转基因植物简介
(一)转基因植物以基因工程为核心的生物技术是一个新兴独立的技术领域，转基因生物的概念在不同文献中定义大
致归纳为两种。
利用基因工程技术，包括利用载体系统的重组DNA技术及利用物理、化学和生物学等方法把重组DNA分子倒
入有机体的技术，改变有机体基因构成而获得的生物，称转基因生物。
采用基因工程手段以不同生物中分离或人工合成的外源基因在体外进行酶切和连接，构成重组DNA分子，然
后导人受体细胞，使新的基因在受体细胞内整合、表达，并能通过无性或有性增殖过程，将外源基因遗传后代，因
此获得的基因改良型生物称转基因生物。
若转基因的受体为植物，则这种基因改良体称转基因植物。
(二）转基因植物的基因转化方法简介
(1)受体系统有原生质受体系统、愈伤组织受体系统、种质系统、胚状体受体系统、直接分化芽受体系统等等。
基因转化技术农杆菌介导的植物基因转化技术：是根癌农杆菌细胞中存在的一种特殊质粒，该质粒的部分
DNA片断可整合到宿主植物基因组中，与宿主基因组一起遗传和表达。
DNA直接导入的基因转化技术：不依靠其他生物媒体，将特殊处理的外源目的基因直接导入植物细胞，实现基因转化
技术，又称无载体介导转化，这为那些不易通过农杆菌介导转化的植物提供了外源基
因导入的有效途径。
花粉管通道法介导的基因转化技术：以生物自身的种质细胞为媒体，特别是植物生殖
系统的细胞(花粉、卵细胞、子
房、幼胚等），将外源的DNA导入完整植物细胞。基因转移主要利用花粉管通道，利用子房、幼穗及种胚注射外源
DNA等方法导入外源基因，实现遗传转化，这种导人基因技术称花粉管通道法介导的
基因转化技术。
以上基因转化技术实验操作不做介绍，如想应用可参考闫新甫主编，科学出版社出版
的《转基因植物》一书。
(三）树木转基因应用情况国外转基因林木除了抗病毒的香木瓜商品化外，其他转基因林木均处于小规模的田间试验
阶段，如杨树雄性不育基因、木质素基因、纤维素基因，胶皮枫香树抗性基因，桉树
木质素基因，杉标记基因等田
间试验。我国的转Dt基因抗虫欧洲里杨经农业部生物基因工程安全委员会批准，已在北京、吉林、河南、山东、新
疆、陕西、江苏7省8个基点大田释放，是世界上释放面积最大的转基因林木。
林木基因工程育种虽然已取得了很大进展，但其发展仍然有一定局限性，主要表现为
以下几个方面：树木的基础研
究总体上不如农作物深入，尤其是分子水平的研究；林木基因工程研究中对抗除草剂、抗病、抗食叶虫等方向的研
植物抗虫基因工程研究进展 摘要植物抗虫基因工程为防治农业害虫提供了一条崭新途径。本文对植物抗虫基因工程近年来所取得的某些研究进展，包括目前已发现和利用的抗虫基因、提高抗虫基因在植物体内表达的方法以及防止或延缓害虫产生抗性的策略等方面进行了综合评述，并对植物抗虫基因工程中有待解决的问题和发展前景提出了自己的看法。 关键词植物，抗虫基因，基因工程 虫害是造成农业减产的重要原因。据统计，各种作物因虫害而遭受的经济损失平均达30％以上。化学农药和生物农药的使用虽然可以减轻害虫对农作物的危害，但长期而大量的使用农药已使害虫产生了极高的抗性。同时，化学农药的过量使用，还带来了严重的人畜中毒和环境污染等问题。植物抗虫基因工程的诞生，为防治害虫提供了一条崭新的途径。由于该方法具有安全、有效、可降低投资和减少环境污染等诸多优点，因而，自1987年首次报道抗虫转基因植物以来，植物抗虫基因工程的研究取得了迅猛发展。一方面，已经发现了大量可利用的抗虫基因，并有40多种抗虫基因已被导入植物体。另一方面，对于如何提高抗虫基因的表达以及防止害虫产生抗性的问题日益受到重视，并进行了多方面研究，已经取得许多重要的研究成果。本文试图对上述几个方面的进展作一综述。 ⒈微生物来源的抗虫基因 苏云金芽孢杆菌的毒蛋白（简称Bt-toxin)基因是目前世界上应用最为广泛的抗虫基因，Bt-toxin是是苏云金芽孢杆菌在孢子形成时期所产生的一种杀虫毒素，是一类分子量为130~160KD的蛋白质。