转基因抗虫棉原理
抗虫棉培育的原理
抗虫棉培育的原理
抗虫棉培育的原理是通过基因工程技术将特定的抗虫基因导入到棉花植株中，使这些植株能够抵抗一定的害虫攻击。
这些抗虫基因可以来自于其他植物、微生物或动物的抗虫基因。
具体而言，抗虫棉培育的步骤如下：
1. 确定目标虫害：首先需要确定目标虫害种类，例如棉铃虫（Helicoverpa armigera）或蚜虫等，以便选择合适的抗虫基因。
2. 筛选抗虫基因：从其他物种中筛选和鉴定抗虫基因。
这些基因可能具有杀虫或抑制虫害发生的功能。
3. 克隆抗虫基因：使用分子生物学技术克隆所筛选的抗虫基因，并在适当的载体上构建基因表达载体。
4. 转化棉花植株：将构建好的基因表达载体导入到棉花植株中。
这可以通过注射、农杆菌介导转化等方式实现。
5. 培育转基因棉花植株：经过转化的棉花植株经过愈伤组织培养、再生以及筛选等步骤，获得具有抗虫基因的转基因棉花植株。
6. 遗传稳定性测试：通过遗传稳定性测试，筛选出稳定的抗虫转基因棉花植株。
7. 田间试验与商业化推广：将获得的抗虫转基因棉花植株进行室内和田间试验，测试其抗虫性能以及对其他性状的影响。
如果试验结果良好，可以考虑商业化推广。
通过抗虫棉培育，科学家们可以提高棉花的耐虫性，减少农药使用量，并降低棉农的经济负担，同时也有助于减少对环境的污染。
转基因抗虫棉花基因类型及原理研究进展
转基因抗虫棉花基因类型及原理研究进展孙璇;马燕斌;张树伟;段超;王新胜;李燕娥【摘要】评述了苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白基因、苏云金芽孢杆菌营养期杀虫蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、植物外源凝集素类基因、RNA干扰技术涉及到的一些昆虫来源基因等几类抗虫基因的抗虫机理及其在转基因棉花中的应用,并分析了抗虫转基因棉花研究目前存在的问题和发展趋势.通过回顾总结我国转基因抗虫棉已取得的成果,以了解我国现阶段转基因抗虫棉研究的进展程度,为进一步研究转基因抗虫棉提供方向.【期刊名称】《山西农业科学》【年(卷),期】2016(044)001【总页数】4页(P115-118)【关键词】棉花;转基因;抗虫基因【作者】孙璇;马燕斌;张树伟;段超;王新胜;李燕娥【作者单位】山西省农业科学院棉花研究所,山西运城044000;山西省农业科学院棉花研究所,山西运城044000;山西省农业科学院棉花研究所,山西运城044000;山西省农业科学院棉花研究所,山西运城044000;山西省农业科学院棉花研究所,山西运城044000;山西省农业科学院棉花研究所,山西运城044000【正文语种】中文【中图分类】S562棉花（Gossypium hirsutum L.）隶属于锦葵科（Malvaceae）棉属（Gossypium），是世界上最主要的经济作物之一，同时，其也是我国重要的经济作物之一。
随着基因工程技术的快速发展，转基因抗虫棉得到了迅猛的发展。
转基因抗虫棉基因类型主要有：苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白（Insecticidal Crystal Proteins，ICPs）基因；苏云金芽孢杆菌营养期杀虫蛋白（Vegetative Insectidal Proteins，VIPs）基因；蛋白酶抑制剂（Proteinase Inhibitors，PIS）基因；植物外源凝集素（Lectins）类基因以及RNA干扰技术（RNAi）所涉及到的一些昆虫来源基因等。
转基因抗虫棉
转基因抗虫棉存在的问题1抗虫性的时空变化转基因抗虫棉抗虫的时空性包括两个方面, 一是指棉株不同的发育时期对棉铃虫的抗性不同,二是指棉株的不同部位、不同器官的抗虫能力也不同。
研究表明,抗虫棉的抗虫性随着棉株生育期进展而降低,即抗虫棉的杀虫活性主要在棉铃虫的一代和二代,而在第三、第四代时明显降低;在同一时期内,棉株营养器官的抗虫性较生殖器官要强,即叶(蕾(铃(花,其中以花蕾的抗性最弱,棉田中的幼虫多在花蕊中找到。
所以,转Bt基因棉在受二、三代棉铃虫危害较重的黄淮海棉区抗虫性比较好,而在受三、四代棉铃虫危害较重的长江流域棉区抗性较弱。
