蛋白酶抑制剂基因及转基因植物研究进展
水稻转基因育种的研究进展与应用现状
水稻转基因育种的研究进展与应用现状刘志宏1 田 媛2 陈红娜1 周志豪1 郑 洁2 杨晓怀1（1深圳市农业科技促进中心，广东深圳518000；2暨南大学食品科学与工程系，广东广州510632）摘要：随着生物技术发展的不断深入，我国水稻种业的发展也面临着全新的机遇和挑战。
目前，改善水稻品种质量的主要方法有分子标记技术、基因编辑技术和转基因技术。
其中，转基因水稻是利用生物技术手段将外源基因转入到目标水稻的基因组中，通过外源基因的表达，获得具有抗病、抗虫、抗除草剂等优良性状的水稻品种。
近年来，国内外在采用转基因技术进行水稻育种，提升水稻产量、改善水稻品质方面具有较多的研究进展。
在阐述转基因技术工作原理的基础上，概述国内外利用转基因技术在优质水稻育种方面的研究进展，进一步探究转基因技术在我国水稻育种领域的发展前景。
关键词：转基因育种；水稻；病虫害；除草剂Research Progress and Application Status of Rice Transgenic Breeding LIU Zhihong1，TIAN Yuan2，CHEN Hongna1，ZHOU Zhihao1，ZHENG Jie2，YANG Xiaohuai1（1Shenzhen Agricultural Technology Promotion Center，Shenzhen 518000，Guangdong；2Department of Food Science and Engineering，Jinan University，Guangzhou 510632）水稻（Oryza sativa L.）作为世界上重要的粮食作物之一，为世界超过1/3的人口提供了主粮，全球种植面积约1.4亿hm2[1]。
“十二五”以来，我国水稻产量连续稳定在2亿t以上[2]。
水稻作为我国的主要粮食作物，在我国粮食生产领域占据着十分重要的地位，水稻品种改良仍是保障种业持续发展和国家粮食安全的重点。
三叶草基因工程研究进展
三叶草基因工程研究进展摘要 三叶草作为优良的牧草，具有营养丰富、品质优良、适口性好等特点。
现代生物技术的不断发展为三叶草育种和种质创新提供了新的技术手段，笔者从三叶草再生和遗传转化体系，转基因三叶草在品质改良、抗病性、抗虫性、抗逆性及作为植物反应器等方面的研究进展进行了全面综述，分析了三叶草基因工程研究中存在的主要问题，并对其应用前景和研究方向进行了展望。
关键词 三叶草 再生体系 转化体系 转基因中图分类号前言三叶草属，也称车轴草属，全球约250余种，原产亚洲南部和欧洲东南部。
野生种分布于温带及亚热带地区，为栽培历史较悠久的牧草之一，现已遍布世界各国，其中栽培面积最大的是西欧、北美、大洋洲和原苏联地区。
三叶草主要用作反刍动物的饲草饲料。
是一种世界性分布与栽培的优良豆科牧草。
该属在农业上有经济价值的有25种，其中最重要的约10种。
我国是世界上第2草地大国，三叶草在我国广泛种植，常见的野生种有白三叶、红三叶、草莓三叶草和野火球4种；引自国外的有杂三叶、绛三叶、地三叶和埃及三叶4种；目前栽培研究较多的是白三叶、红三叶及地三叶[1]。
三叶草具有生态适宜性强、侵占性强、耐践踏、利用年限长、营养丰富、产量高、耐粗放栽培管理、抗病虫危害和种植利用成本费用低等优点。
作为我国最重要的豆科牧草之一,三叶草不仅是重要的饲料作物,还在土壤改良、水土保持以及生态环境保护方面发挥着积极的作用。
但是,三叶草缺乏含硫氨基酸、较不耐旱、抗虫性差、易感染苜蓿花叶病毒等问题,常规育种难以解决,通过基因工程方法将目的基因导入三叶草是改良三叶草品质,增强其抗病、抗虫、抗逆能力的有效手段.近年来随着植物基因工程研究的进展,越来越多的转基因成功的报道也不断出现。
三叶草通过生物技术研究,可实现高蛋白基因、固氮基因、病虫害基因及抗逆性基因等转移,培育造福人类的牧草新品种，而必将会极大地促进畜牧业发展，促进地被覆盖和生态建设，对当地人民生活水平和生活环境的提高和改善具有重要的实践意义。
转基因植物生产药用蛋白研究概述
转基因植物生产药用蛋白研究概述抗病蛋白是一种重要的药用成分，它可以治疗多种慢性疾病，尤其是慢性病毒性疾病。
然而，大多数抗病蛋白的获得途径仍然是从动物器官中获得，这对动物的健康也是一种危险。
因此，如何利用转基因植物来生产药用蛋白成为了研究者们的热门话题。
本文旨在概述转基因植物生产药用蛋白的研究进展。
首先，为了让转基因植物能够生产出药用蛋白，研究者们需要克隆需要生产的蛋白基因，然后将其转移到植物细胞中。
为了避免基因整合紊乱，通常使用有害病原体的基因载体，如Agrobacterium tumefaciens和Bacillus thuringiensis（Bt），来承载外源基因。
载体传递系统通常是（Ti或Ri）单核苷酸多态性系统，其具有特异性感受器和运动，能够将外源基因安全地转移到植物细胞和组织中。
此外，研究者们还必须运用病毒载体来帮助转基因植物表达药用蛋白。
病毒载体可以以有毒的方式进行转基因，并有效地解决外源基因表达抑制问题。
研究者们已经发现特定的病毒载体可以有效地在植物系统中传播，可以改变或激活基因的表达，在转基因植物生产药用蛋白的过程中发挥重要作用。
此外，研究者们还应该考虑如何在转基因植物体内实现药用蛋白的高效生产。
研究发现，在转基因植物的质粒中进行基因载体融合可以有效地提高药用蛋白的转录水平。
此外，研究者们还发现，植物维生素E可以有效地抑制细胞毒性，促进抗病蛋白的表达，并有效提高抗病蛋白的产量。
当然，这些研究仍处于初步阶段，还有许多工作可以做，以提高药用蛋白的生产效率。
总的来说，转基因植物生产药用蛋白研究取得了长足的进步，但仍然面临着诸多挑战。
研究者们需要寻求新的技术来改善基因载体转移系统，提高转基因植物中药用蛋白的表达水平，有效地把抗病蛋白生产出来，进而实现社会所需的高品质药用成分。
希望通过持续努力，转基因植物能够有效地生产药用成分，从而改善人们的生活质量。
综上所述，转基因植物生产药用蛋白的研究已取得了一定的进展，但仍面临着诸多挑战。
课程论文—木本植物转基因研究进展
