本文關(guān)鍵詞：高效抗蟲轉(zhuǎn)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(guò)培育抗蟲品種, 提高水稻自身抗性是一種更經(jīng)濟(jì)更環(huán)保的策略。但是,常規(guī)育種技術(shù)培育抗蟲新品種不僅需要較長(zhǎng)的時(shí)間, 而且對(duì)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(zhuǎn)基因技術(shù)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?cè)谥参�、�?dòng)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(zhuǎn)入水稻獲得了轉(zhuǎn)基因抗蟲品系, 而且有一些已進(jìn)行了大田實(shí)驗(yàn), 展現(xiàn)出美好的應(yīng)用前景。

1.轉(zhuǎn) Bt 基因水稻

來(lái)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(yīng)用最為廣泛的抗蟲基因之一。大多數(shù)Bt菌在芽胞形成過(guò)程中會(huì)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(guò)將Bt菌來(lái)源的Bt毒蛋白基因?qū)氲街参镏芯涂梢栽谥参镏斜磉_(dá)并積累Bt毒蛋白,從而使轉(zhuǎn)基因植物獲得抗蟲性。

2.轉(zhuǎn)植物或動(dòng)物來(lái)源抗蟲基因水稻

植物來(lái)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(duì)較好的植物來(lái)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(diǎn)在于,GNA對(duì)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(zhuǎn)基因抗病水稻

細(xì)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(zhuǎn)基因抗白葉枯病育種上, 直接轉(zhuǎn)化主效抗病基因是比較快捷和有效的辦法。

（三）轉(zhuǎn)基因抗旱水稻

長(zhǎng)期以來(lái)干旱是導(dǎo)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(shì)。水稻生產(chǎn)耗水量巨大,占我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水的70%; 而我國(guó)又是一個(gè)淡水資源缺乏的國(guó)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(duì)于提高水稻產(chǎn)量,保障我國(guó)的糧食安全具有重要意義。

由于抗旱機(jī)制的復(fù)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(zhuǎn)基因技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于抗旱水稻的培育,通常所采用的策略就是在轉(zhuǎn)基因水稻中表達(dá)干旱誘導(dǎo)或抗旱相關(guān)基因。

（四）轉(zhuǎn)基因營(yíng)養(yǎng)高效利用水稻

化肥是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ),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(xiàn)。

研究和培育營(yíng)養(yǎng)高效利用的水稻品種,配合科學(xué)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(duì)確保糧食安全和實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

（五）轉(zhuǎn)基因高產(chǎn)水稻

轉(zhuǎn)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(jìn)化而來(lái)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(shì)。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(zhǎng)期以來(lái),許多植物學(xué)家和育種家都希望可以將C3作物改良為C4作物, 而轉(zhuǎn)基因技術(shù)的興起也為C3作物改良為 C4 作物帶來(lái)了希望。

（六）轉(zhuǎn)基因抗除草劑水稻

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

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