当被昆虫吞食后，在昆虫中肠碱性环境下，经蛋白酶的作用Bt-toxin 被讲解产生的60KD左右的毒性小肽，并和中肠上皮细胞纹缘膜上的受体特异结合，然后插入细胞膜造成细胞膜穿孔，破坏细胞内外的渗透平衡，导致细胞膨胀而裂解，使得昆虫停止取食并最终死亡。 第一个Bt-toxin基因是1981年由Schnepf和Whiteley分离克隆的，到目前为止，已经有近180个不同的Bt-toxin基因被克隆和测序，并且新的Bt-toxin基因还在不断的被克隆和分析。根据Crickmore等人（1998）所提出的新的命名法则，这些已克隆的基因被划分为30大类，不同的Bt-toxin基因具有不同的杀虫谱。截止1999年7月，在所发现的Bt-toxin基因中，已有40余种获得了专利。 自第一次分离克隆到Bt-toxin基因以后，人们一直在试图将该基因转移进植物体并实现表达，以获得能够抗虫的转基因植物。1987年，世界上有四家实验室首次获得了转Bt-toxin基因的烟草或番茄（Barton等，1987；Fischhoff等，1987；Hilder等，1987；Vaeck 等，1987）。由于所用的基因是完整的野生型Bt-toxin基因或截短了3’端的野生型基因，所获得的转基因植株抗虫性都很弱，在转基因植物中毒蛋白的表达量只有0.001％或几乎检测不到毒蛋白的表达。进一步的研究发现，Bt-toxin基因在植物体内表达量过低是由于野
雪花莲凝集素转基因抗虫植物的研究进展 摘要：近年来雪花莲凝集素（GNA）基因已成为国内外在植物抗虫基因工程中应用较为广泛的基因。目前已在小麦、大豆、水稻等农作物上的研究获得成功，并有相当规模的种植。另外在烟草、马铃薯、地瓜、莴苣、棉花、甘蔗、油菜等经济作物也已经试验成功.GNA转基因抗虫植物的培育为减少杀虫剂的使用和提高产量以及环境保护方面起到了巨大的作用。本文就GNA的分布、来源、杀虫机理、GNA转基因抗虫植物的发展况以及种植GNA抗虫植物的安全性进行了概述。 关键词:GNA基因;转基因植物;抗虫;安全 Research advances in GNA transgenic anti-insect plants Abstract:in recent years the snowdrops lectin gene(GNA)become insect-resistant genes in plants at home and abroad in engineering application a wide range of genes. Currently on wheat,soy and rice crops in research,and has won initial success of comparable size planting.Other tobacco potatoes sweet potato lettuce in economic crops such as cotton and sugar cane rape trial has success.GNA genetically modified insect resistance plant cultivation to reduce the use of pesticides and increase production and environmental protection has played a great role.This paper the distribution insecticidal mechanism GNA GNA genetically modified insect