转基因作物的抗虫性
bt基因植物抗虫原理
bt基因植物抗虫原理
BT基因植物是具有抗虫性的转基因作物，也被称为农业生物技术中的一种环保、高效、安全、可持续的方法。
BT基因植物的抗虫原理是通过基因重组，在植物体内表达一种名为Bt（Bacillus thuringiensis）的细菌杀虫蛋白，从而使植物获得抵御虫害的能力。
Bt蛋白是一种天然的杀虫剂，存在于土壤中的一种细菌中。
该蛋白在昆虫肠道中发挥作用，与肠道中的酸性环境结合形成一种毒素，并刺激神经系统而导致昆虫死亡。
Bt蛋白通过转基因技术嵌入到植物基因组中，让植物在自身体内也能够合成Bt蛋白。
BT基因植物的抗虫性具有昆虫幼虫特异性，即仅对某些昆虫幼虫起作用，而对哺乳动物、鸟类、蜜蜂等有益生物无害。
这得益于Bt蛋白与昆虫肠道中一种酶的特殊相互作用，仅在昆虫肠道中发挥杀虫作用，而在其他生物体内被分解成无害的氨基酸。
BT基因植物的抗虫性对环境和人体健康具有积极作用。
传统的农业防治方法往往使用化学农药，长期使用会导致昆虫抗药性的产生以及对人类健康和土壤生态的影响。
而使用BT基因植物则可减少对环境的污染和药物残留。
此外，BT基因植物还可以提高农作物的产量和质量，在农业生产中具有广泛应用前景。
总之，BT基因植物的抗虫原理是在植物体内表达一种天然的杀虫蛋白，通过特异性相互作用仅对某些昆虫幼虫起作用，从而获得抵御虫害的
能力。
使用BT基因植物可以减少对环境和人类健康的影响，同时提高农作物的产量和质量，具有可持续农业发展的潜力。
转基因抗虫原理
转基因抗虫原理
转基因抗虫原理是通过引入外源基因进入植物细胞中，使植物能够合成具有杀虫活性的蛋白质，从而增强植物对害虫的抵抗能力。
转基因抗虫技术的原理主要分为两个部分：选择抗虫基因和转化机制。
首先，科学家从具有天然抗虫能力的生物体中筛选出抗虫基因，如杀虫毒素基因(Bt基因)。
然后，利用转化技术将这些抗虫基因导入植物细胞中。
一旦抗虫基因被转化到植物细胞中，植物会开始合成抗虫蛋白质。
这些抗虫蛋白质可以通过多种机制来对抗害虫。
例如，Bt 基因编码的蛋白质会在害虫消化道中形成晶体，害虫摄入这些晶体后会导致其消化道破裂，最终导致害虫死亡。
还有其他基因编码的抗虫蛋白质可以抑制害虫的生长发育或影响其正常功能，从而减轻对植物的损害。
除了抗虫蛋白质的作用外，转基因抗虫作物还具有其它优势。
首先，转基因抗虫植物能够减少农药的使用，降低环境污染和农作物品质的风险。
其次，转基因抗虫植物能够提高农作物的产量和质量，从而增加农民的收入。
最后，转基因抗虫植物可以提供一种可持续的农业解决方案，帮助解决全球饥饿问题。
总的来说，转基因抗虫技术通过引入抗虫基因，使植物能够合成具有杀虫活性的蛋白质，从而提高植物对害虫的抵抗能力。
这一技术在农业生产中具有重要的应用价值，并有助于解决全球食品安全问题。
转基因抗虫玉米的种植
转基因抗虫玉米的种植近年来，转基因技术在农业领域发挥着越来越重要的作用。
其中，转基因抗虫玉米作为一种重要的转基因作物，受到了广泛关注和应用。
它通过引入特定的基因，使玉米具备了抗虫能力，有效地解决了农作物遭受虫害侵袭的问题。
本文将从转基因抗虫玉米的原理、优点和争议等方面进行阐述。
转基因抗虫玉米通过转移特定的基因，使其具备了抗虫能力。
这些基因可以来自于其他生物，如细菌、植物等。
其中最常见的基因是来自细菌的Bt基因。
Bt基因编码一种称为Bt蛋白的毒素，具有对虫害害虫具有高度选择性的作用。
