轉(zhuǎn)Bt基因水稻選育研究.pdf

1、水稻作為世界上最重要糧食作物之一，能否安全生產(chǎn)將嚴重影響到世界的糧食安全和人們的生活穩(wěn)定。長期以來，水稻病、蟲害一直是影響水稻生產(chǎn)和糧食安全的重要限制因素。水稻螟蟲作為水稻生產(chǎn)危害最嚴重的蟲害之一，一直是水稻科研中備受關(guān)注的課題。然而，目前防治螟蟲的主要措施是噴施化學(xué)農(nóng)藥，但這不僅增加了水稻生產(chǎn)成本，而且造成了環(huán)境污染、農(nóng)藥殘留等問題，嚴重影響著人們的身體健康和生態(tài)安全。此外，在水稻抗蟲育種實踐中至今尚未找到有效控制螟蟲蟲害的抗性基因的

2、水稻種質(zhì)資源。因此，通過外源基因轉(zhuǎn)化培育抗蟲水稻是解決上述問題的最有效途徑。 本研究通過構(gòu)建雙元表達載體，將蘇云金桿菌(Bt)殺蟲蛋白基因連入pCAMBIA1300雙元表達載體，利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法和基因槍分別進行水稻轉(zhuǎn)化，獲得轉(zhuǎn)Bt蛋白基因水稻，并對轉(zhuǎn)基因植株進行田間抗性鑒定后，采用系統(tǒng)選育的方法獲得高代穩(wěn)定遺傳、農(nóng)藝形狀優(yōu)良的株系材料。為了進一步將這些抗蟲材料用于育種實踐，創(chuàng)制抗蟲抗病的多抗水稻新種質(zhì)資源，我們采用雜交轉(zhuǎn)育的方法

3、，將Bt蛋白基因轉(zhuǎn)育至一些抗蟲性狀不佳的秈稻品種中，以期獲得一些農(nóng)藝性狀優(yōu)良、既抗蟲又抗病的基因聚合新種質(zhì)材料。本研究主要結(jié)果如下： 1．以TP309為轉(zhuǎn)化材料，通過農(nóng)桿菌和基因槍介導(dǎo)法進行轉(zhuǎn)化，獲得60株農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化水稻和20株基因槍轉(zhuǎn)化苗，對其中53個獨立株系作Bt殺蟲蛋白基因的PCR檢測結(jié)果表明：含有完整Bt基因的有41株，占77.3％。其中農(nóng)桿菌法轉(zhuǎn)化得到的35株植株中陽性的有30株，占87.5％，基因槍法轉(zhuǎn)化得到的18株

4、中有11株呈陽性，占61.1％。 2．轉(zhuǎn)基因水稻田間抗蟲鑒定結(jié)果表明：T1代株系間表現(xiàn)出抗性級別差異，部分出現(xiàn)高抗，部分感蟲，其中農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化的植株抗蟲性比較好，高抗單株出現(xiàn)的頻率較高；基因槍轉(zhuǎn)化的抗蟲單株抗蟲性不理想，到T2代就完全喪失抗性。ELISA檢測部分農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化抗蟲株系CrylAc殺蟲蛋白結(jié)果表明CrylAc殺蟲蛋白都得到了表達，其含量無大差異。 3．經(jīng)過6世代三年的人工接種抗蟲篩選和定向選育，已初步建立一個穩(wěn)定

5、抗蟲株系系統(tǒng)，共27個抗蟲株系組成。通過對C12抗蟲株系的定向選育，目前已獲得一個穩(wěn)定，農(nóng)藝性狀基本無改變的優(yōu)良抗蟲株系。 4．通過雜交轉(zhuǎn)育的方法，我們已將抗蟲基因從抗蟲轉(zhuǎn)化株系材料中成功轉(zhuǎn)育到正在推廣的抗病的水稻品種中。目前，已獲得了一批抗蟲抗病的基因聚合株系材料，進一步的多抗品系選育工作正在進行。 本研究在通過農(nóng)桿菌和基因槍轉(zhuǎn)化獲得Bt轉(zhuǎn)基因植株，進一步通過田間抗性鑒定、系統(tǒng)選育并結(jié)合雜交轉(zhuǎn)育的常規(guī)育種方法進行水稻抗