2抗虫范围狭窄,抗虫强度差现有抗虫棉的抗性比较单一,只对棉铃虫、红铃虫等少数鳞翅目害虫有杀虫效果。
而危害棉田的害虫极多,抗虫棉对他们没有抗性。
此外,转基因抗虫棉仅对低龄幼虫抗性较强,而对高龄棉幼虫效果不明显。
因而抗虫棉在棉花生长后期仍要一定的农药防治。
3害虫抗性的问题用抗虫棉在室内逐代汰选棉铃虫初孵幼虫,抗虫棉对汰选种群的抗性等级由“高抗”级分别降低为“抗”和“中抗”级。
大量实验表明,棉铃虫对抗虫棉会产生抗性。
这就存在着不仅Bt抗虫棉失效,而且Bt生物农药失效的巨大隐患。
4安全性问题转基因抗虫棉的安全性问题包括三个方面的问题:一是抗虫棉对环境或生态的影响;二是棉铃虫产生抗性的隐患;三是抗虫棉的棉子及其加工品对人、动物的影响中国转基因抗虫棉的发展对策对于转基因抗虫棉,我国政府有关部门坚持“积极、稳妥、科学、合法”的原则,积极扶持发展转基因抗虫棉。
按照“降低成本、增加效益、提高竞争力”的要求,通过种植转基因抗虫棉,减少农药投入及施药用工,提高棉花单产,进一步增强国产棉花的竞争力。
1关于转基因抗虫棉的研究对策1.1培育转多基因抗虫棉。
研究表明,单价基因抗虫棉产生抗性个体的机率为10-6,而双价基因抗虫棉则为10-12。
目前已发现的抗虫基因有Bt基因、CpTI基因外,还有淀粉酶抑制剂基因、外源凝集素基因、几丁质酶基因、蝎毒素基因、脂肪氧化酶基因等,并将会不断发现新的抗虫基因。
抗虫棉的原理还能有啥应用
抗虫棉的原理还能有啥应用1. 抗虫棉的原理抗虫棉是一种经过基因改良的棉花品种，其具有抗虫能力，能够抵抗害虫的侵害，从而减少农药的使用。
抗虫棉的原理主要基于以下几个方面：1.基因改良：抗虫棉是通过遗传工程方法，将某些具有抗虫能力的基因导入到棉花基因组中，从而使得棉花具备抗虫性。
这些基因可能来源于其他抗虫植物或昆虫。
2.毒素产生：抗虫棉中的基因能够编码产生特定的毒素，这些毒素能够杀死或阻止害虫的生长和繁殖。
常见的毒素包括杀虫蛋白和抗虫蛋白等。
3.抗虫咬食：抗虫棉中的基因改良使得棉花更加抗虫的同时，也能减少害虫对棉花的咬食程度。
这是因为抗虫棉中的基因使棉花具有更加坚韧的纤维和外壳，不容易被害虫啃食。
4.抗虫激素：抗虫棉中导入的基因可以促使棉花产生一些特殊的抗虫激素，这些激素能够干扰害虫的生长和发育过程，从而降低害虫对棉花的威胁。
2. 抗虫棉的应用除了抵御害虫的侵害，抗虫棉还有许多其他应用。
以下是一些抗虫棉的应用案例：•农业生产：抗虫棉的广泛种植可以减少农药的使用，降低农业生产成本，提高棉花的产量和质量。
抗虫棉还可以减少害虫对其他农作物的侵害，降低农业灾害风险。
•环境保护：抗虫棉的种植能够减少农药的使用量，降低农药对环境的污染。
农药在大量使用时可能对土壤、水源和生态系统产生负面影响，抗虫棉的种植可以减少这种影响。
•食品安全：由于抗虫棉的种植可以减少农药的使用，所以从抗虫棉生产的棉花制品和食品也会相应减少农药残留。
这对人类健康具有积极影响。
•科学研究：抗虫棉的研究为农业科学和生物技术领域提供了宝贵的实验材料。
研究人员可以通过研究抗虫棉的基因改良机制，深入了解植物基因的功能和表达规律，为未来的农作物改良和基因工程研究提供参考。
•纤维材料：抗虫棉具有更加坚韧的纤维和外壳，适用于纺织和纤维制品的生产。
抗虫棉纺织品具有更好的耐久性和防虫性，可以用于制作衣物、家居用品和工业材料等。
•草地修复：抗虫棉的基因改良机制有助于提高植物的抗逆能力，使其更适应恶劣环境。
转基因抗虫棉
转基因抗虫棉的研究进展摘要：综述了转基因抗虫棉的研究进展，包括抗虫基因的研究、载体构建技术的研究、转化技术的研究及存在的问题等，并展望了转基因抗虫棉未来发展前景。
关键词：转基因抗虫棉花研究进展引言棉花生长周期长、虫害多，造成的损失非常严重。
据统计，在转基因抗虫棉商品化之前，全球每年用于防治棉花虫害的费用高达20亿美元，约占所有农作物防虫费用的四分之一。
[1]传统的化学农药防治棉铃虫不仅费用高，且已引发了棉虫的抗药性，同时化学杀虫剂的过量使用也带来了环境污染的问题，而转基因植物所产生的杀虫蛋白主要是通过抑制害虫消化等生理功能而达到抗虫的目的。
