植物基因工程-抗蟲抗病基因

關(guān)于植物基因工程_抗蟲抗病基因第1頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月

第一章抗植物病蟲害基因

及其應(yīng)用第一節(jié)抗植物蟲害基因及其應(yīng)用第二節(jié)抗植物病毒基因及其應(yīng)用第三節(jié)抗植物真菌病害基因及其應(yīng)用第四節(jié)抗植物細(xì)菌病害基因及其應(yīng)用

第2頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)概述一、作用及意義二、抗性基因的來源三、抗性基因分類

第3頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月一、作用及意義

應(yīng)用抗病蟲害基因具有以下優(yōu)勢(shì)：

1.

育種周期短、效率高、成本低。

2.

提高產(chǎn)量和品質(zhì)。

3.降低生產(chǎn)成本。

4.

防止化學(xué)農(nóng)藥污染，避免破壞生態(tài)平衡。

5.

克服親本基因資源缺乏。

6.抗性性狀具有連續(xù)性和整體性。第4頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月二、抗性基因的來源

根據(jù)基因來源分為三類：

1.植物組織如豇豆胰蛋白酶抑制劑基因。2.動(dòng)物如殺菌肽（cecropins）基因。3.微生物如Bt殺蟲結(jié)晶蛋白基因。

第5頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月

三、抗性基因分類據(jù)基因的作用功能和對(duì)象分為：

1.抗蟲基因。

2.抗病毒基因。

3.抗真菌和細(xì)菌基因。

第6頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)抗植物蟲害基因及其應(yīng)用

一、Bt基因及其應(yīng)用二、蛋白酶抑制劑基因及其應(yīng)用三、植物凝集素基因及其應(yīng)用四、淀粉酶抑制劑基因及其應(yīng)用

第7頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月一、Bt基因及其應(yīng)用

Bt基因的作用原理2.ICP的分類、結(jié)構(gòu)及抗蟲譜Bt基因的應(yīng)用4.存在的問題及對(duì)策

第8頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月1.Bt基因的作用原理Bt基因：是從微生物蘇云金桿菌（Bacillusthu-ringicnsis）分離出的蘇云金桿菌殺蟲結(jié)晶蛋白基因，簡(jiǎn)稱Bt基因。蘇云金桿菌屬于革蘭氏陰性，形成孢子細(xì)菌。在芽胞形成過程中，可產(chǎn)生伴胞晶體，它由一種或多種蛋白組成，具有高度特異性殺蟲活性，這種蛋白通常被稱作δ-內(nèi)毒素（δ-endotoxins）或殺蟲結(jié)晶蛋白（in-secticidalcrysta1protein，ICP）。

第9頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月作用原理：

ICP通常以原毒素（protoxin）形式存在，當(dāng)昆蟲取食ICP后，原毒素在昆蟲的消化道內(nèi)被活化，轉(zhuǎn)型為毒性多肽分子。活化的ICP與昆蟲腸道上皮細(xì)胞上的特異性結(jié)合蛋白結(jié)合，全部或部分嵌合于細(xì)胞膜中，使細(xì)胞膜產(chǎn)生一些孔道，細(xì)胞因滲透平衡糟破壞而破裂。導(dǎo)致昆蟲幼蟲停止進(jìn)食，最終死亡。

第10頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月ICP的活化過程：首先ICP溶解在昆蟲的腸道里（ICP在堿性條件可溶，而在中性條件下不溶），然后，在蛋白酶的作用下，通過專一性蛋白酶水解切割，ICP被活化?；罨腎CP不被胰蛋白酶或其它蛋白酶破壞。第11頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月2．ICP的分類、結(jié)構(gòu)及抗蟲譜

據(jù)抗蟲譜和序列同源性分為四種類型：類型I（CryI）抗鱗翅目（Lepidoptera）昆蟲，對(duì)其幼蟲有特異的毒性作用。類型II（CryII）抗鱗翅目和雙翅目（Diptera）。類型III（CryIII）

抗鞘翅目（Coleoptera）昆蟲。類型IVw（CryIV）抗雙翅目（Diptera）昆蟲。第12頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月