木本植物转基因研究进展摘要：从木本植物的概况及其转基因的现状、发展历程、研究现状、转化的目的基因、方法、受体系统、选择标记等方面入手，阐述了木本植物转基因研究的相关进展，并对各个环节的最新研究和存在的问题进行了简要的说明，探讨了可能的解决和替代方案，对于木本植物转基因未来的发展趋势进行了展望。
关键词：木本植物；转基因；研究进展1.前言木本植物指茎的木质化程度高、木质化细胞多、茎常较坚硬且直立的多年生植物，依形态不同，分乔木、灌木和半灌木三类。
自古以来，木本植物在人类社会的各个层面都扮演着极为重要的角色，如建筑、工业、园林、食品等，已经成为人类必不可少的资源之一。
此外，木本植物对于生物多样性、地表形态建成、全球气候等也有着决定性作用。
1974年，科恩（Cohen）将金黄色葡萄球菌质粒上的抗青霉素基因转到大肠杆菌体内，揭开了转基因技术应用的序幕[1]。
将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中，由于导入基因的表达，引起生物体的性状的可遗传的修饰，这一技术称之为转基因技术。
自诞生以来，转基因技术一直毁誉参半，一方面，转基因技术对于植物性状改良、新品种的研发及生物技术的进步有着莫大的贡献；另一方面，由于转基因技术的不成熟和应用领域的关系，产生了一些负面影响，如遗传漂变、性状退化、致病性等，导致人们对转基因技术产生误解。
即便如此，转基因技术的发展还是势不可挡，随着科学技术的不断进步和完善，转基因将有更多的用武之地。
长期以来，木本植物的改良主要是通过杂交育种的方式进行，但木本植物所特有的许多生物学特性，如较长的生长周期和童期、复杂的生殖方式、高度杂合性等，使得应用常规育种方法受到了极大的限制[2]，这就需求一种快速有效的方法来缩短木本植物的研究周期，从而更好地为人类的生产、生活提供帮助。
转基因技术的兴起，为木本植物各方面的研究提供了契机，也为经济发展、人们生活水平的提高提供了机遇，现已逐渐成为研究的热点。
转基因杨树的研究进展及应用前景
因的木 本 植物— — 杂 交 的 白杨 （ ｏｕ ｓｔｃｏａｐ Ｐ ｐｌ ｉ ｃｒａ与 Ｐ．ｅ． ｕ ｒｈ ｄ１ ｔｄｓ 交子 代 ） 这 引 起 了 人 们 对 转 基 因 树 研 究 的 极 大 兴 ｏｅ杂 ｉ ，
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２Ｏ Ｏ ２年 第 ４期 总 １１ ４ 期
山 东 林 业 科 技
Ｓ ａ ｄ ｎ ｏ ｅ ｔ ｃｅ ｃ ｎ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｈ ｎ ｏ ｇ Ｆ ｒｓｒ Ｓ ｉｎ ｅ ａ ｄ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｙ
２ ２ ００
Ｎｏ． ４
１ 抗 除 草 剂 的 研 究
抗 除草 剂对 于农作 物 的生 长来说 是非 常 必 要 的 ， 草剂 除 的应用 在发 达 国家 已相 当 普 及 ，５ ～１０ 的 栽 培 作 物 上 ８％ ０％ 都 使用 着 除草 剂 （ ａ ｌｙ １９ ， Ｃ ｓ ｅ ，９４） 因此 近 几 年 抗 除 草 剂 转 基 ｅ 因树 的研究 发展 迅速 。 １８ 年 ， ９６ 在得 到 第一 株 转 基 因 白杨 后
不 久 ， 除 草剂 基 因就被 转 入杂 交 的 白杨 Ｎ 抗 Ｃ一５ ３ （ ａｂ ３ ９ Ｐ． ／ ． ａ
虫的 毒杀 效 果 并 不好 。伍 宁 丰 等 （９ １ 以欧 洲 黑 杨 为研 究 １９ ）
对 象 ， Ｂ 毒 蛋 白 基 因 导 入 叶 片 获 得 再 生 植 株 ， ｏｔｅ 杂 将 ｔ Ｓｕ ｍ ｈ 交 证 明 确 有 外 源 基 因 插 入 ， 颖 川 等 （９ ３ 用 再 生 植 株 对 杨 田 １９ ） 尺蠖 进 行 实 验 ， ５— ９ 内 死 亡 率 达 ８ ％ 一９ ％ 。 颖 等 ｄ ｏ ６ 陈 （９ ５ 用 Ｂ 基 因 转 化 美 洲 黑 杨 ，Ｃ １９ ） ｔ Ｐ Ｒ实 验 证 明 部 分 植 株 已 成 功 地 进 行 了 转 化 。 王 学 聘 等 （９５ 将 携 带 ３ ｓ １９ ） ５ —Ｑ —Ｂ —Ｎ ｓ ｔ ｏ 的嵌 和基 因导 入 欧 美 杨 ， 转 化 植 株 ， 获 ３株 转 化 植 株 对 舞 毒 蛾 杀 虫 率 为 ５ ％ 一５ ％ ， Ｃ 和 Ｓ ｕｈｒ 杂 交 ， 明 Ｂ 毒 蛋 ５ ８ ＰＲ ｏ ｔｅ ｎ 证 ｔ
抗虫转基因植物
抗虫转基因植物。
全球每年农作物因虫害造成的损失约占总产量的13％，而目前对农作物害虫的防治主要依赖于化学农药，它不仅造成了严重的环境污染，而且给人类的健康带来巨大的威胁。
基因工程技术的发展为培育抗虫作物、增加作物产量提供了广阔的前景。
目前已有多种途径获得抗虫转基因植物，包括利用苏云金杆菌的δ-内毒素基因、蛋白酶抑制剂基因、外源凝集素基因、α-淀粉酶抑制剂基因和几丁质酶基因等转化植物细胞获得抗虫转基因植物。
蛋白酶抑制剂转基因植物。
蛋白酶抑制剂发现于1938年，其成分为分子质量6.460kDa 的多肽或蛋白质，它广泛存在于植物中。
蛋白酶抑制剂能与昆虫消化道的蛋白消化酶结合，形成酶—抑制剂复合物，从而阻断或降低蛋白酶对外源蛋白的水解作用，导致外源蛋白不能被正常消化。
同时酶抑制剂复合物也能刺激昆虫分泌过量的消化酶，引起昆虫厌食反应。
此外，蛋白酶分子还能通过消化道进入血液和淋巴系统，干扰昆虫的蜕皮过程和免疫功能，影响昆虫的正常发育。
植物中存在丝氨酸蛋白酶抑制剂、巯基蛋白酶抑制剂和金属蛋白酶抑制剂等，其中对丝氨酸蛋白酶抑制剂的研究最多。
丝氨酸蛋白酶抑制剂富含于植物的种子和储藏组织中，包括6个家族，其中豇豆胰蛋白酶抑制剂(CpTI)和马铃薯蛋白抑制剂II 的抗虫效果较为理想。
巯基蛋白酶抑制剂对以巯基蛋白酶消化植物蛋白的昆虫具有特异的抗性。
由于蛋白酶抑制剂对哺乳动物是无害的，早在1987年科学家就将CpTI的cDNA转移到烟草等植物中。
由于昆虫是一种相对高等的生物，对环境表现一定的适应性，因此在蛋白酶抑制剂转基因植物中出现的不足之处是昆虫对蛋白酶抑制剂表现一定的适应性，能被诱导合成对蛋白酶抑制剂不敏感的消化酶，或通过过量表达现有的消化酶来弥补被抑制的消化酶。