与施药防治棉田害虫相比，转基因技术具有较多优势：不会在土壤和地下水中造成残留；不会被雨水冲刷流失；对非靶标生物无毒性；保护作用无盲区；减少农药及用工投入[2]等。
雪花凝集素（Gulanthus nivalis agglutinin gene，GNA）是第一个转入重要作物、并对刺吸式口器害虫有抗性的基因，转GNA的水稻可降低害虫的存活率，阻止害虫的发育[3]。
另外烟草阴离子过氧化物酶[4]、昆虫几丁质酶基因[5]也被用于抗虫基因工程的研究。
迄今为止在棉花抗虫基因工程研究领域，最成功的例子是苏云金芽孢杆菌Bt杀虫基因的应用，其次是蛋白酶抑制剂基因。
另外，凝集素、α-淀粉酶抑制剂、胆固醇氧化酶等转基因抗虫植物的研究也取得了进展，所以利用基因工程技术培育转基因抗虫棉受到了各国的高度重视。
自1996年商品化种植转基因作物开始，全球转基因植物的种植面积已由1996年的170万hm2猛增到2008年的1.25亿hm2，增长了73倍，2008年全球市场价值已达75亿美元，约占全球商业种子市场的22%，其市场价值优势明显，转基因产业得到了蓬勃发展，尤其在发展中国家。
印度Bt棉2002年引入，连年种植面积快速增加，至2008年达760万hm2，产量翻番，曾经是全球棉花产量很低的国家，现已成为棉花出口国。
转基因抗虫棉的遗传转化与功能验证
转基因抗虫棉的遗传转化与功能验证一、农杆菌介导的棉花胚胎再生遗传转化体系（一）实验方法以W0为受体，将pC2-dsGFP、pC2-dsJHAMT、pC2-dsPTTH3、pC2-dsPTTH5、pC2-dsJHBP载体的农杆菌菌株，运用农杆菌介导法分别将目的基因转入棉花下胚轴，通过组织培养技术获得转基因再生株系。
嫁接试验采用根系发达抗病性强的海岛棉（海7124）的实生苗做砧木，接穗是转化基因再生植株。
（二）实验步骤农杆菌介导的棉花遗传转化分3步，转化、胚胎发生和植株再生。
1）种子脱绒：轧花后的棉花种子，烘干（40℃左右），用适当硫酸（H2SO4）脱去短绒，自来水洗掉种子表面浓硫酸，充分晾干；2）种子的消毒处理：选取饱满棉花种子于无菌三角瓶中，无菌水冲洗一次，70%乙醇表面消毒种子30 Sec，弃去乙醇，加入30%过氧化氢（H2O2）于摇床振荡2-3 h，弃掉H2O2，无菌水冲洗种子3-5 次，保留少量无菌水浸过种子，存放28℃，18-24 h，待到种子破壳露白；3）外植体制备：在无菌条件下，滤掉消毒过种子的无菌水，剥去种子种壳，接种于苗培养基（1/2MS）上，28 ℃黑暗培养（N）3 d，然后在28℃、3000-5000 Lx光照下培养(D/N＝16 h/8 h) 3 d。
4）农杆菌活化与浸染液制备：将-70℃保存的农杆菌载体菌株，取出冻融。
在固体LB平板培养基上（含Kan 50μg/ml＋Rif/Str 50μg/ml）划线，28℃静止培养1-2天。
平板挑取单菌落，接种于含相应抗生素的LB液体（Kan 50μg/ml＋Rif/Str 50μg/ml）培养基（10ml）中，28℃振荡过夜，再按1%接种量转接入50mL新鲜培养基中（含Kan 50μg/ml＋Rif/Str 50μg/ml）培养8小时左右，测定OD600为0.5左右。
4℃，5000rpm离心5min ，收集菌体。
然后用5mLMSB0（含100 uM/ml AS）液体培养基重新悬浮沉淀，再转入15-45mL的MSB0（含100uM AS）液体培养基，28℃摇床上培养至OD600为0.5左右，稀释培养液OD600 值0.3-0.7 时备用。
转Bt基因抗虫棉在棉田害虫综合治理中的作用及生态风险
转Ｂｔ基因抗虫棉在棉田害虫综合治理中的作用及生态风险摘要综述了我国转Bt基因抗虫棉的研究应用现状，转Bt基因棉在害虫综合治理中的作用以及种植转Bt基因棉的生态风险及对策，包括对非目标昆虫及天敌的影响，害虫产生抗药性以及治理对策，从而为今后正确评价转Bt基因棉在该区种植中的生态安全性，充分发挥其在害虫治理中的作用提供依据。
关键词转Bt基因棉；害虫综合治理；生态风险；对策1转Bt基因抗虫棉的研究及应用现状将苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis，简称Bt）杀虫蛋白基因导入棉花，其对敏感害虫毒力高，对人畜、捕食性天敌安全，不污染环境。