類型V（CryV）抗鱗翅目和鞘翅目。

近年P(guān)ayne等人則發(fā)現(xiàn)了具有抗膜翅目（Hymeno-ptera）以及抗線蟲（Nematodes）的ICP。第13頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月在每種主要類型中，據(jù)序列同源性，ICP又劃分為若干亞類例如，CryI又分為IA(a)、IA(b)、IA(c)、IB、IC等。第14頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月ICP的結(jié)構(gòu)CryＩ蛋白為長(zhǎng)1100～1200個(gè)氨基酸的多肽，大小為130～140kD，其毒性多肽分子是約60～70kD的核心片段。活性區(qū)在氨基端，而原毒素羧基端至少一半以上的氨基酸序列沒有毒性功能。第15頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月只保留編碼毒性核心片段的核苷酸序列就能達(dá)到抗蟲目的。如，Bt2編碼的最短毒性片段位于29至607氨基酸殘基處，進(jìn)一步從基因3′端刪除4個(gè)密碼子（codon）或從5′端刪除8個(gè)密碼子，將完全喪失產(chǎn)物的毒性功能。第16頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月3.Bt基因的應(yīng)用

1987年比利時(shí)的Vacek等人利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法首次獲得了轉(zhuǎn)基因煙草植株。他們使用全長(zhǎng)的CryIA（b）基因編碼1155個(gè)氨基酸和該基因保留了5ˊ端編碼毒蛋白核心區(qū)域的缺失片段（編碼610個(gè)氨基酸）。轉(zhuǎn)基因植株對(duì)煙草天蛾（ManducaSexta）幼蟲的抗性為75％～100％。

第17頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月美國Monsanto公司的Fischhoff等人（1987年）獲得轉(zhuǎn)Bt基因的番茄植株。他們用帶有CaMV35S啟動(dòng)子的CryIA(b)基因轉(zhuǎn)化番茄品系VF36。獲得了對(duì)煙草天蛾顯示出高抗蟲活性的轉(zhuǎn)基因植株。但因ICP表達(dá)水平低，對(duì)番茄果螟（Heliothisvirescens）的抗性不強(qiáng)。第18頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月

目前全世界已有許多不同類型的ICP基因轉(zhuǎn)入多種作物，如煙草、番茄、玉米、棉花、水稻、蘋果、核桃等。第19頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月

研究結(jié)果表明：一般用全長(zhǎng)CryIA基因轉(zhuǎn)化植物，ICP在轉(zhuǎn)基因植物中表達(dá)量很低，甚至檢測(cè)不到，其抗蟲效果差或不具抗蟲性。在高抗蟲性的轉(zhuǎn)基因植株中，每毫克可溶性蛋白中約有2.6～190ng的ICP。第20頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月4.

存在的問題及對(duì)策（1）ICP在植物中表達(dá)水平低（2）昆蟲對(duì)ICP產(chǎn)生抗性（3）抗菌譜窄第21頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）ICP在植物中表達(dá)水平低

原因：

主要是mRNA不穩(wěn)定和翻譯效率低。天然的Bt基因富含A、T堿基,而植物基因富含G、C堿基,可能導(dǎo)致Bt基因轉(zhuǎn)錄的末成熟終止（prematuretranscriptiontermination）及不適當(dāng)?shù)那懈?。因密碼子上的差異也可能使Bt基因在植物細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄過程中形成二級(jí)結(jié)構(gòu)、mRNA的特定序列被降解和翻譯效率降低。第22頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月

為提高富含A、T堿基的Bt基因在富含G、Ｃ堿基的植物細(xì)胞中表達(dá)水平。有人對(duì)CryI基因進(jìn)行了部分甚至完全的修飾。修飾后的CryI基因在轉(zhuǎn)基因棉花、煙草、番茄和玉米中的表達(dá)水平有了顯著提高。對(duì)策1：修飾Bt基因，改造密碼子。第23頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月

Monsanto公司的Per1ak等人在不改變氨基酸序列的情況下，對(duì)CryIA(b)和CryIA(c)基因進(jìn)行修飾（主要是去除富含A、T堿基序列），使CryIA(b)和CryI(c)的表達(dá)水平提高了100倍，CryIA(b)和CryI(c)蛋白的含量提高到占可溶性蛋白的0.05％～0.1％，獲得良好的抗蟲效果，其中轉(zhuǎn)基因棉花植株對(duì)棉鈴蟲（Heliothisarmingera）的抗性達(dá)80％。第24頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月對(duì)策2：使用新啟動(dòng)子（包括組織