resistance plant development status and planting GNA insect resistance plant impact on environment were summarized. Keywords:GNA genes;transgenic plants;anti-insect;safety 雪花莲凝集素（Galanthus nivalis agglutinin简称GNA）是植物外源激素的一种，成熟的GNA是四聚体蛋白，且蛋白质分子未被糖基化，同时含有12个甘露糖专一性结合位点，属整体凝集素类。可特异性地结合糖蛋白末端甘露糖残基[1]。因其能结合到昆虫消化道上皮细胞糖蛋白受体上，对昆虫产生局部或系统的毒害作用，从而抑制其生长，甚至将其杀死；它还能在昆虫消化道内诱发病灶，促进消化道中细菌的繁殖，对害虫本身造成伤害，抑制害虫生长发育繁殖，抑制逆转录病毒和老鼠小肠中的大肠杆菌的繁殖等研究表明GNA分子对蚜虫飞虱叶蝉粉虱等刺吸式害虫及线虫有强烈的毒性，对鳞翅目等咀嚼式口器的害虫具有中等毒性，但对高等动物安全。 目前，转雪花莲凝集素基因的小麦水稻和大豆已经在国内外较为广泛地进行了种植，效果很好。其他新的转基因抗虫植物也在研究中，一些也在逐渐推广种
·生物技术在农业上的应用论文· 题目：浅谈转基因技术在农作物抗虫研究上的应用论文提纲 一、国内外的研究进展 1.1国外的研究情况 1.2我国的研究现状 二、转基因技术在农作物抗虫研究上的应用 2.1.苏云金杆菌毒蛋白基因 2.1.1概述 2.1.2机理及应用 2.2植物凝集素基因 2.2.1概述 2.2.2机理及应用 2.3蛋白酶抑制剂基因 2.3.1概述 2.3.2机理及应用 三、结论与展望 3.1结论 3.2展望
浅谈转基因技术在农作物抗虫研究上的应用 【摘要】随着转基因植物商品化进程的不断加深，转基因植物的发展前景也越来越来起人们的关注，本文笔者于植物抗虫基因工程在国内外的进展情况的基础上，就转基因技术在农作物抗虫研究上的应用进行探讨研究。 【关键词】转基因技术抗虫机理基因 虫害严重影响农业生产，影响作物的产量和品质，制约农业经济的稳定发展。长期以来人们普遍采用化学杀虫剂来控制害虫，但随着时间的推移尤其是化学农药的大量、不合理的使用，带来了如农药残留、害虫产生抗药性、杀灭天敌等自然生态平衡被破坏、环境污染的严重问题。利用植物抗虫基冈工程培育的抗虫作物，可以避免害虫危害，还具有成本低、保护全、特异性强等优点，从而倍受关注，成为当前农业生物工程研究的一个热点。植物抗虫基因工程是植物基因工程中最为重要的研究内容之一。自从l987年比利时植物遗传所的Vaeck等AYI首先报道了外源抗虫基阁转入炯草，随后Barton等和美国孟山都公司的Fishhoff等人也都报道了他们获得抗虫转基因烟草和番茄植株的研究，由此开创了植物抗虫育种的新领域。目前已有多种植物抗虫基因在烟草、水稻、玉米、棉花、马铃薯等多种作物上获得了转基因抗虫植株，有的已申请到田间释放和商品化生产。本文笔者于植物抗虫基因工程在国内外的进展情况的基础上，就转基因技术在农作物抗虫研究上的应用进行探讨研究。 一、国内外的研究进展 1.1国外的研究情况 1987年比利时科学家首次成功地将Bt毒蛋白基因导人烟草以来，转基因抗虫植物的研究日新月异、硕果累累。迄今为止，得到的抗虫转基因植物种类已达25种以上，有的已进入商品化生产[1]。根据它们的来源，已克隆得到的抗虫基因可分为三类：第一类是从细菌中分离出来的抗虫基因，主要是苏云金杆菌杀虫结晶蛋白(Bt)基因；第二类是从植物组织中分离出的抗虫基因，主要为蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、外源凝集素基因(Lec)等，应用最广泛的是豇豆胰蛋白酶抑制剂基因(CpTI)；第三类是从动物体内分离的毒素基因，主要有蝎毒素基因和蜘蛛毒素基因等[2]。 1.2我国的研究现状 在报道了首例有关转Bt基因烟草和番茄的研究后，Bt基因被相继转入到棉花、水稻、玉米、苹果和核桃等作物中，目前已经有6O多种Bt基因被报道。美国用农杆菌介导法将Bt基因导入壳籽棉，育成世界上首例抗虫棉，棉铃虫为害率下