我国自1986年将棉花抗虫基因工程研究列为国家“863”计划的重点课题以来，已取得了较大的进展，1990年范云六等首先分离克隆出Bt基因，中国农业科学院生物技术所谢道昕等于1991年采用花粉管通道法，首次成功地将苏云金芽胞杆菌的aigawai7-29和KurstakiHD-1杀虫基因分别导入中棉所12等4个棉花品种（系），并在转育棉株中得到表达。
中国农业科学院棉花研究所20世纪90年代初率先通过生物技术与常规育种技术相结合的技术途径，把Bt基因导入综合性状优良的中棉所系列品种中，育成了中棉所29、中棉所30、中棉所38、中棉所39、中棉所40等抗虫品种，中国农业科学院生物技术中心郭三堆研究员通过自己构建的Bt基因育成了国抗一号、GK19、GK22和具有Bt+CPTⅠ基因的双价抗虫棉SGK321等品种（系）；南京农业大学作物遗传育种系张天真育成了南抗3号；山西省农科院棉花所育成了晋棉26号。
2转Bt基因抗虫棉在综合防治（IPM）中的作用常规棉田，化学防治是主要防治措施，但大量用药也直接改变了棉田其他害虫的种群动态；转Bt基因抗虫棉品种在棉铃虫重发棉区都表现出较好的抗虫性，抗虫能力均在80%以上，减少化学农药用量50%~80%，有效地减轻了环境污染，保护了天敌的种群数量，加强了对部分害虫的自然控制作用，促进了棉田乃至整个农田生态系统的良性循环。
抗虫棉的培育原理
抗虫棉的培育原理
抗虫棉是指通过育种技术培育出对棉铃虫等害虫具有一定抗性的棉花品种。
在农业生产中，棉花是一种重要的经济作物，但由于害虫的侵害，棉花产量常常受到影响。
因此，培育抗虫棉具有重要的意义。
抗虫棉的培育原理主要包括遗传育种、分子标记辅助育种、生物技术育种等方面。
首先，遗传育种是培育抗虫棉的重要手段之一。
通过选择具有抗虫性状的优良种质资源，进行杂交育种和选择育种，逐步提高棉花对害虫的抗性。
在遗传育种过程中，需要充分了解抗虫基因的遗传规律，利用遗传学原理进行育种。
通过不断地选择和育种，逐步提高棉花对害虫的抗性，培育出抗虫棉品种。
其次，分子标记辅助育种也是培育抗虫棉的重要手段之一。
利用分子标记技术对抗虫基因进行标记和分析，可以精确地进行抗虫基因的筛选和鉴定。
通过分子标记辅助育种，可以加快育种进程，提高育种效率，培育出更加具有抗虫性状的棉花品种。
此外，生物技术育种也为培育抗虫棉提供了新的途径。
利用转基因技术，可以向棉花中导入具有抗虫性状的基因，从而使棉花具有更强的抗虫能力。
生物技术育种不仅可以提高棉花对害虫的抗性，还可以减少对化学农药的依赖，降低农药使用量，减少环境污染。
总的来说，培育抗虫棉的原理是多方面的，包括遗传育种、分子标记辅助育种和生物技术育种等手段。
这些手段相互结合，共同作用，可以有效地提高棉花对害虫的抗性，为棉花生产提供更好的保障。
随着科学技术的不断进步，相信未来会有更多更好的抗虫棉品种出现，为棉花产业的发展做出更大的贡献。
转基因双价抗虫棉的原理
转基因双价抗虫棉的原理今天来聊聊转基因双价抗虫棉的原理。
你看啊，就像我们在生活中总会想各种办法来防止害虫侵害我们心爱的东西一样，比如说我们为了防止米生虫会在米缸里放些花椒之类的东西。
那棉花也是这样啊，棉花可是非常容易被害虫盯上的，要是被害虫大规模地祸害，那棉农可就损失惨重了。
转基因双价抗虫棉，这里面的“双价”就是说它有两种武器来对抗害虫呢。
这就要说到植物昆虫之间斗争的故事了。
棉花最常见的害虫呢，就是棉铃虫等了。
而基因工程就像一个聪明的魔法师，通过转基因技术把能抗虫的基因转到棉花里面去。
打个比方啊，这个转基因双价抗虫棉就像是一个有超级保镖的城堡。
里面的这两种抗虫基因就好比两个特别厉害的保镖。
一个保镖呢是来自苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis，简称Bt，这里啊，Bt就是一个比较专业的术语啦，它是一种很神奇的细菌，能产生一种对害虫特别厉害的毒素）中的Bt毒蛋白基因，这个毒蛋白对棉铃虫之类的害虫来说就像是致命的毒药。
害虫只要吃了含有这种Bt毒蛋白的棉花叶子啊，那肚子可就受不了，最后就一命呜呼了。
另一个基因武器也不简单，它就像另一种暗器。
不过老实说，我一开始也不是那么明白这个基因具体的作用机制。
