《对转基因棉花的浅析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《对转基因棉花的浅析（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、对转基因棉花的浅析摘要：1990年，美国利用生物技术，合成B.t杀虫基因，导入棉花获得抗虫转基 因棉花，成为世界上第一个拥有转基因抗虫棉的国家。我国“抗虫棉研究”在“七 五”期间开始进行。“八五”期间，在“863”计划资助下，也人工合成了 CryIA(b) 和CryIA(c)杀虫基因导入我国棉花主栽品种获得成功，成为继美国之后，第二个 拥有自主研制抗虫棉的国家。关键词：转基因；棉花；抗虫；种植正文：转基因棉花是指把其他物种中的有用基因导入棉花的基因组后，获得了该基 因功能的棉花。1990年，美国利用生物技术，合成B.t杀虫基因，导入棉花获得 抗虫转基因棉花，成为世界上第一个拥有转基因抗虫棉的国
2、家。我国“抗虫棉研 究”在“七五”期间开始进行。“八五”期间，在“863”计划资助下，也人工合 成了 CryIA(b)和CryIA(c)杀虫基因导入我国棉花主栽品种获得成功，成为继美国 之后，第二个拥有自主研制抗虫棉的国家。“九五”开始，“抗虫棉”的研究又被 国家“863”计划立为重大项目，进一步开展单价基因、双价基因及多价基因抗 虫棉的研究，分离新的抗虫基因及抗刺吸式口器害虫(蚜虫)新基因的分离，改 造及合成融合蛋白基因，对获得的新基因进行重组，构建高效植物表达载体。同 时“九五”期间，“863”计划还将根据目前单价抗虫棉可能存在的棉铃虫产生抗 性的问题，在生产中使用的持久性问题，环境释放安
3、全性问题，遗传分离及稳定 性问题，以及田间加代选择农艺性状以及蚜虫危害等问题作深入的研究。(中国 转基因棉花产业化背景)1、转基因棉花的现状1.1我国的转基因棉花情况来自中国农业科学院棉花研究所的最新统计显示，今年全国转基因抗虫棉种 植面积达4000多万亩，占棉花总面积一半以上。今年全国转基因抗虫棉种植面 积达4656万亩，而国产转基因抗虫棉种植面积达到70%左右。目前全国种植转 基因抗虫棉的省份有11个。其中河北、山东、河南、安徽4省实现了 100%的 种植，据中国农业科学院棉花研究所有关负责人介绍，我国目前已经建成高效、 工厂化的棉花转基因技术体系，培育成功的转基因棉花新品种已达8个，年产
4、转 基因棉花6000株以上。此外，转基因抗虫棉亩产比普通棉花高出15%以上，直 接增加了农民收入。全国的转基因棉花为农民带来的效益加起来接近100个亿。目前，国产转基 因抗虫棉种植面积累计达到7000多万亩，平均每亩增收140元至160元。(刘 斌，2004)1.2其它国家转基因棉花情况1.2.1印度据亚太地区农业生物技术联盟(APCoAB)的新报告，2008-2009年，印度的转基因棉 花种植面积达到760万公顷，占印度棉花总面积近81%。APCoAB是亚太地区农业研究协 会(APAARI)的一个项目。报告说，目前35个以上的种子公司和公共部门从事发展转基 因棉花，转基因棉花杂交种用于商业品
5、种数已超过600个。此外，印度农业研究理事会 个公共研究机构已发布第一个真正的新品种。During the past three years, Indian cotton scenario has changed dramatically, largely due to the adoption of Bt cotton. The number of Bt hybrids released for commercial cultivation till date has crossed 600 with more than 35 seed companies and public sector