当害虫摄入含有Bt基因的玉米部分，Bt蛋白会破坏害虫的肠道细胞，导致害虫死亡。
这种抗虫机制能够有效地减少害虫对玉米的危害，提高作物的产量和质量。
转基因抗虫玉米相比传统玉米具有诸多优点。
首先，转基因抗虫玉米能够降低农药的使用量。
传统种植玉米时，为了控制害虫，农民需要大量喷洒农药，不仅增加了成本，还对环境和人体健康造成了潜在的威胁。
而转基因抗虫玉米通过自身的抗虫能力，减少了对农药的依赖，不仅节约了农民的经济成本，也减少了对环境的污染。
其次，转基因抗虫玉米能够提高农作物的产量和质量。
由于害虫对玉米的危害大大降低，作物的生长状况更加良好，产量也相应提高。
同时，减少了害虫的侵害，玉米的品质也得到了保证。
这对于农民来说，意味着更高的经济效益和市场竞争力。
然而，转基因抗虫玉米也存在一些争议。
首先，有人担心转基因作物对生态系统的影响。
虽然转基因抗虫玉米对害虫有高度选择性，但也不能完全排除对其他昆虫的影响。
一些研究显示，转基因抗虫玉米对非目标昆虫，尤其是蝴蝶、蜜蜂等有害。
其次，转基因作物的长期食用安全性仍存在争议。
虽然转基因抗虫玉米在国际上经过了多次安全评估，并被认为对人体无害，但仍有人担忧其对人体健康的潜在风险。
此外，转基因技术也引发了一些伦理和道德问题的争议，如知情同意、物种保护等。
总体而言，转基因抗虫玉米的种植是农业领域中一项重要的技术创新。
转基因作物对环境的影响与可持续发展
转基因作物对环境的影响与可持续发展转基因作物是通过基因工程技术将外源基因导入到作物基因组中的作物。
它们被广泛用于农业生产，以提高产量、耐旱性、抗虫性等农作物的各种性状。
然而，转基因作物的引入也引发了一系列关于其对环境影响的争议。
本文将探讨转基因作物对环境的影响，以及如何实现可持续的转基因作物发展。
一、转基因作物的环境影响1.1 基因流动转基因作物常常与传统作物在野外生长时发生交叉杂交，导致基因流动。
这可能对野生植物和其他作物品种的基因组产生不可逆的影响。
例如，转基因作物的抗虫性基因可能传递给野生植物，影响它们与昆虫之间的平衡关系。
1.2 农药使用某些转基因作物具有抗虫性，可以减少农药的使用。
然而，这也可能导致虫害对转基因作物的抗性增强，从而需要更多的农药来控制虫害。
这可能导致农药的过度使用，对环境产生负面影响。
1.3 生态系统稳定性转基因作物的广泛种植可能影响生态系统的稳定性。
由于转基因作物对昆虫的毒性，可能会对蜜蜂等传粉昆虫造成负面影响，从而影响植物的传粉效率。
此外，转基因作物中的抗草药性基因也可能对农田中的杂草造成负面影响，破坏生物多样性。
二、实现可持续发展的转基因作物2.1 检测和监测为了减少基因流动的风险，需要建立有效的转基因作物检测和监测机制。
通过对转基因作物进行追踪和监测，可以及时采取措施来防止基因流动对环境造成不可逆的影响。
2.2 风险评估与管控在引入新的转基因作物品种之前，需要进行全面的风险评估。
通过了解其对生态系统、昆虫和其他作物的影响，可以制定相应的管控措施，以减少对环境的不良影响。
2.3 多样化种植为了降低转基因作物对环境的潜在风险，应鼓励多样化的种植方式。
通过种植不同的转基因作物品种或与传统作物混合种植，可以减少转基因作物单一化种植所带来的生态风险。
2.4 提高公众意识提高公众对转基因作物的理解和认知，有助于消除对转基因作物的恐惧和误解。
通过教育和公众参与，可以促进人们对于转基因作物与可持续发展之间的平衡的认识。
转基因作物与传统农作物的比较