但经过学习发现它也是一种可以增强棉花对害虫防御能力的基因。
有意思的是，这就像我们预料的那样，有了这两个基因的棉花啊，害虫就不敢轻易来犯了。
在棉农那里这可是非常实用的好东西。
以前农民伯伯要用好多农药去打虫子，不仅成本高，对环境也不好，就像我们生病一直吃抗生素，体内细菌慢慢就有抗药性了一样，害虫对农药也会慢慢有抗性。
但是转基因双价抗虫棉这种天然的抗虫能力就避免了这些问题。
不过啊，这也不是就完全没有注意事项了。
有人就担心这个转基因作物会不会影响其他生物之类的。
这就要进一步好好研究啦。
说到这里，你可能会问这种转基因技术还能用在哪些作物上呢？其实在其他很多作物改良上都可能可以用到类似的技术思路哦。
我自己感觉这个转基因技术就像打开了一扇新窗户，未来在农业生物安全等等方面都值得大家多思考多探讨呢。
思考转基因抗虫棉的大致培育过程精
农杆菌转化法
基因枪法
花粉管通道法
三、将目的基因导入受体细胞
1.将目的基因导入植物细胞
转化
农杆菌转化法
基因枪法
花粉管通道法
2.将目的基因导入动物细胞
显微注射技术
三、将目的基因导入受体细胞
1.将目的基因导入植物细胞
转化
农杆菌转化法
基因枪法
花粉管通道法
2.将目的基因导入动物细胞
显微注射技术
3.将目的基因导入微生物细胞
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将含有某种生物不同基因的许多DNA片断导入到受体菌的群体中各个受体菌分别含有这种生物的不同基因称为基因基因 基因组
部分基因 (CDNA)某生物体内全部DNA 许多DNA载体连接 导入基因组某种生物某个时期的mRNA
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思考转基因抗虫棉的大致培育过程精
一、目的基因的获取
主要的基因 3、化学方法人工合成
获取转录
受体菌群体
与运载体连接 导入部分基因 cDNA2、利用PCR技术扩增目的基因
聚合酶链式反应在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术可以获得大量的目的基因
循环
变性
退火
延伸
二.基因表达载体的构建-----------核心
基因表达载体的构建过程
质粒
DNA分子
限制酶处理
两个切口 获得目的基因
DNA连接酶
重组DNA分子重组质粒
重组DNA技术的基本工具-高二生物优质精讲课件(人教版2019选择性必修3)
思考讨论
一、限制性内切核酸酶——“分子手术刀”
1.简称：限制酶 2.来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 你能根据所掌握的知识，推测限制酶存在于原核生物中的主要 作用是什么吗？ 原核生物容易受到自然界外源DNA的入侵，所以它在长期的进化过 程中形成了一套完善的防御机制。限制酶就是它的一种防御性工具。 当外源DNA入侵时，它会利用限制酶来切割外源DNA，使之失效，以保 证自身安全。 所以，简单来说：限制酶在原核生物中起到的作用为：
BamHⅠ……G-G-A-T-C-C……
……C-C-T-A-G-G……
TaqⅠ ………T-C-G-A………
………A-G-C-T………
一、限制性内切核酸酶——“分子手术刀”
7.切割结果：DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两
种形式——_黏__性__末__端__和_平__末__端__
①当限制酶在它识别序列的 _中__轴__线__两__侧__将DNA分子的两条 链分别切开时，产生的是 __黏__性__末__端__； ②当限制酶在它识别序列的 _中__轴__线__处_切开时，产生的是 _平__末__端_；
1950年，埃特曼发明了一种测定氨基酸序列的方法。2年后，桑格首次完成 了对胰岛素氨基酸序列的测定。
1953年，沃森和克里克建立了DNA双螺旋结构模型并提出了遗传物质自我复 制的假说。
1958年，梅塞尔森和斯塔尔用实验证明了DNA的半保留复制。随后不久，克 里克提出中心法则。 1961年，尼伦伯格和马太破译了第一个编码氨基酸的密码子。截至1966年 ，64个密码子均被成功破译。