6、 institutions currently engaged in their development. In addition, the first true breeding variety has also been released by the Indian Council of Agricultural Research (ICAR), a public sector institution.(Bt Cotton in India: A Status Report (2nd edition) )1.2.2巴基斯坦巴基斯坦国内已开展转基因棉花种子生产工作，另外，巴方正在和美国孟山
7、都(Monsanto)公司洽谈10亿美元转基因棉花种子的购销合同。据悉，巴基斯坦棉花种植总面积为800万英亩，现有转基因棉花种植面积约 270万英亩，目标是使转基因棉花种植面积要达到棉花种植总面积的60%，预计 棉花产量将因此提咼40%。(转基因棉花，百度百科)2、转基因棉花类型2.1 转基因抗虫棉花2.1.1防治鳞翅目害虫的Bt棉花苏云金芽胞杆菌(Bacillus t huringiensis，B t) 在芽胞形成阶段会产生伴胞晶体，该晶体被鳞翅目昆虫取食后，在其中肠蛋白酶 的水解作用下被激活，活化的毒素能与中肠特异性受体结合，导致中肠孔洞形成 而使昆虫死亡。目前发现并登记的cry 1cry
8、67基因大约有190多 种，其中crylAb基因、cry1Ac基因、cry1 F基因、cry2A b基因、cry2Ae基因等被用于转基因抗虫棉工程。2.1.2防治棉盲蝽的Bt棉花Bt棉表达的Cry杀虫基因对鳞翅目和鞘翅目昆虫有较好的防治效果，对 半翅目的防效甚微。研究表明，长期种植Bt棉花引起的害虫地位演化导致棉田 的次要害虫棉盲蝽发生数量增多，成为了Bt棉的主要害虫。国外公司已针对这 一问题开展了抗棉盲蝽转基因棉花研究，但尚未注册。女如Baum等发现了一 种新型的对棉盲蝽有较好防治效果的Bt杀虫蛋白基因，在转基因抗虫棉上表达 的这种3 5kD的Bt杀虫蛋白能够有效控制棉盲蝽的生长发育2. 1
9、. 3营养杀虫蛋白棉花在Bt毒素研究过程中发现，一种在芽胞形成前的营养阶段分泌和产生另一 种非5 内毒素的杀虫营养蛋白，即Vip蛋白（vege tative in sec ti cidal prot ein，Vip），被称为第2代杀虫蛋白。 Vip蛋白与Bt Cry毒素的结构和功能完全不同，对鳞翅目和鞘翅目有很 好的效果。Syngen ta公司（Greensboro，NC，USA ）对 表达Vip蛋白的转基因抗虫棉进行了多年的田间杀虫效果评估，结果表明该转 基因抗虫棉能较好控制棉铃虫的种群。2.1.4 RNAi转基因棉花植物介导的昆虫RNAi技术，可以有效、特异地抑制昆虫基因的表达，从 而抑制
10、害虫的生长，为农业害虫的防治提供了特异性更强且环境安全的新思路。 目前虽然国内外尚没有RNAi转基因抗虫棉花注册，但已成为十分活跃的研发 领域。以RNAi技术为基础的转基因抗虫棉有望在将来的害虫防治领域中发挥 重要作用。2.2 耐除草剂棉花2.2.1 耐草甘膦棉花耐草甘膦基因是属于表达靶标酶类耐除草剂基因棉花。此类型的耐除草剂基 因棉花产生靶标酶或靶标蛋白质，使棉花吸收除草剂后，仍然能进行正常代谢作 用。5烯醇式丙酮酰莽草酸一3磷酸合成酶（EPSPS）是棉花氨基酸循 环莽草酸代谢途径中一个很重要的酶。草甘膦通过抑制EPSPS,造成植物体 内氨基酸代谢莽草酸途径的中断。通过农杆菌介导法等方法，导