转基因作物与传统农作物的比较转基因作物是指经过基因工程技术修改的农作物，通过引入来源不同的基因，使其具备抗虫害、抗草害、耐旱、耐盐等性状。
与之相对，传统农作物是指未经基因工程修改的农作物。
在转基因作物与传统农作物的比较中，可以从农业生产效益、食品安全性、环境保护和农民收益等方面进行论述。
一、农业生产效益转基因作物在农业生产中具有明显的优势。
首先，转基因作物具有抗虫害和抗草害的特性，减少对化学农药的依赖，降低病虫害对作物产量的影响。
其次，转基因作物具有抗逆境的能力，如抗旱、耐盐等特性，可以在恶劣的环境条件下生长，提高作物产量。
此外，转基因作物还可以延长货架期和改良质量，增加农产品的市场竞争力。
相比之下，传统农作物在抗虫害、抗草害和抗逆境方面的能力较弱，容易受到环境因素的影响，农业生产风险较大。
二、食品安全性食品安全是人们关注的焦点之一。
转基因作物在食品安全方面引起了争议。
支持者认为经过严格的科学评估和监管，转基因作物对人体健康无害；而反对者则担心转基因作物可能对人体健康产生潜在风险。
相比之下，传统农作物在食品安全方面更加可靠，因为其遵循自然的生长过程，不涉及外源基因的引入。
三、环境保护对于环境保护，转基因作物具有一定的优势。
转基因作物具有抗虫害和抗草害的特性，减少对农药的使用，降低环境毒性。
此外，转基因作物还可以减少耕地面积，节约水资源，并减少农业排放的温室气体。
传统农作物在防治病虫害方面主要依靠农药的施用，可能对生态环境产生潜在的负面影响。
四、农民收益转基因作物在农民收益方面也起到了积极的作用。
转基因作物具有抗虫害和抗草害的特性，减少了农民对农药的采购和使用，降低了生产成本。
同时，转基因作物的高产性能和抗逆境特性也能提高农民的收入。
与之相对，传统农作物由于容易受到病虫害和逆境的侵害，农民的产量和收益更加不稳定。
综上所述，转基因作物与传统农作物在农业生产效益、食品安全性、环境保护和农民收益等方面存在明显的差异。
抗虫转基因植物的抗虫原理
抗虫转基因植物的抗虫原理抗虫转基因植物是利用转基因技术向植物中导入特定的抗虫基因，使植物在抗虫方面具有更好的抗性。
这种技术的运用为农业生产带来了巨大的效益，提高了农作物的产量和质量，减少了农药的使用，降低了农业生产成本，给环境和人类健康带来了更多的保护。
本文将从抗虫转基因植物的抗虫原理、应用现状和前景展望等方面进行深入研究。
抗虫转基因植物的抗虫原理主要是通过导入特定的抗虫基因，使植物在遭受害虫侵袭时产生抗虫蛋白，从而起到抗虫的作用。
这些抗虫蛋白可以干扰害虫的生命周期、生理活动或消化系统，使害虫无法正常生长繁殖，从而实现抗虫的效果。
目前，应用较广泛的抗虫基因包括Bt基因和CaM基因等。
Bt基因是来源于一种叫做苏云金杆菌(Bacillus thuringiensis)的细菌，该细菌产生的一种晶状蛋白具有杀虫活性。
将Bt基因导入到玉米、棉花等农作物中，使这些植物在受到害虫侵袭时产生Bt蛋白，从而杀死害虫。
Bt基因作为一种高效、广谱的杀虫剂，在农业生产中得到了广泛的应用，取得了显著的抗虫效果。
CaM基因则是一种来源于拟南芥(Arabidopsis thaliana)的植物，在受到卷叶虱(aphid)侵袭时，这种植物会产生一种叫做CaM蛋白的物质，从而抑制卷叶虱的生长繁殖。
将CaM基因导入到番茄、黄瓜等作物中，使这些植物在遭受卷叶虱侵袭时产生CaM蛋白，有效地防止了卷叶虱的危害。
CaM基因的抗虫机制与Bt基因略有不同，但都展现了良好的抗虫效果。
除了Bt基因和CaM基因外，还有许多其他的抗虫基因被应用于抗虫转基因植物中。
