国内转基因抗虫棉研究应用进展及存在问题

安徽农业科学,2004,32(2):363-364,382JournalofAnhuiAgriculturalSciences

国内转基因抗虫棉研究应用进展及存在问题

秦玉金

1)

赵俊

2)

(1)江苏省扬州市植保植检站,江苏扬州225002;2)江苏省仪征市胥浦农技站)

摘要 简要介绍了国内转基因抗虫棉研究应用现状,分析了抗虫棉当前存在的主要问题,并提出了应对策略。关键词 转基因抗虫棉;研究应用进展;存在问题;对策

中图分类号 Q78;S562 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2004)02-0363-02

20世纪90年代以后,棉铃虫先后在我国山东、河北、河南、山西、陕西、江苏、安徽、湖北和辽宁等省大发生,特别是1992年在黄河流域、长江流域和辽河流域等主要产棉区的400万hm2棉田特大暴发,使我国当年棉花总产减收30%以上。棉花害虫的猖獗危害给棉花生产造成了严重的损失,是限制我国棉花生产进一步发展的主要因素。生产上迫切需要尽快选择培育具有良好性状的抗虫棉花新品种来抵御虫害的侵害,提高防虫和植棉的综合效益。培育和推广抗虫棉不仅是控制棉铃虫暴发为害最为经济、有效的途径,而且也是减少有毒化学农药的用量,防止环境污染,保护生态平衡的有效措施。特别是采用现代基因工程技术将杀虫基因导入棉花,可以创造出具有高抗虫能力的转基因植株,并与常规育种方法相结合,培育出抗虫棉花新品种,应用于生产。因此,研究开发和推广种植抗虫棉对于发展棉花生产和保护生态环境均具有十分重要的意义。1 育种研究进展

传统的棉花育种方法发展到今天面临着种质资源贫乏、远缘杂交困难等问题,这就使有益性状的组合,尤其是高产、优质、多抗性状的有机组合十分困难。利用基因工程手段培育抗虫棉花品种是一个新兴的领域,DNA体外重组技术及棉花组织培养植株再生技术为棉花基因工程奠定了基础。将外源抗虫基因转入到棉花细胞中,使其在棉花细胞内稳定地遗传和表达,从而育成抗虫的棉花新品种(系)。目前用于棉花抗虫转育的基因主要有:苏云金芽孢杆菌毒素蛋白基因(Bt基因)和豇豆胰蛋白酶抑制基因(CpTI基因)。人们已经将这两类基因分别导入棉花植株,并且获得了抗虫性极强并能稳定遗传的转化植株。

为了寻求遏制棉铃虫的良策,国家/8630高科技发展计划于1991年首先启动了/转基因抗虫棉0的研究,随后,国家转基因植物专项、农业部发展棉花生产专项资金、中华农业科教基金和计委产业化项目等计划相继实施。1992年首次人工合成了拥有我国自主知识产权的CryIA杀虫基因。1993年由合作单位通过农杆菌介导法和外源

作者简介:秦玉金(1974-),男,江苏省仪征市人,农艺师,从事农作物病虫测报与防治工作。:基因胚珠直接注射法,将人工合成的CryIA杀虫基因导入中棉12、泗棉3号等我国主栽品种中。分子生物学检测为阳性,生物杀虫试验,抗虫能力可达90%以上,在国内首先获得了我国自己研制的高抗虫的转基因棉花株系,使我国在世界上成为人工合成杀虫基因,并成功导入棉花的第2个国家,达到了国际同类研究的先进水平。1998年抗虫棉的3个优系GK95-1、GK-1和GK-12分别通过了山西省、安徽省和山东省的品种鉴定,分别定名为晋棉26号、国抗棉1号和国抗棉12号。1998年中国农科院棉花研究所的2个转基因棉品种(中棉所29和中棉所30)通过国家审定,标志着我国转基因棉研究进入了大面积推广阶段。棉花抗虫基因工程人工合成了单价Bt杀虫基因和Bt与CpTI双价杀虫基因,并导入我国长江、黄河流域及新疆棉花主栽品种中,双价抗虫棉通过验收,并经农业部批准在国内4个省份进行商业化生产。应用杂交法、回交法和电生理等方法证明棉铃虫对转Bt基因棉的抗性是单基因控制的不完全隐性遗传,并采用RT-PCR技术得到控制kdr抗性的para基因的部分DNA片断,获得棉铃虫敏感品系的基因序列。抗虫棉关键技术/编码杀虫蛋白质融合基因和表达载体及其应用01998年获国家发明专利,2001年获由世界知识产权组织(WIPO)和中国知识产权组织(SIPO)颁发的中国专利金奖。双价抗虫棉关键技术/两种编码杀虫蛋白质基因和双价融合表达载体及其应用02002年获国家发明专利。2 应用进展

山东省棉花研究中心李汝忠等人报道,1994年我国开始大面积种植转Bt基因抗虫棉,中国农科院棉花所推出的R33-1-R33-7系列抗虫棉品系在生产上得到了较大面积种植,山东省种植面积达到333.4hm2;1995年试种面积扩大到10666.7hm2。河南、河北等省也有较大面积的试种。1997年农业部批准了转基因抗虫棉在河北、河南、江苏、新疆和辽宁5省(自治区)进行环境释放,在山东、山西、安徽和湖北4省进行商品化生产。1999~2000年,中棉所35在新疆、河南、山东建立0.67万hm2良繁基地,抗虫杂交棉中棉所29示范推广2.67万hm2,中棉所20、中棉所27、中棉所36在河南、河北、山东、新疆示范推广24.67万hm。2003年我国国产抗虫棉种植面积已3,累

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