1983年，科学家采用农杆菌转化法培育出世界上第一例转基因烟草。此后， 基因工程进入了迅速发展的阶段。
抗虫棉的培育原理
抗虫棉的培育原理抗虫棉是指通过遗传改良和选育育种技术，培育出能够抵抗害虫侵害的棉花品种。
它是解决棉花生产过程中虫害问题的重要手段之一。
抗虫棉的培育原理主要包括抗虫基因筛选、遗传改良和选育技术三个方面。
抗虫基因筛选是抗虫棉培育的关键。
科学家通过对不同棉花品种进行观察和实验，筛选出具有抗虫能力的品种，并从中提取出抗虫基因。
这些抗虫基因可以抵御作物受害虫侵害的能力，从而保护棉花的生长和产量。
抗虫基因筛选的过程中，科学家会使用一系列的实验手段，如转基因技术、分子标记技术等，来确定抗虫基因的类型和特征。
遗传改良是培育抗虫棉的重要环节。
科学家通过杂交育种和基因编辑等技术手段，将具有抗虫基因的棉花品种与优良的棉花品种进行杂交，使抗虫基因能够传递给下一代。
通过遗传改良，可以将抗虫基因稳定地引入到棉花品种中，提高棉花对虫害的抵抗能力。
遗传改良的过程中，科学家需要进行大量的试验和观察，确保培育出的棉花品种具有稳定的抗虫性能。
选育技术是抗虫棉培育的关键。
通过对遗传改良后的棉花品种进行多年的观察和筛选，科学家可以选出具有良好抗虫性能的棉花品种。
选育技术包括田间试验、室内试验和大面积试种等环节，确保培育出的棉花品种在不同环境条件下都能够表现出良好的抗虫性能。
选育技术的目标是培育出抗虫能力强、产量高、质量好的棉花品种，以满足市场需求和农民的种植需求。
抗虫棉的培育原理主要包括抗虫基因筛选、遗传改良和选育技术三个方面。
通过筛选具有抗虫能力的品种，提取抗虫基因，并通过遗传改良和选育技术将抗虫基因引入到棉花品种中，最终培育出具有良好抗虫性能的棉花品种。
这些抗虫棉品种在棉花生产中可以减少虫害损失，提高棉花的产量和质量，为农民带来经济效益，推动棉花产业的可持续发展。
未来，随着科学技术的不断进步，抗虫棉的培育原理将会更加精细化和高效化，为棉花生产提供更多的选择和保障。
【高中生物】基因工程的基本操作程序(第1课时) 高二生物同步精品课堂(人教版2019选择性必修3)
成 单链DNA
。
b、复性（下降到50℃）：系统温度降低，引物与DNA模板通过碱 基互补配对，形成局部 双链 。
c、延伸（上升到72℃）：在TaqDNA聚合酶的作用下，溶液中的 的 4种脱氧核苷酸 在 耐高温的DNA聚合酶 的作用下，根据碱基 互补配对原则，合成与模板互补的 5′端→3′端 的新的DNA链。
5’
3’
3’
3’
5’
3’ 5’
A.变性
B.复性
C.延伸
5’
3’ 5’ 3’
5’
3’
3’
5’ 3’
5’当温3度’上升到72℃左右时，溶 5’
当温度上升到90℃以上 时，双链DNA解聚为单 链
当温度下降到50℃左右时， 两种引物通过碱基互补配对 与两条单链DNA结合
液中的4种脱氧核苷酸在耐高温 的DNA聚合酶的作用下，根据 碱基互补配对原则合成新的 DNA链
第一步：目的基因的筛选与获取 PCR反应过程
第一轮循环的产 物作为第二轮反 应的模板，经过 变性、复性和延 伸三步产生第二 轮循环的产物；
第二轮循环的 产物作为第三 轮反应的模板， 经过变性、复 性和延伸三步 产生第三轮的 产物；
完成以 后，常 采用琼 脂糖凝 胶电泳 来鉴定 PCR的产 物
第二轮循环的产物
(2)实例：与生物抗逆性、优良品质、生产药物、毒物降解和工业用酶等相关 的基因。
资料：苏云金杆菌通过产生苏云金杆菌伴胞晶体蛋白（Bt抗虫蛋白）， 破坏鳞翅目昆虫的消化系统来杀死棉铃虫。 科学家将“杀虫基因”转入棉花中，棉花产生Bt 抗虫蛋白抵抗虫害。
目的基因 那么，如何筛选目的基因呢？
第一步：目的基因的筛选与获取
体内DNA复制
抗虫棉的获得原理
抗虫棉的获得原理抗虫棉的获得原理可以从遗传学和生物学的角度来解释。
首先，抗虫棉是指具有抵抗害虫侵袭并减少农药使用的转基因棉花。
传统棉花对于害虫的侵袭比较脆弱，需要大量的农药来保护，这会增加农民的生产成本并对环境造成负面影响。
而通过制造抗虫棉，可以显著降低农药使用量，提高棉花的产量和质量。
抗虫棉的获得原理主要涉及了两个关键步骤：识别并选择目标基因，以及将目标基因导入棉花。