例如，一些植物自身具有的抗虫基因，如玉米对玉米螟的抗虫基因、水稻对稻纵卷叶螟的抗虫基因等，也被利用到转基因植物中，增强了植物的抗虫性。
此外，一些由合成生物学研究得到的新型抗虫基因，如抗菜青虫的Cry1Ac-eco蛋白、抗粘虫的MSSAlg蛋白等，也在转基因植物中显示出了很好的抗虫效果。
随着转基因技术的不断发展和推广应用，抗虫转基因植物在农业生产中的应用范围不断扩大，取得了显著的成效。
抗虫转基因的原理
抗虫转基因的原理
抗虫转基因是通过将具有抗虫特性的基因导入到植物基因组中，使植物能够产生抗虫性，从而减少农作物受虫害的损失。
其原理包括以下几个步骤：
1. 确定目标基因：首先需要确定具有抗虫性的基因，这些基因通常来自于一些天然具有抗虫特性的植物或其他生物。
这些抗虫基因可以直接用于转基因作物，或经过一定的修改和优化。
2. 构建转基因载体：将目标基因插入转基因载体中。
转基因载体是一种能够将基因传递到植物细胞中的工具。
一般利用细菌或酵母菌等微生物体外复制载体，将目标基因插入到载体的限制性内切酶切位点上。
3. 构建转基因植物：将转基因载体导入植物细胞中。
常用的方法有农杆菌介导的遗传转化和基因枪法。
其中，农杆菌转化是将带有目标基因的转基因载体通过农杆菌感染植物叶片或幼苗，使得目标基因能够被植物细胞摄取并整合到植物基因组中。
而基因枪法则是通过高速微粒轰击，将转基因载体直接送入植物细胞中。
4. 选择与鉴定转基因植物：通过筛选和鉴定，确定哪些转基因植物已经集成了目标基因，并表达出了抗虫性。
常用的方法包括PCR检测、南方杂交以及抗虫性鉴定等。
5. 试验与推广：通过大面积的试验种植，验证转基因植物是否真正具有抗虫性，并进行相应的推广。
这些试验包括温室试验
和田间试验。
总的来说，抗虫转基因技术是通过将具有抗虫特性的基因导入到植物中，实现植物自身具备抗虫能力的一种技术手段。
这项技术可以有效降低农作物因虫害而带来的产量损失，改善农作物品质，进而促进农业的可持续发展。
抗虫转基因植物的抗虫原理
抗虫转基因植物的抗虫原理抗虫转基因植物是近年来农业领域中的一项重大科技进步，通过转基因技术对作物进行改良，使其具备抗虫的能力。
抗虫转基因植物的出现，极大地提升了农作物的产量和质量，减少了农药的使用量，对环境的污染也有较大的减少。
抗虫转基因植物的抗虫原理是利用转基因技术向植物中导入特定的基因，使植物产生对害虫具有毒性的蛋白质，从而抵御和杀灭害虫。
抗虫转基因植物的抗虫原理是基因工程技术的应用之一。
通过研究和理解植物与害虫之间的相互作用，科学家们发现一些具有抗虫特性的基因，如Bt基因。
Bt基因来自于一种名为苏云金杆菌(Bacillus thuringiensis)的土壤细菌，这种细菌产生的晶体蛋白有强烈的毒性作用对某些昆虫害虫具有较强的杀灭能力，但对人类、动物和益虫却无毒。
因此，将Bt基因导入植物细胞中，使植物表达出Bt毒蛋白，实现了对害虫的抗虫目的。
抗虫转基因植物的抗虫原理虽然基于Bt毒素的作用机制，但其抗虫效果和机制却具有一定的复杂性。
首先，转基因植物能够在害虫侵入后，迅速释放Bt毒素，直接作用于害虫的肠道，破坏其消化系统，导致害虫死亡。
这种作用具有极强的选择性，只对特定害虫有效，而对其他昆虫和生物影响很小。
其次，Bt毒素还能够影响害虫的生长和发育过程，如抑制害虫的食欲、阻断食物的消化吸收、影响害虫的代谢过程等，从而削弱害虫的存活率和繁殖能力。
