第四章 性状改良的目的基因

1.1.2 蛋白酶抑制剂分类及抗虫谱
• 丝氨酸类蛋白酶抑制剂：
• • 豇豆胰蛋白酶抑制剂CpTI；鞘、鳞、直翅目 马铃薯蛋白酶抑制剂Pi，抑制胰蛋白酶和胰 凝乳蛋白酶；鳞、直翅目
• 巯基蛋白酶抑制剂Ori：
• 水稻巯基蛋白酶抑制剂CO-1；鞘、同翅目
• 金属蛋白酶抑制剂
1.1.3 植物凝集素基因
• Lectin 是非免疫来源的糖蛋白或结合糖的 蛋白质，能结合昆虫消化道细胞中的糖 蛋白。 • 麦胚凝集素（wheat germ agglutinin,WGA） • 雪花莲凝集素(GNA) 稻飞虱、蚜虫 • 对人畜是否有害，有待进一步验证
1.1.4 其它抗虫基因
• 1 α 淀粉酶抑制剂基因ai: 能作用于哺乳动物 • 2 氧化酶基因：多酚氧化酶（ppo）, 脂氧化酶 （lox）， • 又称第二代抗虫基因，对昆虫有毒害作用 • 3 营养杀虫晶体蛋白：vip，结合肠道柱状细胞 • 4 系统肽基因：systemin， • 能诱导蛋白酶抑制剂合成
Βιβλιοθήκη Baidu
第四节
调控基因
• 1 emb30基因与极性建立 • 2 lea基因胚胎发育调控 • 3 phy基因及其对光形态建成的调控 • 4 ipt基因及其对生长发育的调控
习 题
• 1 抗性基因、高产基因、品质基因、调 控基因各有哪些？ • 2 bt、蛋白酶抑制剂基因类型及抗虫谱？ • 3 个别基因的多功能性？
• 1 几丁质酶基因和β -1,3葡聚糖酶基因
• 2 植物抗毒素（植保素）基因：
• 类黄酮、类萜类合成酶基因，玉米hm1基因，亚麻l6基因
• 3 核糖体失活蛋白基因rip • 4 过氧化物酶基因
• 5 SAR（系统获得性抗病机制）抗病基因
1.4 抗细菌基因
• • • • • • • 1 2 3 4 5 6 7 细菌自身抗性基因 抗菌肽基因 溶菌酶基因 PR蛋白基因 防御素基因 植物保卫素基因 TLP基因
基因资源的拥有和有效利用是限 制育种进步的一个重要因素
世界人口变化趋势
世界人均可耕地变化趋势
第二次绿色革命 = 基因革命? ? 高科技 = 好效益? ?
第一节
抗性基因
• 1.1 抗虫基因 • 从微生物分离出的杀虫晶体蛋白基因： • Bt
• 从植物分离出的昆虫蛋白酶抑制剂基因 （PI）： • 豇豆胰蛋白酶抑制剂基因cpti • 植物凝集素基因 • lectin gene
1.2
抗病毒基因
• 1 源于病毒本身的基因：
• 病毒外壳蛋白基因cp，病毒复制酶基因，病毒卫星 RNA，反义RNA，缺陷干扰颗粒基因，缺陷型运动 蛋白基因
• 2
源于植物体内的基因：
• 烟草n基因，能诱导超敏反应HR；核糖体失活蛋白基 因rip；rx和ry基因等
• 3
源于动物的基因：干扰素基因
1.3 抗真菌基因
New Variety
Breeders’ skill
常规育种与分子育种
Wild Relative Crop Plant Wild Relative
Crop Plant
Conventional Breeding
Genetic Engineering
第二届世界种子会议（罗马， 2009.9.9-11）
第四章 性状改良的目的基因
第一节 抗性基因
第二节 第三节 第四节 产量基因 品质基因 调控基因
常规育种导致基因资源狭窄
Breeder’s exemption
Protected plant varieties
Germplasm
Plant varieties
Landraces Wild populations
1.5 其它抗性基因
• 1 抗除草剂基因 • 2 抗旱基因 • DREB • 3 抗寒基因 • CBF, AFP, lea
第二节
• 1 Rubisco基因
产量基因
• 2 PEPCase基因
• 3 磷酸蔗糖合成酶基因 • 4 AGPP基因
第三节
• • • • • • •
品质基因
1 果实成熟品质基因 PG, ACC, EFE 2 营养品质 赖氨酸含量 3 加工品质 二硫键，cys 4 油脂品质 Ω-3 5 淀粉品质 ADPG, SS, SBE, DBE 6 甜味蛋白 cgt
1.1.1 bt基因的类型及抗虫谱
• • • • • • • • CryⅠ: 鳞翅目 CryⅡ: 鳞翅目和双翅目 CryⅢ: 鞘翅目 CryⅣ: 双翅目 CryⅤ: 鳞翅目和鞘翅目 PS17a(CryⅤ): 线虫 PS52A1(CryⅥ): 线虫 PS140E2: 膜翅目
“华恢1号”、“Bt汕优63” 的抗虫基因源于Cry1Ab/Ac 的融合基 因
1.1.4 其它抗虫基因
• 5 核糖体失活蛋白基因rip： • 水解rRNA特异碱基使核糖体失活；具有凝集素功能 • 6 几丁质酶基因chi：抑制淀粉酶活性，破坏
昆虫肠上皮保护层，导致消化道损伤
• 7 异戊烯转移酶基因ipt： • 参与细胞分裂素合成，鳞翅目，作用机制不清 • 8 非蛋白杀虫剂调控基因： • 苧烯，生物碱，番茄素