解决该缺陷的方法是将两种不同的蛋白酶抑制剂同时转化到植物中，或对蛋白酶抑制剂进行改造以提高抑制剂与靶蛋白的亲和力。
目前已有十多种蛋白酶抑制剂基因被转移到植物中，其中大部分工作集中于豆科、茄科和禾本科的丝氨酸蛋白酶抑制剂基因的转移。
小麦遗传转化方法及其研究进展
小麦遗传转化方法及其研究进展资源与环境学院姓名：漆海龙学号：3115701060摘要:在粮食作物中，小麦属于遗传转化最为困难的作物，加上转基因研究起步较晚，基因工程育种进程明显落后于其它作物。
随着基因枪的问世、新的选择标记基因和高效启动子的运用，1991年以后小麦转基因研究开始增多。
目前小麦遗传转化尽管有多种方法, 但转化效率仍然很低, 一个重要原因是遗传转化方法尚不成熟, 因此建立合适的转化方法是小麦遗传转化成功的关键. 本文综述了小麦基因枪转化、农杆菌介导的遗传转化和花粉管通道法等几种重要遗传转化方法研究的最新进展, 分析了各种方法的基本原理、优缺点及其影响因素. 关键词:小麦遗传转化, 基因枪法, 农杆菌介导法, 花粉管通道法正文：小麦是世界上最重要的粮食作物之一, 在中国是仅次于水稻的第二大作物，也是人类重要的植物蛋白质来源( 约占谷物蛋白质的38% ) . 其种植面积和产量约占谷物种植面积的30%. 小麦面粉约含70%~ 80% 的淀粉.通过遗传转化可以打破物种之间的遗传限制，利用转基因技术将外源基因导入小麦，可以实现新品种的定向改良，从而创造新的小麦品种。
与国外小麦相比, 我国小麦的蛋白质总量不低, 但是在加工品质上有较大差距, 主要原因是我国小麦贮藏蛋白缺少优质蛋白质亚基。
目前在小麦品质改良领域中主要有两个热点:一是通过特异地改变某些亚基的构成与比例, 增加小麦中蛋白质及必需氨基酸含量来改良其营养品质, 进而提高烘烤品质. 二是调节淀粉生物合成途径, 以培育直链淀粉含量少甚至没有蜡质的小麦品种,提高其加工品质. 近几年来,基因工程技术的发展和完善, 为小麦品种改良提供了一条新的途径. 小麦转基因研究大多采用授粉后13～14 d 的幼胚为受体材料，表达载体构建中普遍采用Ubi、E35S 等启动子和bar、nptⅡ、EPSPS 等筛选标记基因，筛选剂一般使用Bialaphos、Glufosinate、G418 和Glyphosate 等，成功利用的农杆菌菌系包括ABI、Agl1、c58C1、LBA4404 和CP4 等。
转基因甜菜研究进展_路运才
获得了报告基因的瞬时表达［２２］。Ｓｎｙｄｅｒ 等（ １９９９） 用基因枪轰击法对下胚轴来源的胚性愈伤组织进行转化， 转
化率最高达 ８％， 而用农杆菌介导甜菜子叶进行转化， 转化率仅为 ０．７％［２３］。Ｉｖｉｃ－ Ｈａｙｍｅｓ ＆ Ｓｍｉｇｏｃｋｉ（ ２００５） 利
用基因枪法对甜菜叶片进行遗传转化， 获得了稳定表达的转基因植株， 其转化率为 ０．９％￣３．７％［２４］。在国内， 刘
３ 甜菜转基因应用研究
３．１ 抗病转基因研究 近年来， 甜菜丛根病、根腐病和褐斑病等病害呈蔓延趋势， 对甜菜产量和含糖造成了严重影响。实践表
明， 选育抗病品种是最有效防治途径。由于抗病性受多基因控制， 且经常与一些不良性状基因相连锁， 给常规 杂交育种带来挑战。因此， 通过外源靶基因导入， 针对目标性状改良， 具有较强的定向性， 也提高了育种效率。 Ｅｈｌｅｒｓ 等（１９９１）利用农杆菌介导法将含有甜菜坏死黄脉病毒外壳蛋白基因的双元载体进行甜菜组织的遗传转 化， 并证实在甜菜毛状根中稳定整合和表达［２８］。姚华建等（１９９７）将构建的 ＢＮＹＶＶ 外壳蛋白基因整合到甜菜基 因组中， 并得到了表达。所得再生植株的整合及表达情况表现一致， 转基因甜菜对于 ＢＮＹＶＶ 的抗病性有待
２００８ 年
中国糖料
第１期
Ｓｕｇａｒ Ｃｒ ｏｐｓ ｏｆ Ｃｈｉｎａ
５７
综述
文章编号： １００７－ ２６２４（ ２００７） ０４－ ００５７－ ０４
院， 哈尔滨 １５００８０）
摘 要： 系统论述了转基因甜菜植株的培育、抗病、抗虫、抗除草剂、抗逆等研究进展 ， 并对甜菜转基因上存在的问题
的单菌落， 再由此发展成一个新的培养物。取固体培养基上 （ ＬＢ、ＬＢＡ 或
转基因牧草研究进展
Ｐｒ ｇ ｅ ｓｉ ｓａ ｃ ｎ Ｔｒ ｎ ｇ ｎ ｃ Ｇｒ ｓ ＣＨＥＮ — ｉｎ Ｚ ｏ ｒ ｓ ｎ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ａ ｓ ｅ ｉ ａｓ． Ｙｕ ｘａ ｇ， ＨＯＵ ｏ ｗｅ （ ｎ ｔｔ ｔ Ｄａ － ｉ Ｉ ｓｉｕ ｅ
ｆ Ｇｒ ｓｌ Ｓｃｅ ｃ Ｎｏ ｔｅ ｓ Ｎｏ ｍａ Ｕｎ ｗ ｒ ｌ Ｃ ａ ｇｃ ｕ １ ０ ２４ Ｃ ｉ ａ） ｏ ａｓ ｄ ａｎ ｉｎ ｅ， ｒ ｈ ａ ｔ ｒ ｌ ｉ ｅ ｓｔ ｙ， ｈ ｎ ｈ ｎ ３ ０ ， ｈ ｎ ： Ｇｒ ｓｌ ｄ ， Ｃ ｎ ａｓ ａｎ ０ ｈｉ ａ，Ｎｏ． ２ ０ Ｐ ５ ～ ６ ． ３， ０ ２， Ｐ． ９ ３
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第 ２ 卷 第 ３期 ４
Ｖｄ． ４ Ｎｏ ３ ２ ．
中
国
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地
２ ０ 年 ５月 ０２
Ｍａ ． ０ ｙ ２ ０２
Ｇｒ 基 因 牧 草 研 究 进 展
陈 玉香 ．周 道 玮
（ 东北 师 范大 学 草地 研 究所 吉林 长春 １０ ２ ） ３ ０ ４
了物 种之 间 生殖 隔离 障碍 ， 现 了基 因在 生 实
物 界 的 公 用 性 ， 富 了基 因 资 源 ； 现 代 新 技 丰 集
术于 一 体 ， Ｄ 如 ＮＡ 重 组 技 术 、 子 杂 交 技 分
术 、 胞 培 养 技 术 、 因 转 化 技 术 及 基 因 表 达 细 基
基 因和蛋 白酶 抑 制剂 基 因应用 的较为 普 遍 ， 而 利 用植 物 凝 集 素 基 因 的 抗 虫 基 因 工 程 才 刚