特異性啟動(dòng)子）Koziel等人合成了一個(gè)富含G,C堿基的CryIA(b)基因，該合成基因編碼CryIA(b)的部分氨基酸，與野生型CryIA(b)基因只有65％的同源性。并用適合在玉米中表達(dá)的密碼子替代原細(xì)菌密碼子。

第25頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月

利用基因槍把該基因?qū)胗衩灼贩N。使用3種啟動(dòng)子：1.CaMV35S啟動(dòng)子。2.玉米磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)啟動(dòng)子。3.玉米花粉特異性啟動(dòng)子調(diào)控。后兩種啟動(dòng)子調(diào)控下的CryIA(b)基因在轉(zhuǎn)基因玉米植株中顯示出明顯的組織特異性。即在綠色組織中，CryIA(b)基因強(qiáng)烈表達(dá)，占可溶性蛋白0．1％～0.4％。第26頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月對(duì)策3：尋找新一代啟動(dòng)子

除組織特異性啟動(dòng)子外，研究人員也尋找第二代啟動(dòng)子來提高ICP基因的表達(dá)水平。例如,1,5-二磷酸核酮糖羧化酶小亞基啟動(dòng)子和葉綠體轉(zhuǎn)運(yùn)肽，可以使轉(zhuǎn)基因煙草中的CryIA(ｃ)表達(dá)量提高10-20倍。第27頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）昆蟲對(duì)ICP產(chǎn)生抗性

對(duì)策1：使用組織專一性或化學(xué)誘導(dǎo)啟動(dòng)子。

使用組織專一啟動(dòng)子，可使Bt基因的表達(dá)局限在植物重要的組織。第28頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月

例如，只在棉花的棉鈴中表達(dá)，末經(jīng)選擇的害蟲能在葉片上存活。病原相關(guān)蛋白（pathogen-sis-relatedprotein,即PR蛋白）是植物受到病原物侵染或其它刺激時(shí)表達(dá)的一組蛋白。PR-la是編碼其中一種PR蛋白的基因,可因侵染而被誘導(dǎo),也可被一些化學(xué)刺激物(包括水楊酸和聚丙酰酸)誘導(dǎo)。第29頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月

目前，CIBA的研究小組已經(jīng)獲得帶PR-la啟動(dòng)子調(diào)控Bt基因的轉(zhuǎn)基因煙草。

用化學(xué)藥劑處理該基因煙草，它對(duì)煙草天蛾產(chǎn)生抗性。因此采用上述化學(xué)誘導(dǎo)啟動(dòng)子的方法可以調(diào)控Bt基因在化學(xué)誘導(dǎo)劑存在下才能表達(dá),從而降低抗性的選擇壓產(chǎn)生,以防止抗性擴(kuò)散。

第30頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月對(duì)策2：修飾Bt基因,使ICP在植物中

高劑量表達(dá)。

迄今，目前發(fā)現(xiàn)的高水平的Bt抗性基因都是隱性基因,而且ICP對(duì)害蟲的幼蟲特別有效,所以Bt基因的連續(xù)、高劑量表達(dá)，可以消除突變雜合體。第31頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月對(duì)策3：使用兩種以上的Bt基因或Bt

與其它抗蟲基因結(jié)合使用。

除非抗性位點(diǎn)出現(xiàn)的頻率很高和毒蛋白劑量低到雜合體可以存活，否則昆蟲幾乎不可能對(duì)兩種獨(dú)立殺蟲蛋白同時(shí)產(chǎn)生耐受性。

第32頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月對(duì)策4：將轉(zhuǎn)與非轉(zhuǎn)基因的植株混種

在繁育群體中保留一部分末經(jīng)選擇的害蟲，防止害蟲對(duì)Bt基因的抗性擴(kuò)散。

第33頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）抗菌譜窄

對(duì)策：采用多基因?qū)氩呗?，利用基因之間的協(xié)同擬菌作用，向植物體內(nèi)同時(shí)導(dǎo)入多個(gè)基因。第34頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月二、蛋白酶抑制劑（PI）基因