抗虫转基因植物的研究进展及前景 由害虫、真菌、病毒、细菌等有害生物因子引起的病虫害是森林树木死亡和产品减少的重要因素一个世纪以来,科学们应用常规育种的方法为林木抗性品种的选育做出许多努力,取得了不少可喜的成绩。但林木生长周期长,这是林木抗性育种工作一个最大障碍。基因工程的诞生给林木抗性育种带来了新的、突破性的方法。 林木抗病虫基因工程就是利用重组DNA技术,将抗性外源基因导入林木染色体,从而产生具有外源基因表达的转基因林木。80年代以来,随着基因分离、表达载体构建、植物遗传转化和外源基因在高等植物细胞中的表达等方面的深入研究,特别是利用真核基因启动子构建融合基因的工作解决了外源基因在植物转化细胞中的表达问题,加速了林木基因工程的进展。在近10余年里,已有20余种树木如杨树、火炬松、花旗松、白云杉、桤木、核桃、刺槐、麻栎、桉树、苹果、欧洲赤松、兰伯氏松、挪威云杉和思格曼云杉等先后进行了基因工程的研究,已获得转基因植株的有杨树、核桃、柳、松树、苹果、李和葡萄等。到目前为止,有些项目开始或已经进入商业化操作阶段。研究领域有抗虫、抗病、抗除草剂耐盐、耐高温、耐干旱、耐冻等基因工程。本文对国内外林木抗病虫基因工程的现状以及在其研究发展中存在的问题作一概述。 1 抗虫转基因植物的研究进展 害虫是林业生产上的大敌之一。化学药剂杀虫不仅成本高,且造成严重的环境污染和食品中的残毒。人们很早就知道可以利用生物防治的方法来控制虫害。现在利用基因工程可以有效地达到这个目的。目前,人们已从细菌、植物本身及昆虫体内发现并分离到许多抗虫基因,有的已导入植物获得了抗虫转基因植株。目前,研究的抗虫基因有以下几方面。 1.1苏云金杆菌毒蛋白基因 苏云金杆菌(Bacillusthurigiensis简称Bt)制剂长期以来用于多种害虫的生物防治,因其产生大量的伴胞晶体蛋白对昆虫幼虫有很强的毒杀作用。伴胞晶体由具有高度特异性杀虫活性的结晶蛋白组成。根据毒蛋白基因的序列同源性和它们编码蛋白的抗虫谱,可划分为四大
转基因抗虫植物 按美国的情况，该章应为植物农药 国务院于2001年5月颁布了《转基因生物安全管理条例》 农业转基因生物：在2001年5月国务院颁布的《转基因生物安全管理条例》中，农业转基因生物是指利用基因工程技术改变基因组构成，用于农业生产或者农产品加工的动植物、微生物及其产品，主要包括： (一)转基因动植物（含种子、种畜禽、水产苗种）和微生物； （二）转基因动植物、微生物产品； （三）转基因农产品的直接加工品； （四）含有转基因动植物、微生物或者其产品成份的种子、种畜禽、水产苗种、农药、兽药、肥料和添加剂等产品。 转基因抗虫植物：是基于外源杀虫基因的导入，培育成的抗虫性的植物。 虫害是制约农作物高产的重要因素，世界每年因虫害造成的损失约占农作物总产量的15%以上。化学农药的施用在减少虫害的同时引起一系列副作用，如提高成本、污染环境、诱导害虫产生抗药性、引起次要害虫的大发生等。 通过基因工程手段培育抗虫新品种(系)可从根本上解决3R问题，对哺乳动物和一些有益昆虫不产生毒害作用，且不造成环境污染，具有广阔的应用前景。目前全世界最常改良的性状中抗虫占第二位(24%)，到1998年已商业化的6类性状中抗虫占15%。人们已从细菌中、植物本身以及昆虫体内发现并分离到许多抗虫基因，有许多抗虫转基因植物正在进行田间试验，并有一些品种已商品化。