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中国草地 ２０ ０２年 第 ２ 卷 ４ 刚开 始 ， 得 的 转 基 因 植 株 对 人 、 是 否 有 获 畜 害， 有待 于验证 ［ 】 还 １。 ｏ
可用于转基因植物的抗虫基因
可用于转基因植物的抗虫基因一、Bt基因。
Bt基因可是抗虫基因里的大明星呢。
它是从苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis）里发现的。
你想啊，虫子吃了含有Bt基因表达出的蛋白质的植物，就像是吃了毒药一样。
这个蛋白质能特异性地和昆虫肠道里的一些受体结合，然后就把昆虫的肠道给破坏掉啦。
就好比在虫子的肚子里搞了个小破坏，让它没法好好吃东西，最后就饿死或者病死了。
像棉花就经常被转入Bt基因，这样棉花就不怕棉铃虫这个大坏蛋了。
以前没有转基因的时候，棉铃虫可把棉农们愁坏了，现在有了含Bt基因的棉花，棉农们就轻松多了，就像有了一个保护棉花的小卫士一样。
二、蛋白酶抑制剂基因。
这个蛋白酶抑制剂基因也很厉害哦。
它表达出的蛋白酶抑制剂可以干扰昆虫体内的消化酶。
虫子吃东西得靠消化酶来把食物分解成小分子才能吸收营养呀。
可是有了这个蛋白酶抑制剂呢，就像给虫子的消化酶戴上了手铐脚镣，让它们不能正常工作了。
昆虫吃了含有这种基因的植物，就消化不了食物，慢慢地就变得没力气了。
比如说，有的植物转入了大豆胰蛋白酶抑制剂基因，那些想要侵害植物的虫子就没辙了。
而且呀，这种基因对很多种害虫都有效果，就像一个多面手，不管是小甲虫还是小蛾类的幼虫，它都能对付一下。
三、植物凝集素基因。
植物凝集素基因也在抗虫的舞台上有它的一席之地。
植物凝集素就像是一个小陷阱，当昆虫吃了含有这种基因表达产物的植物后，凝集素会和昆虫肠道细胞表面的糖分子结合。
这一结合可不得了，就会影响昆虫肠道细胞的正常功能。
你可以想象成在虫子的肠道里设置了一些小障碍物，让虫子的肠道运转不正常。
像雪花莲凝集素基因，被转入到一些作物里，就可以抵御蚜虫等害虫的侵害。
那些蚜虫本来在作物上作威作福的，有了这个植物凝集素基因，就只能灰溜溜地跑啦。
四、其他抗虫基因。
除了上面说的这些比较常见的抗虫基因，还有一些其他的基因也在抗虫领域发挥着作用呢。
比如说一些能够影响昆虫神经传导的基因。
植物转基因抗性策略研究进展
126--农业经济•专题综述 DOI:10.16498/ki.hnnykx.2016.010.035自首次报道转基因植物表达植物病毒序列并表现抗病性以来，人们尝试了各种不同类型的抗性产生方法。
这些方法主要包括表达不同的病毒序列、非病毒序列、宿主来源的抗性基因及各种宿主防御反应因子等。
笔者主要围绕以上各种成分或序列介导产生的抗性展开综述。
1 病毒蛋白介导的抗性策略1.1 外壳蛋白介导的抗性外壳蛋白（Coat protein ，CP ）介导的抗性方法主要通过在转基因植株表达病毒的外壳蛋白基因从而获得抗此种病毒或相关病毒的能力。
1986年Abel 等[1]将烟草花叶病毒（TMV ）的外壳蛋白编码序列导入到烟草中，获得了具有TMV 抗性的抗病毒植株。
随后，科学家们先后将黄瓜花叶病毒（CMV ）、马铃薯Y 属病毒（PVY ）、辣椒重症花叶病毒（PepSMV ）等的外壳蛋白基因导入烟草植株后，均得到了抗病毒植株。
外壳蛋白介导的抗性可能是蛋白质水平介导的干扰或RNA 水平的沉默的结果，也可能同时存在蛋白质和RNA 两种作用机制。
此外，当接种高病毒剂量或接种病毒RNA 时，外壳蛋白介导的抗性普遍存在容易被打破的共性[2-4]。
1.2 复制酶基因介导的抗性复制酶（Replicase ）介导的抗性方法主要通过表达病毒复制酶通读序列、全长序列、突变序列及缺失序列获得具有抗病毒能力的植株。
1990年Golemboski 等[5]将TMV 的54KD 复制酶基因转入烟草植株，获得了高抗TMV 的转基因抗病毒植株。
研究表明，复制酶基因介导的抗性策略产生的抗性不具广谱性，接种非常高剂量的病毒时表现出强抗性，接种病毒RNA 时也表现出高水平的抗性[6]，但是表达缺失型复制酶蛋白编码序列表现出广谱抗性[7]。
关于复制酶基因介导的抗性机制尚无定论。
多数早期的研究认为复制酶基因介导的抗性是由蛋白介导的，稍后的研究却发现存在RNA 介导的过程，也许复制酶基因介导的抗性在蛋白质水平和RNA 水平存在互补或替换的过程[6]。
分子生物学发展简史
分子生物学发展简史作者：佚名来源：37C医学网 2004-6-22分子生物学的发展大致可分为三个阶段。
一、准备和酝酿阶段19世纪后期到20世纪50年代初，是现代分子生物学诞生的准备和酝酿阶段。
在这一阶段产生了两点对生命本质的认识上的重大突破：确定了蛋白质是生命的主要基础物质19世纪末Buchner兄弟证明酵母无细胞提取液能使糖发酵产生酒精，第一次提出酶（enzyme）的名称，酶是生物催化剂。
20世纪20-40年代提纯和结晶了一些酶（包括尿素酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶、黄酶、细胞色素C、肌动蛋白等），证明酶的本质是蛋白质。
随后陆续发现生命的许多基本现象（物质代谢、能量代谢、消化、呼吸、运动等）都与酶和蛋白质相联系，可以用提纯的酶或蛋白质在体外实验中重复出来。
在此期间对蛋白质结构的认识也有较大的进步。
1902年E milFisher证明蛋白质结构是多肽；40年代末，Sanger创立二硝基氟苯（DNFB）法、Edman发展异硫氰酸苯酯法分析肽链N端氨基酸；1953年Sanger和Thomp son完成了第一个多肽分子--胰岛素A链和B链的氨基全序列分析。
由于结晶X-线衍射分析技术的发展，1950年Pauling和Corey提出了α-角蛋白的α-螺旋结构模型。
所以在这阶段对蛋白质一级结构和空间结构都有了认识。
确定了生物遗传的物质基础是DNA虽然1868年F.Miescher就发现了核素（nuclein），但是在此后的半个多世纪中并未引起重视。
20世纪20-30年代已确认自然界有DNA和RNA两类核酸，并阐明了核苷酸的组成。
由于当时对核苷酸和硷基的定量分析不够精确，得出D NA中A、G、C、T含量是大致相等的结果，因而曾长期认为DNA结构只是“四核苷酸”单位的重复，不具有多样性，不能携带更多的信息，当时对携带遗传信息的侯选分子更多的是考虑蛋白质。