在第一步中，研究人员首先要识别具有抗虫性的基因。
这可以通过多种途径来实现，如对已知的具有抗虫性的植物品种进行筛选和分析，或者通过转录组学和基因组学方法来鉴定在受虫害侵袭时特异性表达的基因。
一旦找到了具有抗虫性的基因，研究人员还需要确定其功能和作用机制，以便更好地应用于转基因棉花的改良。
在第二步中，研究人员需要将目标基因导入棉花。
这可以通过基因工程技术来实现，最常用的方法是利用农杆菌介导的遗传转化。
农杆菌是一种常见的土壤细菌，它能够将外源基因插入到植物细胞的染色体中。
研究人员将目标基因与农杆菌转化载体相融合，然后将其导入棉花胚性愈伤组织。
随后，通过培养和筛选，将带有目标基因的转基因细胞筛选出来，并通过植物再生和培养的方法得到抗虫棉。
抗虫棉的获得原理与生物学上的两个关键概念密切相关：遗传多样性和基因表达调控。
首先，遗传多样性是指一种物种或族群内个体间基因组的差异。
在传统棉花中，抗虫性相关的基因可能在遗传水平上并不丰富，导致棉花对于虫害的抵抗力较弱。
通过强化抗虫基因的表达或导入其他物种的抗虫基因，可以增加遗传多样性，提高棉花的抗虫能力。
其次，基因表达调控是指基因在不同组织和功能状态下的表达水平的调节。
抗虫基因的表达受到多种生物因素的调控，如昼夜周期、温度和养分状态等。
了解这些调控机制有助于优化抗虫棉在不同环境条件下的表达效果。
抗虫棉作为一种转基因作物，涉及到一定的安全性和伦理问题。
因此，在开展抗虫棉的研究和开发过程中，需要确保相关的转基因技术和产品符合国际和国家的法律法规和伦理标准。
转基因抗虫棉的研究历程与展望
中国转基因抗虫棉的研究历程与展望——基因工程研究进展作业生物技术B1104刘岩0514110410摘要:本文从抗虫基因的分离与转基因棉株的获得、转基因抗虫棉品种的转化、转基因抗虫棉研究的现状与进展方面进行介绍,并在此基础上分析探讨了目前培育转基因抗虫棉存在的问题和将来的发展方向。
关键词：转基因抗虫棉研究背景转化方法问题展望正文：转基因抗虫棉也称为转Bt基因抗虫棉。
它是将苏云金芽孢杆菌的Bt基因导入到受体细胞（转基因抗虫棉的叶肉细胞）中。
苏云金芽孢杆菌的代谢过程中能产生一种Bt杀虫蛋白，它对多种害虫具有毒杀作用，作为生物农药广泛使用在蔬菜、瓜果等作物上。
通过根癌农杆菌介导等方法将Bt基因转入棉花植株的细胞中后，棉株体内也能合成Bt杀虫蛋白。
转Bt基因抗虫棉的杀虫谱因Bt基因不同而存在差异。
我国现有的转基因抗虫棉对棉铃虫、红铃虫、卷叶虫等鳞翅目的害虫具有非常显著的抗性。
一、转基因抗虫棉的研究背景（一)抗虫基因分离与转基因棉花植株获得用于植物抗虫基因工程研究的基因很多，但并不是所有的基因均可用于转基因抗虫基因抗虫棉的培育，而应根据棉花自身受害虫的危害情况，有针对性地选择那些对棉花害虫具有较强杀伤作用的基因。
综观国内外的研究现状，目前已用于或正在用于转基因抗虫棉培育的基因主要有以下几类：1．苏云金芽孢杆菌素蛋白基因（Bt基因） Bt制剂作为一种生物杀虫剂在农业上应用已有30余年的历史，虽然它具有专一性强、效果好、对人畜安全等优点，但在自然界被阳光钝化、雨水冲淋，从而限制了其在生产上的广泛应用。
2．蛋白酶抑制剂基因植物蛋白酶抑制剂是自然界含量最为丰富的蛋白种类之一，它广泛存在于植物的各种组织及器官中，其中以种子与块茎中的含量最高，可达总蛋白含量的1%-30%。
蛋白酶抑制剂的种类很多而且自身特点较多。
首先，从杀虫机理上看，其基因产物作用于昆虫消化酶的活性中心，这是酶的最保守部位，突变的可能性很小，基本上可以排除害虫通过突变产生抗性的可能；其次，蛋白酶抑制剂的抗虫谱广泛;另外，蛋白酶抑制剂来源于植物自身，对人畜无害。
转基因杂交抗虫棉技术推广与应用
转基因杂交抗虫棉技术推广与应用摘要对我国转基因抗虫棉的研究现状、抗性原理、经济效益和综合管理等方面进行了剖析，以期为大面积推广与应用提供依据。
关键词转基因抗虫棉；抗性原理；管理棉花是我国重要的经济作物。
我国是世界产棉大国，年植棉面积470多万公顷，棉花产量占世界总产量的1/4。
但是，棉花病虫害非常多，尤其是虫害，直接影响了棉花的产量。
同时，经常性虫害预防，增加了农业成本，且会发生农民农药中毒的现象。
转基因抗虫棉的研发成功，为棉花大面积种植推广和农民增收做出了巨大的贡献。