迄今发现并应用于提高植物抗虫性的基因主要有两类:一类是从细菌中分离出来的抗虫基因，如苏云金杆菌毒蛋白基因(Bt基因)、异戊基转移酶基因(ipt)，另一类是从植物中分离出来的抗虫基因，如蛋白酶抑制剂基因(PI基因)、淀粉酶抑制剂基因、外源凝集素基因等。其中Bt基因和PI基因在农业上利用最广。 一、Bt杀虫晶体蛋白（Bt毒蛋白）基因 Bt杀虫晶体蛋白ICP，是单基因直接表达的产物，不同基因型所表达的产物具有显著不同的杀虫特异性。自1981年Schnepf等克隆了苏云金芽孢杆菌的第一个ICP基因,并于1985年发表了它的DNA碱基序列及其编码蛋白的氨基酸序列起,迄今已发现和克隆了170多种ICP基因。因此，弄清ICP基因型，对于菌株鉴定及筛选、杀虫特性的了解、杀虫谱的改良等，都具有重要意义。90年代以来，聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction,PCR)技术以其快速、简便、灵敏的特点在Bt ICP基因的鉴定上得到了广泛应用。本文就Bt ICP基因PCR鉴定的策略进行探讨，并对其进展作一回顾。 1.Bt毒蛋白的杀虫机理 Bt是苏云金杆菌Baciius thuringiensis的简称，是一种革兰氏阳性土壤芽胞杆菌。通过克隆技术确定Bt基因位于30~150MD大小不同的质粒上，其中毒性区间位于该序列N端29~607个编码区，C端有高度的保守性，对稳定晶体蛋白结构可能起着重要作用。Bt杀虫活性源于芽胞形成时产生的杀虫结晶蛋白(insecticidal crystal protein，ICP)或苏云金杆菌毒蛋白(Bt toxic protein)，其中应用于农业生产的主要是δ内毒素。已知δ内毒素为130~160KD的多肽，在伴孢晶体内是以原毒素(protoxin)的形式存在，经体外碱解或在昆虫肠道内被蛋白酶水解成55~70KD或更小的多肽，与敏感昆虫中肠道上皮纹缘细胞(brushborder membrance)上的特异受体位点结合，引起并破坏纹缘膜细胞渗透压平衡，使细胞裂解，杀
1转基因植物安全评价的意义 转基因植物育种,是利用遗传工程的手段,有目的地将外源基因或DNA构建导入植物基因组,通过外源基因的直接表达,或通过对源基因表达的调控,甚至通过直接调控植物相关生物如病毒的表达使植物获得新的性状的一种品种改良技术,可最大限度地满足人类的需要[1]。 与此同时,转基因技术使物种的进化速度远远超过生物自然变异与选择的速度,对于这种急剧的生物物种变化,自然界能否容纳和承受?自然界的其他组成部分是否会因此受到伤害或破坏?转基因植物及其产品被人们食用时,是否会向人体肠道微生物发生基因转移?是否会出现由于某种新物质的形成对人体健康产生危害或潜在影响?要消除这些疑虑就要进行转基因植物的安全性评价。要经过合理的实验设计和严密科学的实验程序,积累足够的数据,根据这些数据判断转基因植物的大田释放和大规模商业化生产是否安全,对实验证明安全的转基因植物正式用于农业生产,对存在安全隐患的加以限制,避免危及人类生存及破坏生态环境[2]。因此,制定科学完善的安全性评价的原则与方法,对确保人类健康和环境安全及转基因技术的健康发展具有十分重要的意义。 2转基因农产品安全评价的容 2.1转基因植物的环境安全性 转基因植物的环境安全性评价要解决的核心问题是转基因植物释放到田间后是否会将基因转移到野生植物中;是否会破坏自然生态环境,打破原有生物种群的动态平衡[2]。 转基因植物演变为农田杂草的可能性:转基因植物可通过传粉进行基因转移,可能将一些抗虫、抗病、抗除草剂或对环境胁迫具有耐性的基因转移给近缘种或杂草,如果杂草获得了这些抗性,就会变成超级杂草,使农田杂草难以控制。 基因漂移到近缘野生种的可能性:在自然生态条件下,有些栽培植物会和周围生长的近缘野生种发生天然杂交,从而将栽培植物中的基因转入野生种中。在进行转