40年代以后实验的事实使人们对核酸的功能和结构两方面的认识都有了长足的进步。
转基因水稻研究进展_唐梅
化技术的不断发展使得通过转基因技术改良水稻遗传特性成为可能。本文综述了近年来国内外转基因水稻的研究现状。 关键词： 转基因； 水稻； 研究进展 中图分类号： +(%% 文献标识码： , 文章编号： %""&$-***.!"")/"($""-!$")
水稻是世界上最重要的粮食作物之一，杂种 优势的成功利用使得水稻产量得到了极大的提 高，为解决世界范围内的粮食危机做出了极大的 贡献。但是， 自 !" 世纪 -" 年代以来， 杂交水稻的 产量就处于徘徊不前的局面。 有专家预测， !"#" 至 世界人口将成倍增加至 %%" 亿， !"(" 年， &"0 生活 于人口过剩的发展中国家1%2。 粮食需求的大量增加 与耕地面积急剧减少之间的尖锐矛盾的解决依赖 于单位土地面积上的粮食产量的巨大增加。而且 随着人们生活水平的不断提高，对于稻米品质的 需求也越来越高。因此不断提高水稻产量和改良 其品质是当前水稻育种的重要任务，这一任务的 完成单纯依靠传统的遗传育种是不可能实现的。
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乐山师范学院学报
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转基因水稻研究进展
唐 梅
（乐山师范学院 环境与生命科学系， 四川 乐山 *%)"""）
摘
要： 水稻是世界上最重要的粮食作物之一， 不断提高其产量和改良其品质是当前水稻育种的重要任务。水稻遗传转
转基因技术在大豆育种上的研究进展及发展趋势
转基因技术在大豆育种上的研究进展及发展趋势摘要：近年来，转基因技术在大豆上的研究重点主要集中在建立高效再生体系和稳定地遗传转化体系方面，随着遗传转化技术的发展，我国已获得了抗病、抗虫转基因的大豆植株并取得突破性进展。
本文就大豆遗传转化在受体系统(器官发生受体系统、体细胞胚胎发生受体系统、原生质体受体系统)以及转化方法(农杆菌介导法、基因枪法)等方面的研究进展情况进行了综述，并对今后大豆转基因研究方向进行了探讨。
关键词：大豆；遗传转化；转基因；农杆菌；基因枪1 大豆再生体系研究进展大豆的组织培养于20世纪60年代开始，一直到80年代分别建立了组织、细胞、原生质体水平的植株再生技术，为大豆的外源DNA导人提供了有效的受体系统。
1．1 大豆体细胞胚胎发生再生系统大豆体细胞胚胎发生本身繁殖快、单细胞起源、两极性等优点，是遗传转化的基础，不会出现嵌合体问题，而且体细胞胚团高密度高质量，遗传上稳定，可以一次获得大量植株；体细胞胚团可以在适宜的条件下保存，仍然具有再生能力，因此是基因枪和农杆菌转化的最适宜的受体系统。
大豆体细胞胚胎发生再生系统采用的外植体主要为未成熟子叶、胚轴、完整幼胚。
诱导培养基主要为Ms以及改良培养基，生长调节物质主要为2，4．D和NAA。
80年代初期，Christianson等旧1以幼胚轴为外植体，诱导体细胞胚胎发生，首先获得再生植株。
随后，Ranch等对2，4．D诱导的大豆未成熟胚的体细胞胚胎发生系统进行了较为详细的研究。
Lazzeri等用10mg．L～2，4．D诱导了大豆幼胚子叶的体细胞胚胎发生。
他们认为2，4一D诱导大豆体细胞胚胎发生虽然频率高，但形态不正常，难以萌发形成完整植株。
NAA诱导的大豆体细胞胚胎发生虽然频率低，但是形态正常，可以不经过愈伤组织而直接生成子叶期体细胞胚。
最后获得可育再生植株。
周思军等通过大豆幼胚培养，经过体细胞胚胎发生和组织培养获得再生植株，并对影响大豆体细胞胚胎发生的因素进行了系统研究。
植物抗病基因研究进展
植物抗病基因研究进展摘要：植物抗病基因在植物抗病过程中起重要作用。
综述了植物抗病基因的克隆方法，结构特点，作用机制以及未来的发展前景。
关键词：R-基因；克隆方法；结构特点；作用机制中图分类号：S432.2+3；Q785 文献标识码：A 文章编号：0439-8114(2008)05-0598-03 Advance on Plant Resistance Gene ResearchSUN Wen-li1，2，3，LIU Yu-hui2，3，WU Yuan-hua1，FU Jun-fan1(1. Plant Pathology Department，Shenyang Agricultural University，Shenyang 110161，China；2. Biotechnology Research Institute，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Beijing 100081，China；3. Important Scientific Engineerings of Gene Resources and Gene Improvement of China＇s Crops，Beijing 100081，China)Abstract：R gene played an important role in defending the disease. This paper reviewed the gene cloning，structure characteristic，function mechanism and the foreground of R gene.Key words：R gene，gene cloning，structure characteristic，function mechanism R基因在植物的病害防御过程中起着非常重要的作用。
水稻巯基蛋白酶抑制剂基因(OCI )转化甘薯获得转基因植株
RB, 右边界;
,新霉素磷酸转移酶Ⅱ 基因; 水稻巯基蛋白酶
抑制剂基因;LB, 左边界。
RB, right boundary;
, neomycine phosphotransferaseⅡ ; ,
oryzacystatin I; LB, Left boundary.