11、入epsps基 因的棉花植株对草甘膦有较好的耐性。2.2.2 耐草铵膦、双丙氨膦棉花耐草铵膦、双丙氨膦棉花是属于表达修饰酶类的转基因耐除草剂棉花。此类 型的耐除草剂棉花产生能修饰除草剂的酶或酶系统，在除草剂发生作用前对其进 行修饰从而失去除草能力bar基因编码乙酰转移酶基因（PAT），对草铵 膦、双丙氨膦进行修饰，反应产物能被顺利代谢使其失去除草能力。通过转入b ar基因使棉花对草铵膦、双丙氨膦都有较好的耐性。2.2.3 耐磺酰脲类（绿磺隆等）棉花 这类是属于表达异构酶类耐除草剂棉花，可以产生对除草剂不敏感的靶标酶或蛋白的异构体。surbHra基因通过编码改变空间构型的乙酰乳酸合酶 （ALS）
12、使磺酰脲类除草剂失去作用，从而保护植物的正常生理活动。同样p sbA基因通过表达突变的光系统IIQB蛋白使植物体具有三氮苯类除草剂 的耐性。2.3纤维品质改良转基因棉花棉花纤维是由胚珠外珠被表皮层的单细胞分化而来，其长度、强度、细度等 品质性状是评价棉花质量的重要标准。提高棉纤维品质尤其是纤维强度，是当前 棉花育种工作中的一个重点。传统育种在棉纤维品质改良方面起到了重要作用， 但由于受到育种周期长、外源种质利用困难、产量较低等因素的限制，用常规育 种技术进行纤维品质改良进展缓慢。利用基因工程来取得这方面的突破值得探 索。近年来，国内外科研人员相继开展了用外源纤维改良基因改良棉纤维品质的 探索性
13、研究并取得较快的进展。Zhang等利用植物基因工程技术，通过外源 启动子提高吲哚乙酸合成基因iaaM表达，从而促进了生长素在棉花胚珠上皮 中的合成，棉纤维品质得到了较大的提高。（刘晨曦，吴孔明， 2011）3、我国转基因棉花存在问题 一方面，抗虫棉自身存在以下问题：种子活力相对比较弱；前期生长势弱， 后期易早衰；中期易发生茎枯病死苗；前期抗性强，后期抗性弱；抗性范围窄等。（王孝纲，夏松波，张教海， 2003）另一方面，转基因棉花市场也缺少相应的监 管。近年来，市场上转基因品种种类繁多，品种质量良莠不齐，标签标注混乱， 存在不法商贩将非转抗虫基因棉当转基因抗虫棉销售，或者将转基因抗虫棉当非 转基
14、因抗虫棉销售等现象，转基因棉花市场监管混乱。棉农自身对转基因棉认识 不足，又缺乏鉴别能力，这导致棉农对产品质量缺乏信任。说明我国相关法律、 法规还有待完善。（高飞，2009）4、转基因棉花的前景 到目前为止，棉花转基因技术革命已经进行了 23 年，美国棉花公司 CEO杰伯利沃沙玛（J. Berrye Worsham）对这项技术充满了信心。他表示，生物 技术将使棉花产量大幅增加，且种植过程需要的水和土壤更少，大大减少了对环 境的影响。（转基因棉花发展前景分析预测）同时，中国农业科学院棉花研究所 研究员张永山认为，以改良纤维品质、提高产量，增加抗旱性和提高抗病性为代 表的新型转基因棉花表现出良好的
15、效果和广阔的应用前景。利用转基因技术，结 合常规育种和分子标记辅助育种等手段，加快这些新型基因的生产应用将会促进 我国转基因棉花的全面快速发展，为棉花生产的可持续发展提供战略支撑。（新 转基因棉花前景广阔）具体到抗虫棉，可以从以下方面来增强抗虫棉的前景：转基因抗虫棉与常规 抗虫棉相结合；双价或多价抗虫棉取代单价基因抗虫棉；加快转基因抗虫杂交棉 发展。（国内转基因棉花现状报告）所以，我们可以从中发现转基因棉花有很大 的发展空间。参考文献：1 、 中 国 转 基 因 棉 花 产 业 化 背 景 ， 网 络 文 献 ，http:/ 、 Bt Cotton in India: A Status Report （2nd edition） ，http:/www.apaari.org/publications/bt-cotton-in-india-a-status-report-2nd-edition.html4,、 转 基 因 棉 花 ， 百 度 百 科 ，http:/ 514 432fmygtB9aieLVPuFm9Zbh； 5、刘晨曦，吴孔明；转基因棉花的研发现状与发展策略；植物保护， 2011,37（6）：11-17；6、王孝纲，夏松波，张教海；我国转基因棉花育