及其應(yīng)用

1.PI基因的抗蟲原理2.PI的分類及抗蟲譜3.PI基因的應(yīng)用

第35頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月是一類蛋白質(zhì)，在植物防御昆蟲和病原體侵染的天然防御系統(tǒng)中起著重要作用，具有明顯的抗蟲作用的蛋白質(zhì)。PI基因的抗蟲譜廣泛，可抗幾個(gè)目的昆蟲。

蛋白酶抑制劑（proteinasein-

hibitor,PI）：第36頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月

PI存在于自然界的所有生命體中，在大多數(shù)植物的種子和塊莖中的含量可高達(dá)總蛋白的1％-10％。在有些果實(shí)中絲氨蛋白酶抑制劑的含量可達(dá)總蛋白的30％。

第37頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月1.PI基因的抗蟲原理（1）PI與昆蟲消化道內(nèi)的蛋白消化酶相結(jié)合，形成酶抑制劑復(fù)合物（EＩ），從而阻斷或減弱蛋白酶對(duì)于外源蛋白質(zhì)的水解作用，導(dǎo)致蛋白質(zhì)不能被正常消化。第38頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）EI復(fù)合物能刺激昆蟲過量分泌消化酶，使昆蟲產(chǎn)生厭食反應(yīng)。停止進(jìn)食而缺乏代謝所需的一些氨基酸，導(dǎo)致昆蟲發(fā)育不正?；蛩劳?。第39頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）蛋白酶抑制劑分子可能通過消化道進(jìn)入昆蟲的血淋巴系統(tǒng)，從而嚴(yán)重干擾昆蟲的蛻皮過程和兔疫功能，以致昆蟲不能正常發(fā)育。第40頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月PI的作用特點(diǎn)：（1）PI作用于蛋白消化酶的活性中心。活性中心是酶最保守的部位，產(chǎn)生突變的可能性極小，故可以排除害蟲通過突變產(chǎn)生抗性的可能性。第41頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）PI對(duì)于人、畜無害，因人、畜與昆蟲的消化機(jī)理明顯不同。人、畜的蛋白消化酶主要存在于腸道中，而PI在胃中的酸性條件下，被胃蛋白酶分解。第42頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月2.PI的分類及抗蟲譜

植物中存在三類：（1）絲氨酸蛋白酶抑制劑（2）巰基蛋白酶抑制劑（3）金屬蛋白酶抑制劑

第43頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）絲氨酸類蛋白酶抑制劑大多數(shù)昆蟲所利用的蛋白消化酶是絲氨酸類蛋白消化酶，特別是類胰蛋白酶，因此抗蟲效果明顯，

絲氨酸類蛋白酶抑制劑有6種，最有效的有，豇豆胰蛋白酶抑制劑（CpTI）和馬鈴薯蛋白酶抑制劑（patatoinhibitor，PI）

第44頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月豇豆胰蛋白酶抑制劑（CpTI）：

抗蟲譜廣泛，抗蟲效果最理想?？棍[翅目、鞘翅目、直翅目。第45頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月CpTI是由80個(gè)氨基酸組成的小分子多肽，分子中富含二硫鍵，它的一個(gè)分子具有兩個(gè)抑制活性中心。CpTI與胰蛋白酶緊密結(jié)合，使酶活性中心失活。第46頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月馬鈴薯蛋白酶抑制劑

（patatoinhibitor，PI）：有2類：PI-I家族和PI-II家族

第47頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月PI-I家族：

包括馬鈴薯和番茄蛋白酶抑制劑I，其成熟肽單體分子量為8.1kD，只有一個(gè)活性中心，主要抑制胰凝乳蛋白酶

第48頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月PI-II家族：

包括馬鈴薯和番茄蛋白酶抑制劑II，其成熟肽單體分子量為12.3kD，有兩個(gè)活性中心，可分別抑制胰蛋白酶和胰凝乳蛋肉酶。

PI-II比PI-I抗蟲效果好。對(duì)煙草天蛾等一齡幼蟲抗性明顯。第49頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）巰基蛋白酶抑制劑對(duì)利用巰基蛋白酶消化植物蛋白的昆蟲具有特殊抗性。水稻巰基蛋白酶抑制劑（oryzacystatin）是抗蟲能力較強(qiáng)的一種PI。其基因序列內(nèi)有兩個(gè)內(nèi)含子，cDNA編碼102個(gè)氨基酸的小肽，分子量約為１1．5kD，分子中部第52位后的Ｇln-Val-Val-Ala-Gly具有高度保守性,該保守區(qū)對(duì)于維持抑制劑活力是必要的。第50頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月3.蛋白酶抑制劑基因的應(yīng)用