1.2 基因及根癌农杆菌菌株
携带 基因的质粒 pBinh 以及根癌农杆菌
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36
农业生物技术学报
2004 年
Carb 和 50 mg/L Kan 的 MS 固体培养基上，愈伤组 织形成了体细胞胚，体细胞胚进一步发育成熟并发 芽形成小植株（图 4）。将得到的小植株进一步转移 到添加 50 mg/L Kan 的 MS 培养基上，获得了 13 个 独立的转化株系。
有 2 mg/L 2,4-D 和 300 mg/L Carb (carbencillin)、但不含有 Kan (kanamycin)的 MS 液体培养基中培养 5 d，然后在含有 2 mg/L 2,
4-D、50 mg/L Kan 和 300 mg/L Carb 的 MS 液体培养基中进行选择培养。选择培养 4 周后，将直径约 1 mm 的抗 Kan 细胞团转移到
JIANG Sheng-Jun LIU Qing-Chang ** ZHAI Hong WU Li-Sha WANG Yu-Ping
（ Key Laboratory of Crop Genomics and Genetic Improvement, Ministry of Agபைடு நூலகம்iculture, China Agricultural University, Beijing 100094, China ）
植物蛋白酶抑制剂及其在抗虫植物基因工程中的应用
８ ６— ８ Ｏ ８ｌ ２ ［０ ｖ Ｉ ｅ ａｄ Ⅱ ＆ ．１９ ２ ３ ３ ０＿ ７ １ ］ 山 ｎｅＤ ｄＳ ２ 一 ９６ ７ ： ７ －３ ３ ［ 】 ＣａｋＳ ｔ １］ ｌ Ｅｅ ｒ Ｃ／ ｌ９ ９ ５５ ８ ｅ ， ９７８ ： ７ —５５ ／
维普资讯
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２ ０ ７
《 命 的化学 》 ０ ２年 ２ 生 ２０ ２卷 ３期
文 章 编 号 ：０ ０ １ ３ ２ ０ ０ ４２ ０ ３ １０ —３６（ ０ ２） ３ ）７ ４ ）
植 物 蛋 白酶 抑 制 剂 及 其 在 抗 虫 植 物 基 因 工 程 中 的 应 用
Ｐ ｏ ： ｔ‰ ｄ ｃ Ｕ Ａ， ９ ６ ｒｃＶ ｌ ａ ｉ Ｓ １９ ， Ｓ
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家族 （ １ 。这 些抑制蛋 白的分子量 一般较 表 ） 小 ， 常在 ５～２ Ｄ之 间 。 通 ５ｋ 根 据 蛋 白酶 抑 制 剂 所 抑 制 的 蛋 白酶 类 型 可 将 其 划 分 为 ４种 类 型 ， 丝 氨 酸 蛋 白 酶 抑 即 制 剂 、 基 蛋 白 酶 抑 制 剂 、 性 蛋 白 酶 抑 制 巯 酸 剂 、 属 蛋 白 酶 抑 制 剂 … 。 丝 氨 酸 蛋 白 酶 抑 金 制 剂 和 巯 基 蛋 白酶抑 制 剂 可 以明 显 的抑 制 植 食性 昆虫 的生 长和发 育 ， 目前转 基 因研 究 是 中应 用 最 多 的 两 类 蛋 白 酶 抑 制 剂 ， 中 丝 氨 其 酸蛋 白 酶 抑 制 剂 主 要 包 括 Ｂｗ ａ－． 、 ｏ ｍ ｎＢｒ ｋ Ｋ ｎｔ、Ｉ ｕ ｉ Ｐ—Ｉ、Ｉ Ⅱ４个 家 族 。 ｚ Ｐ－
转基因育种研究进展（精选）
作物转基因育种研究进展摘要：近年来，植物基因工程取得了辉煌的成就，而转基因技术由于其巨大的产业价值,特别是在作物品质改良、产量和抗逆性提高等方面的明显优势,一直是国际农业高新技术竞争的焦点和热点。
本文主以棉花、玉米、水稻为例就转基因育种技术在作物上的研究进展进行相关的介绍。
关键词：作物，棉花，玉米，水稻，转基因育种，研究进展植物转基因技术是指利用重组技术、细胞DNA培养技术或种质系统转化技术将目的基因导入植物基因组，并能在后代中稳定遗传，同时赋予植物新的农艺性状，如抗虫、抗病、抗逆、高产、优质等。
常规育种常常受有性杂交亲和性的制约，而利用转基因技术可以打破物种界限、克服有性杂交障碍，快速有效地创造遗传变异，培育新品种、创造新类型，大大缩短新品种育成的时间。
因此，随着现代生物技术的迅速发展，植物转基因技术也蓬勃发展［1］。
1 转基因棉花育种的研究与进展近年来，随着基因工程技术的不断发展，利用生物技术来创新棉花种质资源和培育新品种是一条非常有效的途径，极大地推动了棉花遗传育种的发展［2］。
中棉所是世界上唯一可以同时采用农杆菌介导法、花粉管通道法、基因枪轰击法快速获得转基因抗虫棉新材料的技术平台,能将植物嫁接技术成功应用于转基因棉花的快速移栽,成活率超过90%。
未来3~5年,中棉所将挖掘、整合与优化抗病、抗除草剂等基因10个,筛选高产因子、高品质纤维等基因或分子标记150个,创造转基因棉花育种新材料100份以上,培育重大新品种(组合)3~5个。
1.1转抗虫基因1991年成功将外源Bt基因导人棉株中，1992年人工合成了全长1824bp的CrylAb和CrylAc融合的GFMCry1A基因，并于1993年采用农杆菌介导法和外源基因胚珠直接注射法成功导入晋棉7号、中棉12、泗棉3号等主栽品种，获得了高抗棉铃虫的转基因棉花株系；包含CryIAc和AP基因双价抗虫基因载体，通过农杆菌介导转化冀合321胚性愈伤组织，经6代筛选后培育出抗棉铃虫90%的纯合品系，且农艺性状均优于对照。