此外，抗虫转基因植物还可能通过改变植物的香气和化学物质的释放，对害虫行为产生干扰，使害虫难以定位寻找寄主植物，降低害虫对植物的危害程度。
尽管抗虫转基因植物的抗虫原理看似简单明了，但其中涉及的科学原理和技术细节却极其复杂。
科学家们在研究抗虫转基因植物的过程中，不仅要理解害虫生态、植物生理等相关知识，还要解决许多技术难题，如基因的载体选择、基因的测序和克隆、基因的定位和表达调控等。
只有通过系统地研究和实验验证，才能确保转基因植物的抗虫效果和安全性。
因此，抗虫转基因植物的研发凝聚了无数科学家们的智慧和汗水，也是对生物技术和环境保护的一次重大探索。
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1.1 苏云金杆菌 Bacillus thuringiensis, Bt 蛋白基因
1911 年贝利纳 E. Berliner 于德国苏云金杆 地区的地中海粉螟 Anagastra kuhniella 中发现而 得名为苏云金杆菌 苏云金杆菌在繁殖发育过程中
产生伴胞晶体 它由一种或几种称为 ä-内毒素 ä-endotoxin 或杀虫晶体蛋白 insecticidal crystal
proteins, ICPs 的亚单位组成 Bt 伴胞晶体在靶标 昆虫高 pH 值的中肠环境中溶解 释放出一种或几 种杀虫晶体蛋白 也称 ä-内毒素或原毒素(protoxin) 经蛋白酶水解活化成更小的毒性多肽 smaller toxic polypeptide 即活化毒素 activated toxin 能特 异性地与肠壁细胞膜上的受体位点结合 破坏肠壁 细胞的渗透平衡 使之生化代谢和生理功能失调 细胞肿胀裂解 幼虫停止取食 最终死亡
1992 年 报道了一类新基因 即 CryV 类 特异 地抗鞘翅目和鳞翅目昆虫 后来 Schnepf 等根据 晶体蛋白基因 编码 Cry 和 Cyt 蛋白 的核苷酸序 列又将种类增加至 100 种以上
目前已发现 Bt 对节肢动物门的鳞翅目 双翅
收稿日期 2004－02－19 修回日期 2004－05－15
国内外对转 Bt 基因棉的抗虫性测定方法的研 究均有许多报道 但尚未建立统一的标准 缺少系 统的比较研究 孟凤霞等 2000 年 自 1996 年开 始 对转 Bt 基因棉叶片和蕾的抗虫性测定方法进行 了系统研究 建立了一套比较简单可行的生测方法 与澳大利亚 Fitt 等 1994 年 建立的抗虫性评价方 法基本一致[11-12]
基因类别 寄主范围 1 氨基酸数目 预测的摩尔质量 kDa
CryIA(a)
L
1176
CryIA(b)
L
1155
CryIA(c)
L
1178
CryIB
L
1207
CryIC
L
1189
CryID
L
1165
CryIIA
L/D
633
CryIIB
L
633
CryIIIA
C
644
CryIVA
D
1180
CryIVB
D
1136
2.2 转 Bt 基因棉的抗虫性
2.2.1 对靶标害虫的抗虫性 自 1987 年美国 Agracetus 公司首次报道将外源
Bt 杀虫毒蛋白基因转入棉花后 经过 Monsanto 公 司的进一步研究和改进 成功地培育出了多个转 Bt 基因抗虫棉品种 并于 1996 年开始在美国和澳大利 亚进行大面积商品化应用 1997 年美国孟山都公司 新棉 33B Bollgard® 表达 Cry1Ac 开始在我国河 北省大面积推广种植 国内中国农科院生物技术研 究中心 江苏省农科院经作所 山西省棉花研究所 及中国农业科学院棉花研究所等将外源 Bt 基因转 入棉花 成功地培育出了多个转基因抗虫棉品种 并于 1998 年开始进入商品化生产