1987年，英國Durham大學(xué)的Hilder等把編碼CpTI的cDNA轉(zhuǎn)移到煙草品種Sam-sunNN中，首先獲得轉(zhuǎn)CpTI基因的工程植株。第51頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月該cDNA長(zhǎng)550bP，由CaMV35S啟動(dòng)子調(diào)控。獲得的煙草轉(zhuǎn)基因植株能夠正確表達(dá)CpTI基因，有的轉(zhuǎn)基因植株中CpTI的表達(dá)量高達(dá)9.6μg／mg可溶性蛋白。而CpTI的表達(dá)量達(dá)到5μg／mg可溶性蛋白時(shí)，轉(zhuǎn)基因植株就表現(xiàn)出明顯的抗蟲性。第52頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月目前已把CpTI基因轉(zhuǎn)移到許多有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值的植物中，如，水稻、油菜、白薯、蘋果和楊樹等。

第53頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月

目前已經(jīng)有許多種蛋白酶抑制劑的基因或cDNA被克隆，其中有些表現(xiàn)出明顯的抗蟲作用。CpTI基因、PI-II基因和水稻巰基蛋白酶抑制劑基因是植物抗蟲基因工程中應(yīng)用最廣、研究較深入的蛋白酶抑制劑基因。

第54頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月提高PI基因表達(dá)水平的對(duì)策：

深入研究基因表達(dá)的調(diào)控機(jī)理。使用特定啟動(dòng)子修飾蛋白酶抑制劑基因。

第55頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月中科院遺傳研究所利用不同的啟動(dòng)子和Ω因子對(duì)CpIT基因進(jìn)行修飾，得到不同的植物表達(dá)質(zhì)粒。其中Ω因子來自煙草花葉病毒（TMV）126kD蛋白基因轉(zhuǎn)錄序列5ˊ未端的非轉(zhuǎn)譯區(qū)，由68bp組成，能夠促進(jìn)mRNA翻譯。利用CaMV35S啟動(dòng)子串聯(lián)Ω因子調(diào)控的CpTI基因轉(zhuǎn)化煙草，轉(zhuǎn)基因煙草中CpTI的表達(dá)顯著提高，但高效表達(dá)易引起轉(zhuǎn)基因煙草的白化。第56頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月三、植物凝集素基因及其應(yīng)用1.基本特性2.主要種類3.抗蟲原理4.基因的應(yīng)用

第57頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月1.基本特性

植物凝集素（lectin）是非兔疫來源的糖蛋白或結(jié)合糖的蛋白質(zhì)(sugar-bindingprotein)，它們能聚集細(xì)胞和（或）沉淀糖蛋白。主要存在于細(xì)胞的蛋白粒中。第58頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月

最主要的特性是能和糖類結(jié)合。多數(shù)是一些寡聚蛋白,二聚體或四聚體，少數(shù)含有兩個(gè)糖結(jié)合部位的單體，如蓖麻毒蛋白。植物凝集素的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和基因結(jié)構(gòu)有許多相似性。第59頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月

許多植物凝集素的一級(jí)結(jié)構(gòu)、凝集素與配體結(jié)合物的三維立體結(jié)構(gòu)或基因結(jié)構(gòu)被測(cè)定。凝集素廣泛存在于植物界，在各種組織器官中均有發(fā)現(xiàn)，尤以豆科植物的種子中含量最為豐富。第60頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月2.主要種類

（1）麥胚凝集素（wheatgermagg1utinin，ＷGA）（2）雪花蓮（Galanthusnivalis，GNA）凝集素（3）豌豆外源凝集素（pea-lectin,p-Lec）

第61頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月麥胚凝集素：是禾本科中典型的植物凝集素，有三種WGAＩ、WGAII和WGAIII，氨基酸組成相近。分子中甘氨酸和半胱氨酸含量很高，極性氨基酸的含量很低，不含糖。