浅谈转基因作物的研究进展
９Ｏ 作物 栽培 史上 的一 场空 前革命 。 Ｏ０年
涉及各类基因 １３ ０ 种。近年来有近 ２ 种转基 因植 Ｏ
物进 入 了 田 间试 验 或 环 境 释 放 阶段 。 至 １９ ９９年 ，
【 关键词 】 基因 物； 源 因； 体 转 作 外 基 受
中图分 类号 ：Ｑ９３ ２ ４ ． 文献 标识 码 ：Ａ
万公顷，增幅为 １％，达到了 １ ２ ３ ． 亿公顷，首次 ０
前
言
突破 １ 公 顷大 关 ；种 植 转 基 因 作 物 的农 户 数 量 亿
首 次超 过 了 １０ 户 ； １９ ０ ０万 ９ ６年 到 ２ ０ ０ ６年 的 累计
同程度 的抗虫 性 。抗虫 基 因有 两类 ： （ ）Ｂ 杀 虫 １ ｔ
２ 转基 因作物的研究
蛋白基因，来 自苏云金芽孢杆菌 ，现已导入棉花、 玉 米 、水 稻、 烟 草 、番 茄 、 马 铃 薯、 胡 桃
２ １ 抗病 基因 ．
（ ｇ ｎ ｓ．、杨树 （ｏｕ ｓ ｐ ） Ｊ ｌ ｓｐ） ｕａ Ｐｐｌ ．、落叶松 （ ｘ ｕｓ Ｉ ｓ． ；（）蛋 白酶抑制剂基因，可抑制蛋 白酶 ｐ ）等 ２
得 了多项 里程碑 式 的成果 。
１２ 我 国转基 因作物 的发 展 ．
和连接 ，构成重组 Ｄ Ａ分子，然后导人受体细胞 Ｎ 内整合 、表达 ，并能通过无性或有性繁殖过程将
外源基因遗传 给后代。若受体为农作物称为转基
因作 物 （ｅｅｃｌ ｏｉｅ ｒｐ ＭＣ 。从 表 面 ｇｎｔａｙｍ ｄｆｄｃ ，Ｇ ） ｉ ｌ ｉ ｏ
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蛋白酶抑制剂基因及转基因植物研究进展摘要：植物蛋白酶抑制剂是除Bt之外又一个愈来愈研究较多的抗虫基因资源，其分布广泛，在豆科、茄科、禾本科、葫芦科及十字花科等植物中存在较多。
植物蛋白酶抑制剂抗虫基因主要通过2种途径获得并在多种植物中进行转化，获得抗虫转基因植株。
植物蛋白酶抑制剂在基因工程中的应用已有很大的发现进展。
关键字：蛋白酶抑制剂基因作用机理转基因正文：一蛋白酶抑制剂作用机理广泛存在于植物组织中的蛋白酶抑制剂是一种多肽物质, 对许多昆虫有防卫作用。
该基因及其编码区域较小、没有内含子。
研究表明, 这些蛋白酶抑制剂在植物对危害昆虫以及病原体侵染的夭然防御系统中担当着重要角色。
昆虫饲喂实验发现, 某些纯化的蛋白酶抑制剂具有明显的抗虫作用。
利用蛋白酶抑制剂基因来提高植物的抗虫能力, 已成为植物基因工程研究的一个热门领域。
在植物中发现有三类蛋白酶抑制剂: 丝氨酸蛋白酶抑制剂, 琉基蛋白酶抑制剂和金属蛋白酶抑制剂。
其中对丝氨酸类蛋白酶抑制剂的研究最为透彻, 目前在植物中至少已经发现有6 个家族, 其中的弧豆胰蛋白酶抑制剂, 马铃薯蛋白酶抑制剂兀的抗虫效果最为理想。
蛋白酶抑制剂的杀虫机理蛋白酶抑制剂杀虫的机理在于: 它能与昆虫消化道内的蛋白消化酶相互作用形成酶抑制剂复合物( E l ) 阻断或减弱消化酶的蛋白水解作用。
所以, 一旦昆虫摄食进蛋白酶抑制剂, 就会影响外来蛋白的正常消化, 同时, 蛋白酶抑制剂和消化酶形成E l 复合物, 能刺激消化酶的过量分泌, 通过神经系统的反馈, 使昆虫产生厌食反应。
由于蛋白酶抑制剂抑制了昆虫的进食及消化过程, 不可避免地将导致昆虫缺乏代谢中必需的氨基酸, 最终造成昆虫的非正常发育或死亡。
二植物蛋白酶抑制剂基因作用机理及获得的途径蛋白酶抑制剂基因的作用机理及其应用蛋白酶抑制剂( P l ) 是自然界含量最为丰富的蛋白种类之一, 存在于所有生命体中。
国内外有关抗虫的植物蛋白酶抑制剂基因的获得大多通过2种途径。
一种通过从植物不同部位的组织或细胞中提取抗虫活性蛋白，然后分析其起作用的活性核苷酸序列，继而克隆和转化到寄主细胞，进行筛选和选育抗虫树种。
利用该方法获得抗虫树种的研究越来越多，该方法中最为关键的环节是蛋白酶抑制剂提取和活性测定方法的选择和建立。
植物蛋白酶抑制剂分离和纯化的策略主要依据不同植物中的蛋白酶抑制剂生理生化的性质和特点，设计试验方案和步骤。
植物蛋白酶抑制剂属于分子量较小的蛋白质或多肽，在分离和纯化时主要利用其溶解度、分子量、电荷、等电点等性质，单独或联合使用几种如梯度洗脱、分子筛层析、亲和层析、电泳等经典技术，达到分离和纯化的目的。
但不同植物蛋白酶抑制剂的分子量、电荷等特性有差异，在分离不同植物蛋白酶抑制剂时所选用的层析介质、缓冲液的pH和浓度大小、电泳时的分离胶和浓缩胶的浓度和交联度都有差别，这些均需要通过深入了解不同植物来源蛋白酶抑制剂的特性设计相应的试验技术。
就目前已提取的蛋白酶抑制剂而言，大多数蛋白酶抑制剂都具有耐热性和相对分子量小的特点。
从水稻种子中提取的水稻巯基蛋白酶抑制剂，其分子质量为12．0 ku，在100℃下温浴30 min，其抑制活性没有改变；曾仲奎等分离水稻种子获得的巯基蛋白酶抑制剂也具有该特点，证实了Abe等试验结果的可靠性，而后又分别从玉米、百合、小麦等农作物中分离到了巯基蛋白酶抑制剂，获得了一致的试验结果。
从防己科植物波叶青牛胆分离到一种胰蛋白酶抑制剂(TCTI)，其相对分子量为10．0 kd，在100 oC下加热60 min，仍保持93％的抑制活性；王从海芋、从花生中均分离到胰蛋白酶抑制剂，并证实了丝氨酸蛋白酶抑制剂也具有上述特点。
基于蛋白酶抑制剂的特点，在其分离时大多数研究者采用对蛋白酶抑制剂提取液加热的方法以除去大量不耐高温的杂蛋白，从而极大地简化了试验步骤。