1989 年 Hofte 和 Whiteley 根据已报道的 42 个 Bt 晶体蛋白基因的核苷酸序列及其寄主范围进 行系统命名和分类 先按照相同或几乎相同序列合 并的原则 把已测序的 Bt 毒素蛋白分为 14 类晶体 蛋白基因 表 1 其中 13 类归属为 Cry 晶体蛋白 基因 又根据这些编码蛋白结构相似性和杀虫谱 将其分为 4 大类和若干小类 CryI 编码的晶体蛋白 具有抗鳞翅目昆虫的活性 CryII 抗鳞翅目和双翅 目 CryIII 抗鞘翅目 CryIV 抗双翅目 还有 1 种 从苏云金杆菌以色列变种 Bt subsp. israelensis 分 离出来 它不仅抗双翅目昆虫 而且对无脊椎动物 也有毒性 同时此基因在结构上与其它 13 种 Bt 毒 素基因 基因家族 无任何相关性 因此被命名为 CytA cytolytic crystal protein gene [8] Tailor 等
关键词 转基因作物 抗虫基因 抗虫性
DNA 重组技术或基因工程被认为是 20 世纪分 子生物学的一项最伟大的成就 1983 年第一株转基 因植物诞生 1987 年比利时植物遗传系统公司首次 报道了转 Bt 基因烟草 随着生物技术研究的迅速发 展 各国政府和有远见的企业加大了农业生物技术 的投资 1986 年美国和法国首先在田间进行耐除草 剂作标记基因的转基因烟草田间试验 由此至 1997 年的 12 年间 全球大约进行了 25 000 次转基因作 物的田间试验 涉及 10 个国家 60 种作物 10 个 性状 1999 年全球主要转基因作物种植面积达3 990 万 hm2 其中具有抗虫性状基因的作物约占 22% 具有抗虫和耐除草剂叠加基因的作物约占 7% 截 止 2000 年 全球共有 13 个国家允许播种转基因作 物 田间试验的转基因植物已超过 500 多种 美国 是转基因农作物种植面积最大的国家 占全球的 70% 其次为阿根廷 14% 和加拿大 9% 中 国位居第四 3% 按世界转基因作物种类分布是 大豆面积最大 占 53% 玉米 27% 棉花 9% 油 菜 8% 烟草 2% 土豆 0.1%[1] 国内外许多研究表 明 具有抗虫性转基因作物对目标害虫都有明显致 死作用和生长发育抑制作用[2-7] 不同学者从不同角 度采用不同方法对转基因作物抗虫性进行了鉴定
第3卷 第3期 2004 年 6 月
专论与综述
现代农药 Modern Agrochemicals
转基因作物的抗虫性
Vol.3 No.3 Jun. 2004
沈晋良 周晓梅
南京农业大学农药科学系 农业部病虫害监测与治理重点开放实验室 南京 210095
摘 要 介绍了转基因作物的抗虫基因种类 如苏云金杆菌蛋白基因 蛋白酶抑制剂基因和其 它抗虫基因 论述了转 Bt 基因棉 转基因玉米和其它转基因作物的抗虫性及其鉴定技术
作者简介 沈晋良 1942
男 教授 主要从事杀虫剂毒理与害虫抗药性教学与研究工作
万方数据
2
现代农药
第3卷 第3期
目 鞘翅目昆虫以及原生动物门 螨类 扁形动物 门等类群中的一些种类有活性 并从中分离到 180 多个杀虫蛋白基因 根据基因产物的同源性大小将 其划分为 28 群 其中来自我国的基因有 cry1Ac10
CryIVC
D
675
CryIVD
D
643
CytA
D/cytol.