第62頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月雪花蓮：一級(jí)結(jié)構(gòu)、生物合成以及基因結(jié)構(gòu)已經(jīng)清楚，由105個(gè)氨基酸殘基組成的成熟蛋白，包括3個(gè)重復(fù)性同源片段，每個(gè)約25個(gè)氨基酸殘基。對(duì)于蚜蟲、葉蟬、稻褐飛虱等同翅目吸食性害蟲具有極強(qiáng)的毒性，也能控制蚜蟲一類的吸汁性害蟲。

第63頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月豌豆外源凝集素：由275個(gè)氨基酸的組成的蛋白質(zhì)。有活性的豌豆外源凝集素由以α和β兩個(gè)亞基組成。能抑制豇豆象的生長(zhǎng)。

第64頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月3.抗蟲原理當(dāng)被昆蟲取食后，外源凝集素在昆蟲的消化道中與腸道圍食膜上的糖蛋白專一性結(jié)合（即不同的外源凝集素與相應(yīng)的糖類結(jié)合），從而影響營養(yǎng)的吸收?？赡茉诶ハx的消化道內(nèi)誘發(fā)病灶，促進(jìn)消化道中細(xì)菌的繁殖。

第65頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月4.植物凝集素基因的應(yīng)用

上述凝集素等的編碼基因已經(jīng)分離，并被成功地導(dǎo)入煙草和萵苣等植物中。用CaMV35S啟動(dòng)子或水稻蔗糖合成酶基因啟動(dòng)子調(diào)控，轉(zhuǎn)基因煙草對(duì)蚜蟲表現(xiàn)出明顯抗性。第66頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月Bou1ter等（1991）豌豆凝集素基因的轉(zhuǎn)基因煙草植株再與轉(zhuǎn)CpTI基因植株雜交，獲得了既能表達(dá)豌豆凝集素又能表達(dá)CpTI的雙價(jià)轉(zhuǎn)基因煙草，其抗蟲能力顯著提高。這也表明了基因間的協(xié)同作用有可大大提高作物的抗性。

第67頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月Maddock等（1990）用基因槍轉(zhuǎn)化玉米胚性懸浮系，獲得的表達(dá)麥胚凝集素基因的轉(zhuǎn)化植株對(duì)歐洲玉米螟具有良好的抗性。存在的問題：轉(zhuǎn)基因植株是否對(duì)人、畜無害，還有待證實(shí)。

第68頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月四、淀粉酶抑制劑基因及其應(yīng)用

1.基本特性2.抗蟲原理3.應(yīng)用第69頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月1.基本特性

淀粉酶抑制劑（α-amylaseinhibitor，α-AI）是植物界普遍存在的一類蛋白質(zhì)，它能抑制哺乳動(dòng)物及昆蟲體內(nèi)的α-淀粉酶的活性，阻斷對(duì)攝取食物中淀粉成分的消化。α-AI對(duì)植物本身和細(xì)菌的小α-淀粉酶不起作用。

α-AI作用的最適pH值為5.6，因此對(duì)鞘翅目昆蟲（消化道呈酸性的）有良好抗性。

第70頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月α-AI的三種類型（小麥和大麥）：

單體，12kD。對(duì)黃粉蟲、米象的抑制效果明顯優(yōu)于二聚體。二聚體，24kD。對(duì)馬鈴薯甲蟲、鋸谷盜的抑制效果優(yōu)于單體。四聚體，60kD。

第71頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月2.抗蟲原理

抑制昆蟲消道內(nèi)α-淀粉酶的活性。α-AI和淀粉酶結(jié)合成的EI復(fù)合物刺激昆蟲過量分泌消化酶，通過神經(jīng)系統(tǒng)反饋，產(chǎn)生厭食反應(yīng)，最后導(dǎo)致非正常發(fā)育或死亡。第72頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月3.淀粉酶抑制劑基因的應(yīng)用Altabella等（1990）把菜豆αAI基因?qū)霟煵?，并能?zhǔn)確、穩(wěn)定地表達(dá)。分析表明：它對(duì)黃粉蟲的腸道α-淀粉酶具有顯著的抑制效果，同時(shí)也抑制豬胰α-淀粉酶的活性。對(duì)哺乳動(dòng)物的淀粉酶抑制作用大大限制了其在生食作物基因工程中的應(yīng)用。第73頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月

