本文關鍵詞：高效抗蟲轉基因水稻的研究與開發(fā)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

通過培育抗蟲品種, 提高水稻自身抗性是一種更經(jīng)濟更環(huán)保的策略。但是,常規(guī)育種技術培育抗蟲新品種不僅需要較長的時間, 而且對于水稻最主要的害蟲——螟蟲(二化螟、三化螟、稻縱卷葉螟等)在水稻中尚未發(fā)現(xiàn)有效的抗性種質(zhì)資源。目前,最有希望和前途的方法就是利用轉基因技術把外源抗蟲基因引入水稻中創(chuàng)造出新的抗蟲品種。迄今為止, 人們在植物、動物甚至微生物中已鑒定并克隆了許多有用的抗蟲基因。一些抗蟲基因已轉入水稻獲得了轉基因抗蟲品系, 而且有一些已進行了大田實驗, 展現(xiàn)出美好的應用前景。

1.轉 Bt 基因水稻

來自于蘇云金芽胞桿菌(Bacillus thuringiensis,Bt)的Bt毒蛋白基因是目前世界上應用最為廣泛的抗蟲基因之一。大多數(shù)Bt菌在芽胞形成過程中會產(chǎn)生伴胞晶體。這種伴胞晶體是一種具特異殺蟲活性的蛋白質(zhì),稱為Bt毒蛋白或殺蟲晶體蛋白. 通過將Bt菌來源的Bt毒蛋白基因?qū)�入到植物中就可以在植物中表達并積累Bt毒蛋白,從而使轉基因植物獲得抗蟲性。

2.轉植物或動物來源抗蟲基因水稻

植物來源的抗蟲基因主要有植物凝集素基因和蛋白酶抑制劑基因等。凝集素基因是抗蟲效果相對較好的植物來源的基因,其中雪花蓮凝集素(GalanthusNivalis agglutinin, GNA)基因是使用比較廣泛的一種抗蟲基因。使用GNA基因最大的優(yōu)點在于,GNA對Bt蛋白不能控制的刺吸式(同翅目)害蟲如稻飛虱有一定的抗蟲效果。

（二）轉基因抗病水稻

細菌性病害白葉枯病(bacterial blight)以及真菌性病害稻瘟病(blast)和紋枯病(sheath blight)是水稻生產(chǎn)上常見的三大病害。

在轉基因抗白葉枯病育種上, 直接轉化主效抗病基因是比較快捷和有效的辦法。

（三）轉基因抗旱水稻

長期以來干旱是導致水稻減產(chǎn)的重要因素,且由于世界氣候變化而呈日益加劇的趨勢。水稻生產(chǎn)耗水量巨大,占我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水的70%; 而我國又是一個淡水資源缺乏的國家,人均淡水資源只有世界平均水平的 1/4。因此,培育節(jié)水抗旱水稻,減少水稻生產(chǎn)的用水量,對于提高水稻產(chǎn)量,保障我國的糧食安全具有重要意義。

由于抗旱機制的復雜性,完全依賴常規(guī)的育種手段難以培育抗旱品種。目前轉基因技術已被廣泛應用于抗旱水稻的培育,通常所采用的策略就是在轉基因水稻中表達干旱誘導或抗旱相關基因。

（四）轉基因營養(yǎng)高效利用水稻

化肥是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的基礎,化肥的使用為提高糧食產(chǎn)量,確保糧食安全作出了巨大的貢獻。

研究和培育營養(yǎng)高效利用的水稻品種,配合科學的施肥方法和田間栽培管理措施,在不減少產(chǎn)量的前提下大幅降低肥料的投入,對確保糧食安全和實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

（五）轉基因高產(chǎn)水稻

轉基因高產(chǎn)水稻的培育主要是集中于C4 水稻的研究上。眾所周知, 根據(jù)光合作用碳同化途經(jīng)中CO2固定的最初光合產(chǎn)物的不同,高

等植物可分成C3,C4和景天酸植物。C4 植物是從C3植物進化而來的一種高光效種類。與C3植物相比,C4植物在光合效率、抗逆境脅迫方面都具有優(yōu)勢。遺憾的是許多主要作物如水稻、小麥、大麥、和大豆都是C3植物. 長期以來,許多植物學家和育種家都希望可以將C3作物改良為C4作物, 而轉基因技術的興起也為C3作物改良為 C4 作物帶來了希望。

（六）轉基因抗除草劑水稻

發(fā)展轉基因抗除草劑作物通常采用兩個策略: 1.修飾除草劑作用的靶蛋白基因, 通過降低靶蛋白的敏感性或提高其表達水平來獲得對除草劑的抗性; 2.通過轉基因技術引入新的酶系統(tǒng)來提高植物對除草劑的代謝能力從而達到抗除草劑的效果。

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