为获得较纯的蛋白酶抑制剂样品，目前通过HPLC、RP．HPLC和FPLC色谱研究方法越来越多，极大地提高了样品的纯度，为获得蛋白酶抑制剂的结晶和研究其空间结构及特性提供了技术保障。
有关蛋白酶抑制剂活性测定，传统的方法主要利用酶和抑制剂作用的动力学测定法，但该方法的缺点是花费时间长，试验条件不易控制，容易造成试验误差。
近年来随着电泳技术的日臻完善，新的快速、准确的鉴定方法应运而生，应用一种快速聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定了蛋白酶抑制剂，应用SDS—PAGE一明胶电泳检测了植物蛋白酶抑制剂。
该方法主要根据特异植物蛋白酶抑制剂抑制靶蛋白酶的作用从而阻止水解的原理，借助明胶一聚丙烯酰胺凝胶电泳分离样品，经蛋白酶水解后，用考马斯亮蓝染色；是一种简便、直观、灵敏的检测蛋白酶抑制剂活性的方法，该方法还可以进行大量样品的筛选工作，极大地加快了蛋白酶抑制剂的活性测定。
另一种获得植物蛋白酶抑制剂抗虫基因的途径是利用目前已有的植物蛋白酶抑制剂基因序列，比较其同源性，找出保守序列，在此基础上设计引物、扩增和测序，同时在构建目标材料CDNA文库的基础上，通过基因序列的比对，查找目标材料中是否存在该植物蛋白酶抑制剂基因的序列，在此基础上，通过相应的分子生物学技术扩增出目标材料中蛋白酶抑制剂的序列片段，找出基因全长的CDNA序列，然后在一定的载体上扩增和表达，得到目的蛋白序列，最后鉴定其功能。
三蛋白酶抑制剂转基因作物（GMO）发展进程自1987 年首次将豌豆蛋白酶抑制剂( Cow pea Tr ypsin Inhibitor, CpT I) 基因转入烟草并获得抗虫植株以来, 有关利用PI 基因获得抗虫GMO 作物的研究取得了很大的进展。
迄今为止, 自然界共发现四大类蛋白酶抑制剂: 丝氨酸蛋白酶抑制剂、巯基蛋白酶抑制剂、金属蛋白酶抑制剂和酸性蛋白酶抑制剂。
其中只有前两者对昆虫的生长和发育有明显的抑制作用, 在抗虫GMO 作物中应用较广。
丝氨酸PI 与抗虫GMO 作物关系最为密切, 因为大部分昆虫肠道内的蛋白酶是丝氨酸蛋白酶。
目前已有多种丝氨酸PI 基因及其cDNA 被克隆, 包括豇豆胰PI 基因、马铃薯PI-Ⅰ和PI-Ⅱ基因、大豆胰PI 基因等, 获得了一批转PI 的烟草、水稻等作物, 其中, CpT I 的杀虫效果最好, 具有广谱抗虫性, 抗虫谱包括鳞翅目、鞘翅目和直翅目等害虫。
马铃薯PI-Ⅱ家族基因具有损伤诱导型启动子, 能更有效地抑制昆虫肠道蛋白酶的活性。
马铃薯PI-I 家族对类胰凝乳蛋白酶和枯草杆菌蛋白酶具有专性识别能力, 主要抑制凝乳蛋白酶的活性, 但由于多数昆虫消化道内利用的是胰蛋白酶, 所以, 马铃薯PI-Ⅰ家族GMO 作物抗虫效果不理想。
巯基PI 在植物、动物和微生物中均有发现, 是一类可逆性竞争抑制剂, 其基因是用于防治那些利用巯基蛋白酶作为消化酶的害虫( 如大部分鞘翅目昆虫) 的优良基因。
Abe 等克隆出了玉米巯基蛋白酶抑制剂( Corn cystain, CC )的cDNA, 全长960 bp,含完整的编码序列, 成熟的CC 为135个氨基酸, 有Gly-Val-Ala-Gly 组成的保守区。
目前已获得转水稻巯基蛋白酶抑制剂的烟草和水稻, 试验证明对赤拟谷盗、米象、马铃薯甲虫、豇豆象等均有明显的抑制作用。
金属硫蛋白( MT ) 是一类低分子质量、富含半胱氨酸的金属结合蛋白, 对金属离子Cd2+ , Zn2+ , Cu2+ 等有较强的亲和力。
2000 年报道了小鼠金属硫蛋白IcDNA 通过根癌农杆菌介导转入枸杞, 并由此产生了富集锌的GMO 枸杞。
目前酸性蛋白酶抑制剂只在赛莨苔属的一些植物中发现过, 其他植物中还未发现。
此外, 人们还发现了许多与抗虫性有关的新型PI 基因, 如韧皮部PI 基因, 瓜类受到害虫和病原菌侵害时, 韧皮部从伤口释放出含大量PI 的汁液, 可使伤口愈合。
现在已转入植物的PI 基因至少有10 多种, 主要来自大豆、豇豆、番茄和马铃薯等, 我国也已获得了转CpT I 烟草。
4 前景与展望在自然界中, 植物自身对害虫有多种防卫措施, 例如植物体内的各种次生代谢产物对害虫大都有毒性, 但这些物质的生物合成途径过于复杂, 很难用于抗虫转基因工程。
而且也不是所有的抗虫基因都适合转入植物。
目前抗虫基因工程中常用的是单基因编码的蛋白质, 如B. t . 毒素蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因等。
为了更好地推进植物抗虫基因工程的发展和应用, 今后应该在以下几个方面加强研究工作: 1) 随着昆虫及植物的进化, 需要不断寻找新型、高效的抗虫基因, 并深入研究其抗性机制。
2) 加强对抗虫基因在转基因植株后代中的遗传和表达稳定性的研究, 不断利用更新更强的启动子调节抗虫基因的表达。
3) 深入研究害虫产生抗性的机制并制定切实有效的抗性治理措施, 抗虫基因的引入与昆虫抗性管理应同时开展。
随着对抗虫GMO 作物研究的不断深入和基因工程产品管理和法律制度的逐渐完善, 抗虫基因工程商品化的前景是十分光明的。
植物抗虫基因工程作为生物技术花园里的一朵奇葩, 必将为21 世纪世界农业的大发展发挥更强的推动作用。
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