植物抗病基因工程第74頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)

抗植物病毒基因及其應(yīng)用第75頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月致病來源不同：病毒（virus）：生物病毒是一類個(gè)體微小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只含單一核酸（DNA/RNA），必須在活細(xì)胞內(nèi)寄生并以復(fù)制方式增殖的非細(xì)胞型微生物。真菌（Fungus，fungi(復(fù)））：一類單細(xì)胞或多細(xì)胞微生物。不含葉綠素，大都能形成硬的多糖細(xì)胞壁。屬于真核生物，包括真菌門和黏菌門等。細(xì)菌（bacteria）：為原核生物是指一大類細(xì)胞核無核膜包裹，只存在稱作擬核區(qū)或擬核的裸露DNA的原始單細(xì)胞生物。第76頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月病毒病引起的作物病害是十分嚴(yán)重的，僅以馬鈴薯為例，Χ病毒(PVX)引起的產(chǎn)量損失可10%,Y病毒（PVY）引起的損失可達(dá)80％，然而迄今雜交常規(guī)育種對(duì)病毒病的防治尚無良策。基因工程技術(shù)為培育抗病毒病的新品種開辟了途徑。植物抗病毒基因工程的技術(shù)路線已趨向成熟。第77頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月第78頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月基因工程抗病毒的技術(shù)路線：（1）導(dǎo)入病毒外殼蛋白基因。（2）利用病毒的衛(wèi)星RNA（satelliteRNA,Sat-RNA）。（3）利用病毒非結(jié)構(gòu)蛋白基因（特別是復(fù)制酶-replicase基因）。（4）缺損干擾顆粒（人工構(gòu)建）（defectiveinterferingparticle）（5）干擾素（interferon）基因（6）利用反義RNA技術(shù)（7）利用中和抗體法技術(shù)（8）設(shè)計(jì)核酶剪切病毒RNA第79頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)抗植物病毒基因及其應(yīng)用

一、外源病毒外殼蛋白（coatprotein，CＰ）基因二、病毒復(fù)制酶基因三、衛(wèi)星RNA四、核糖體失活蛋白基因五、干擾素基因六、缺陷干擾穎粒第80頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月一、外源病毒外殼蛋白（CＰ）基因CP基因的抗病毒原理2.轉(zhuǎn)基因植株的特點(diǎn)3．CP基因的應(yīng)用4.存在的問題

第81頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月1.CP基因的抗病毒原理當(dāng)入侵病毒的裸露核酸進(jìn)入植物細(xì)胞后，立即被細(xì)胞中的自由CP包裹，阻止了入侵病毒核酸的翻譯和復(fù)制。在ＣＰ水平上抑制病毒脫殼。第82頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月導(dǎo)入的CP基因都是缺失的不完整的，該類基因主要是缺少AUG密碼子，當(dāng)這種不能被翻譯的CP基因或CP基因的反義RNA基因整合到植物染色體上后，能使轉(zhuǎn)基因植株獲得很好的抗性說明這類轉(zhuǎn)基因植株的抗性機(jī)理不是外殼蛋白在起作用，而可能是它們的RNA轉(zhuǎn)錄體與入侵病毒RNA之間相互作用。。第83頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月許多種類病毒組及病毒的ＣＰ基因具有同源結(jié)構(gòu)，在一定的條件下，一種ＣＰ基因?qū)⒖赡芸苟喾N病毒。第84頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月2.轉(zhuǎn)基因植株的特點(diǎn)抗性與ＣＰ表達(dá)量成正相關(guān)。在一定程度上延緩或減輕發(fā)病，不影響生長(zhǎng)發(fā)育、孕性表現(xiàn)和生理表現(xiàn)?？剐钥煞€(wěn)定地遺傳給子代?？剐运脚c整合到植物細(xì)胞中的CP基因拷貝數(shù)有關(guān)，多拷貝的比單拷貝的抗性高。第85頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月3．CP基因的應(yīng)用