248
133.2 .8 73.1 134.4 127.8 77.8 72.4 27.4
1. 专一的寄主范围 L 为鳞翅目 D 为双翅目 C 为鞘翅目 cytol. 为细胞溶解的和溶血的
Bt 最初为昆虫病原菌 杀虫活性大部分或全部 是伴胞晶体作用的结果 这导致了发展 Bt 生物农药 用于防治鳞翅目 双翅目 鞘翅目的害虫 最近报 道的分离物对其它目昆虫 如膜翅目 同翅目 直 翅目 食毛目 线虫 螨及原生动物有效 在农业 森林管理及蚊子防治中 Bt 已作为合成化学农药应 用的取代或补充 它也是植物中转基因表达抵抗有 害生物关键基因的来源
1.3 其它抗虫基因
除了上述几种主要抗虫基因外 还有植物凝集 素基因 淀粉酶抑制剂基因 几丁质酶基因 多酚 氧化酶基因 过氧化物酶基因 胆固醇氧化酶基因 及营养杀虫蛋白基因等 其中 凝集素是存在于植 物中的能够与糖类复合物上的糖基结合的蛋白质 目前发现它对同翅目 鞘翅目 鳞翅目及双翅目的 昆虫有毒性 可能是它影响了昆虫对营养物质的消 化吸收 从而导致昆虫饥饿甚至死亡 胆固醇氧化 酶是胆固醇代谢过程中的 1 个关键酶 能催化胆固 醇分解成 4-胆甾烯-3-酮和过氧化氢 胆固醇氧化酶 的杀虫谱相当宽 对鞘翅目 鳞翅目 双翅目 直 翅目和同翅目的害虫都有不同程度的作用 它能氧 化害虫生物膜上的胆固醇 在较低浓度时 能使害 虫的中肠纹缘膜受到破坏 在较高浓度时 能发生 完全的溶胞现象 从而膜的结构和功能都发生变化 以致引起害虫死亡 这一过程的生化机制目前还正 在研究 目前至少有 3 个胆固醇氧化酶基因已经被 克隆 其中 2 个来源于链霉菌 1 个来源于乳酸杆 菌 营养杀虫蛋白 vegetative insecticidal protein, Vip 是另一类高效杀虫蛋白质 目前已发现了 3 个 营 养 杀 虫 蛋 白 从 腊 状 芽 胞 杆 菌 Bacilluces cereus 培养物中分离出的 Vip1 Vip2 和从苏云金 芽孢杆菌培养物中分离出的 Vip3A 这类蛋白可能 与敏感昆虫表皮细胞 尤其是柱状细胞相结合 造 成细胞分解 伴随着肠道严重受损 受害昆虫迅速 死亡 昆虫摄食 Vip3A 与 Bt 毒蛋白致毒表症类似 但 Vip3A 发症时间要长些 目前 Vip3A 基因已获克 隆 对它的研究也比较深入 Vip3A 对鳞翅目昆虫 具有广谱抗虫性 尤其对小地老虎 粘虫及甜菜夜 蛾有显著杀虫效果[10]
虫具有良好的抗虫性 且呈明显的时空变化 即生 长前期抗虫性显著高于后期 营养器官高于生殖器 官 低龄幼虫死亡率明显高于高龄幼虫 Perlark 等
1990 年 将经过改造的 Bt Cry1A基因导入棉花 首次获得能高效表达杀虫蛋白的转基因棉花 随后 大量田间试验证明了这些转 Bt 基因棉花对烟芽夜 蛾 美洲棉铃虫 红铃虫均具有明显的控害作用[13]
1.2 蛋白酶抑制剂(proteinase inhibitor PI)基因
PI 是自然界含量最为丰富的蛋白种类之一 是 植物天然抗虫物质 一般为 60~120 个氨基酸组成 的多肽 分子量约为 8~25 kD PI 基因的杀虫机理 在于它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 enzyme-inhibitor complex EI 阻断或减弱消化酶的蛋白水解作用 影响外来 蛋白的正常消化 同时 EI 复合物能刺激消化酶的 过量分泌 使昆虫产生厌食反应 最终造成昆虫的 非正常发育或死亡