1转基因棉花的研究现状1.1转基因棉花的研究1983年，世界首例转基因烟草培育成功，1986年抗虫和抗除草剂的转基因棉花进入田间试验阶段。
此后，科学家先后培育了多种具有抗虫、抗病和抗除草剂功能的转基因植物。
20世纪90年代中期，抗虫棉花、玉米和马铃薯等作物，抗除草剂棉花、玉米、大豆和油菜等农作物先后在多个国家商业化种植。
到2004年，全球转基因作物种植面积已达6 770万公顷，其中转抗除草剂作物和抗虫作物种植面积占90%以上。
我国从1991年开始启动“转基因抗虫棉”的研究。
1992年首次人工合成Ｂt 杀虫蛋白基因并成功导入棉花中，获得转基因抗虫棉株，是继美国之后第2个独立构建拥有自主知识产权抗虫基因的国家。
1998年开始推广应用转基因抗虫棉。
2001年转基因抗虫棉种植面积已超过160万公顷，占我国棉田面积的30％左右，而且主要集中在黄河流域、长江中下游地区。
2002年转基因抗虫棉种植面积已接近200万公顷，约占全国棉花种植面积的50%，并初步实现产业化开发。
目前，我国黄河流域棉区棉田面积的80％为转基因抗虫棉，长江流域为35％。
抗虫棉的推广应用有效地控制了棉铃虫的暴发、为害，在减少治虫70％~80％的情况下不影响产量，同时可节约农药60％～80％。
目前，国产转基因抗虫棉品种在产量、抗性等方面已明显优于美国抗虫棉品种，而且所占的份额也逐渐增大。
转基因抗虫棉实验
转基因抗虫棉实验一转基因植株的获得1.选取克隆良好的抗虫棉基因，并构建转基因载体抗虫棉的基因来自细菌，属于原核生物的基因，直接分离就行用来构建载体的是一般是一些病毒的环形基因，用限制性核酸内切酶分别对该环形基因和目的基因进行切割，将切好的目的基因（抗虫棉基因）和环形基因通过DNA连接酶进行连接构成一个完整的基因，这个基因就是带有抗虫棉基因的重组基因2.将目的基因转入植物细胞主要方法有：1.鸟枪法 2.根癌农杆菌转化 3.慢病毒转染农杆菌介导转化过程农杆菌介导转化过程主要分为两步：首先：农杆菌将T-DNA以单链的形式从Ti质粒上切下，然后与一系列Vir蛋白接个，这些过程都发生在农杆菌细胞内；然后：与T-DNA相连的virE2蛋白上有核定位序列，在它的作用下，T-DNA被转入宿主细胞，然后整合宿主基因组，整合的方式主要有双链打开修复和单链缺口修复两种方式。
3.再生植株培养（详细请查阅相关课本）4.再生植株移苗至盆栽二转基因植株分子检测1.取再生植株叶片，进行基因组DNA提取1 设备：移液器，冷冻高速离心机，台式高速离心机，水浴锅，陶瓷研钵，50ml离心管（有盖）及5ml和1.5ml离心管，弯成钩状的小玻棒。
2试剂1、提取缓冲液Ⅰ：100mmol/L Tris·Cl, pH8.0, 20mmol/L EDTA, 500mmol/L NaCl, 1.5% SDS。
2、提取缓冲液Ⅱ：18.6g葡萄糖，6.9g二乙基二硫代碳酸钠，6.0gPVP，240ul巯基乙醇，加水至300ml。
3、80:4:16/氯仿:戊醇:乙醇4、RnaseA母液：配方见第一章。
5、其它试剂：液氮、异丙醇、TE缓冲液，无水乙醇、70%乙醇、3mol/L NaAc。
3操作步骤：（一）水稻幼苗或其它禾木科植物基因组DNA提取1. 在50ml离心管中加入20ml提取缓冲液Ⅰ, 60℃水浴预热。
2. 再生植株叶片5-10g, 剪碎, 在研钵中加液氮磨成粉状后立即倒入预热的离心管中, 剧烈摇动混匀, 60℃水浴保温30-60分钟(时间长,DNA产量高), 不时摇动。
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转基因抗虫棉原理
转基因单价抗虫棉原理是将一种细菌来源的、可专门破坏棉铃虫消化道的Bt杀虫蛋白基因经过改造，转到了棉花中，使棉花细胞中存在这种杀虫蛋白质，专门破坏棉铃虫等鳞翅目害虫的消化系统，导致其死亡，而对人畜无害的一种抗虫棉花。
转基因双价抗虫棉原理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剂基因）同时导入棉花，由于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。