科学家通过基因工程,成功培育出能抗棉铃虫的棉花植株-抗虫棉

Question

科学家通过基因工程,成功培育出能抗棉铃虫的棉花植株-抗虫棉

Answer 1

抗虫棉目前分为转基因单价抗虫棉和转基因双价抗虫棉. 转基因单价抗虫棉是将一种细菌来源的、可专门破坏棉铃虫消化道的Bt杀虫蛋白基因经过改造,转到了棉花中,使棉花细胞中存在这种杀虫蛋白质,专门破坏棉铃虫等鳞翅目害虫的消化系统,导致其死亡,而对人畜无害的一种抗虫棉花.其核心技术于1995年申请国家发明专利,1998年正式授权,2001年该专利被国际知识产权组织及国家知识产权局授予发明专利金奖.它标志着我国成为继美国之后,世界上独立自主研制成功抗虫棉的第二个国家.
抗虫棉原理:
抗虫棉之所以抗虫,是因为外源Bt基因整合到棉株体中后,可以在棉株体合成一种叫δ-内毒素的伴孢晶体,该晶体是一种蛋白质晶体,被鳞翅目等敏感昆虫的幼虫吞食后,在其肠道碱性条件和酶
的作用下,或单纯在碱性条件下,伴孢晶体能水解成毒性肽,并很快发生毒性.
毒性发作的大致过程是,δ-内毒素被昆虫取食后,在昆虫中肠内溶解为前毒素,经中肠蛋白酶水解,释放出活力片段.活力片段穿过围食膜,与中肠上皮细胞刷状缘膜的受体结合,进一步插入膜内,形成孔洞或离子通道.引起离子渗透,水随之进入中肠细胞,导致细胞膨胀破裂.另外,离子梯度的破坏,也扰乱了中肠内正常的跨膜电势及酸碱平衡,影响养分的吸收.使幼虫停止取食、麻痹,最后死亡.由于人体和多数动物的胃肠是酸性的,因此,这类蛋白对人体和多数动物无毒.
但是,需要注意的是目前的抗虫棉只对以棉铃虫为主的鳞翅目害虫有抗杀作用,对棉蚜、红蜘蛛、烟飞虱等害虫没有作用.而且,抗杀棉铃虫的效果还取决于虫害发生程度和大田环境,因此即使种植抗虫棉也不能放松警惕,还要根据情况适时进行化学防治.