棉花抗虫基因的研制_农业科学
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棉花抗虫基因的研制

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  • 主要完成单位:农业科学生物技术研究所
  • 主要完成人员:郭三堆,倪万潮,范云六,贾士荣,崔洪志
  • 起  止  时  间 :1991年1月—2001年7月
  • 获  奖  情  况 :2002年国家科技进步奖二等奖
  • 内  容  提  要 :
  

1.应用现代蛋白质工程原理,设计出新型融合抗虫蛋白;根据其氨基酸的一级结构,按照植物优化密码子,采用基因工程技术研制成功了单价新型融合抗虫基因(GFM CrylA);
  2.为提高抗虫稳定性并预防棉铃虫对单价抗虫棉产生耐受性,利用合成的GFM CrylA基因与修饰后的CpTI(豇豆胰蛋白酶抑制剂)基因进一步研制成功了双价抗虫基因;
  3.根据植物基因转录、转录后加工以及翻译等过程的表达调控原理,构建成功了带有8个表达调控元件的高效植物表达载体;
  4.通过转基因技术将抗虫基因导人普通棉花,使其获得抗虫性,创造出单价抗虫棉和同时可表达两种杀虫蛋白质的双价抗虫棉;
  5.系统开展了抗虫棉种质创新、品种选育、杂种棉组配、试种示范、遗传规律、安全性、昆虫种群动态、抗性治理等多项交叉学科研究,取得了一系列重要结果,为抗虫棉研究和产业化提供了科学依据。
  项目特点:
  1.设计合成的抗虫融合新基因和高效植物表达载体不仅打破了细菌和植物之间的物种界限,并且可使其在植物中高效表达;
  2.单价抗虫棉细胞内可合成新型融合抗虫蛋白,专一性地破坏鳞翅目害虫的消化道并导致其死亡,而对害虫天敌无害;
  3.双价抗虫棉能同时产生两种不同机理杀虫蛋白,不仅具有单价抗虫棉的特性,而且可控制昆虫消化酶使其厌食,加速其死亡。这两种杀虫蛋白具有功能互补性和协同增效性,对控制棉铃虫抗性发展可起到重要作用;
  4.可减少棉田农药用量,保护人民身体健康,保护环境和生态平衡,意义重大。
  单价抗虫棉从1996年至2001年累计应用推广1350多万亩,双价抗虫棉从1998年至2001年累计应用推广约356万亩。目前审定抗虫棉品种12个,累计推广面积1700多万亩。棉农种植国产抗虫棉每亩增收节支约140元(包括增产皮棉及棉籽,减少农药及用工费用),至今累计产生的社会效益近24亿元,直接经济效益达2.57亿元。目前,中国双价抗虫棉正在走出国门,进入印度等国际市场。

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