究进展

本文对杨树抗虫基因及其杀虫机理、导入方法、检测方法、国内杨树抗虫转基因研究状况及抗虫效果、对其它生物的影响、存在的安全问题进行了系统的综述。同时,针对转基因植物生态安全性问题提出了相关对策。

抗虫转基因欧洲黑杨多重PCR技术检测体系构建

根据抗虫转基因欧洲黑杨中的CaMV35S启动子、NOS终止子、NPTⅡ标记基因以及Bt目的基因序列,设计合成了相应引物,采用单重PCR和多重PCR技术对启动子、终止子、选择标记基因以及目的基因等多个外源基因进行检测,并对各引物的退火温度及引物之间的浓度配比进行优化,建立了适用于抗虫转基因欧洲黑杨检测的Bt、NPTⅡ和NOS基因的三重PCR分析的技术体系。结果表明:当各组引物的终浓度配比为1.0∶0.5∶0.5,退火温度为59℃时,所建立的三重PCR检测体系能够有效地检测出抗虫转基因欧洲黑杨中的转基因成分,实现了对抗虫转基因欧洲黑杨的快速、高效、准确的鉴定。

抗虫转基因植物的应用研究概述及其在林业上的应用展望

本文概述了抗虫转基因植物的应用研究进展及其在林业上的应用展望。

应用多重PCR技术快速检测抗虫转基因水稻

通过优化PCR扩增体系中缓冲液的浓度、退火温度、引物的组合及其浓度等参数,建立了转基因水稻及其加工品中几种外源基因成分的多重PCR检测体系。利用该体系检测CaMV35S、NOS、Cry1Ac或Cry1Ab的三重PCR条件为:缓冲液工作浓度2.0x、引物各为0.2μM、退火温度为58℃,循环数为35个。缓冲液工作浓度为1.5x,其他条件不变,可进行CaMV35S、NOS、Bt和CpTi的四重PCR检测。缓冲液工作浓度为1.0x,其他条件不变,可进行CaMV35S、NOS、Bt和hpt的四重PCR检测。该多重PCR检测体系具有特异性好、简便、快速、准确等优点,能够有效地检测出转基因水稻质量百分比含量(w/w)0.1%的转基因成分。

高效抗虫转基因水稻的研究与开发

植物转基因技术为培育高效抗虫水稻新品种开辟了新的途径。豇豆胰蛋白酶抑制剂 (CpTI)基因是一种广谱抗虫基因 ,该成果采用最新研究策略 ,对该基因进行体外修饰 ,使其转译产物最终定位于细胞的内质网中 ,以增加外源抗虫物质的稳定性。实验证明 ,转修饰cpti基因的植物无论是抗虫蛋白含量还是抗虫能力均比转野生型cpti基因植物有显著的提高。已获大量转基因水稻株系 ,包括著名水稻恢复系明恢 81和明恢 86,并用其配制了杂交组合。转基因抗虫杂交水稻已获国家有关部门批准进行中间试验和环境释放 ,大田试验结果表明 ,转基因杂交水稻具有优良的抗虫特性和广阔的应用前景。

抗虫转基因欧洲黑杨鲜叶对小鼠的急性毒性

[目的]为了研究抗虫转基因欧洲黑杨对小鼠的急性毒性,为其生物安全性评估提供依据。[方法]以转基因欧洲黑杨鲜叶和非转基因欧洲黑杨鲜叶作为受试物,采用限量法测定小鼠的急性经口毒性反应。[结果]灌胃后7 d时间内所有处理组无小鼠死亡,一般状况观察和大体解剖也未见明显异常和毒性反应,小鼠LD50>10.0 g/kg体重,表明其属于"实际无毒"级别。组织病理学切片检查发现转基因灌胃组中有一雌性小鼠肺部出现间质性炎症及一雄性小鼠肝部出现局部胞浆淡染、细胞轮廓不清及空泡样变的现象,具体原因需进一步深入研究。[结论]转基因欧洲黑杨和非转基因欧洲黑杨鲜叶对小鼠均无明显急性毒性作用。

抗病和抗虫转基因植物的研究与应用概述

就抗病、抗虫转基因植物的类型,转基因的技术和方法,抗病抗虫转基因植物的应用和效益,存在的问题等方面进行了综述,并探讨了其未来的发展。

抗虫转基因植物

①2001年，转基因抗虫棉在已经取得重大成绩的基础上又有新的突破。中国农业科学院生物技术研究所的抗虫棉基因专利“编码杀虫蛋白质融合基因和表达载体及其应用”获得国家知识产权局和世界知识产权组织授予的中国专利金奖。同时，双价转基因抗虫棉SGK321也顺利通过河北省农作物品种审定委员会审定，标志着我国在双基因抗虫棉研究领域处于国际领先地位。目前，SGK321已经通过了农业转基因生物安全性评价，并获准在晋、冀、鲁、豫、皖进行商品化生产，在湖北进行环境释放。综合2000年和2001年两年区试结果，SGK321早熟性明显优于其他品种，霜前皮棉单产1131kg／hm^2，为对照抗虫杂交种产量的93．4％。该品种纤维品质好，长度为29．2μm，比强度29．4cm/特克斯，马克隆值4．8，抗虫性突出。