目前已被克隆的CP基因：

TMV、馬鈴薯Ｘ病毒（potatovirusX，PVX）、黃瓜花葉病毒(cucumbermosaicvirus,CMV)、PVY、水稻條紋葉枯病毒（ricestripevirusvirus,RSV）、TSWV、PLRV、TRV、苜蓿花葉病毒（alfafamosaicvirus,ALMV）、洋李痘病毒（plumpoxvirus,PRV）等。第86頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月Monsanto公司在1988年獲得了表達(dá)TMV的CP基因的番茄品種VF36的轉(zhuǎn)基因植株。在接種后表現(xiàn)出延遲發(fā)病，發(fā)病率小于5%，產(chǎn)量幾乎不受影響，而對(duì)照植株則100%發(fā)病，果實(shí)減產(chǎn)26-35%。第87頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月Monsanto公司1990年把PVX和PVY的CP基因同時(shí)導(dǎo)入北美最重要的馬鈴薯品種ＲussetBurbank，其中篩選出的一個(gè)轉(zhuǎn)基因株系在接種條件下，完全抗PVX和PVY，而田間試驗(yàn)表明,傳毒蚜蟲接種16周后,轉(zhuǎn)基因植株只有8%的發(fā)病率,而對(duì)照植株的發(fā)病率卻高達(dá)79.3%。第88頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月荷蘭Wageningen農(nóng)業(yè)大學(xué)把TSWV的CP基因?qū)霟煵軸R1,試驗(yàn)室接種實(shí)驗(yàn)表明,轉(zhuǎn)化植株獲得了90%的保護(hù)效果,而對(duì)照株在接種后6天全部發(fā)病。第89頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月1991年日本國家農(nóng)業(yè)環(huán)境所獲得了水稻品種KinuhikariNipponbai的轉(zhuǎn)RSV的CP基因的抗紋葉枯病病毒的工程植株，接蟲實(shí)驗(yàn)表明，轉(zhuǎn)基因植株在2-3周后,只有3%-5%的發(fā)病率,而對(duì)照植株的發(fā)病率為95%-100%。這是禾本科作物中用基因工程獲得抗病毒特性的第一例成功報(bào)道。第90頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月奧地利的農(nóng)林大學(xué)的科研人員把歐洲和整個(gè)地中海地區(qū)的核果實(shí)樹的最重要的病毒PVR的ＣＰ基因?qū)胄?。?1頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月在國內(nèi)，中科院微生物所等單位獲得了煙草NC89的雙抗株系（抗MTV＋CMV）和單抗株系（抗TMV）。純合系的大田試驗(yàn)表明，轉(zhuǎn)基因植株的抗病毒效果達(dá)70％。已獲得轉(zhuǎn)CP基因植株：煙草、馬鈴薯、水稻、番茄、歐洲李和杏等。第92頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月4.存在的問題

轉(zhuǎn)基因植株對(duì)病毒的抗性水平不高，且僅限于特定的病毒或密切相關(guān)的病毒。轉(zhuǎn)基因植株大多只是推遲發(fā)病，而不能徹底根治。異源包被：轉(zhuǎn)基因表達(dá)的一種病毒外鞘蛋白可能包被另一種相近的有害病毒基因，形成一種新的雜合體。第93頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月二、病毒復(fù)制酶基因抗病毒原理應(yīng)用特點(diǎn)

第94頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月病毒復(fù)制酶基因：是病毒非結(jié)構(gòu)蛋白基因。復(fù)制酶一般是在病毒核酸進(jìn)入寄主細(xì)胞并結(jié)合到寄主核糖體之后形成。第95頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月1.抗病毒機(jī)理RNA轉(zhuǎn)錄體干擾病毒的復(fù)制。病毒非結(jié)構(gòu)蛋白基因介導(dǎo)抗性。復(fù)制酶基因抑制病毒復(fù)制必須具備2個(gè)條件：1.具有一定空間構(gòu)象。

2.不完整性。第96頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月攜有編碼54kD蛋白基因的轉(zhuǎn)基因煙草中檢測(cè)不到54kD的蛋白產(chǎn)物，這說明很可能是其RNA轉(zhuǎn)錄體干擾了病毒的復(fù)制TMV的編碼126kD的完整基因?qū)胫仓旰螅仓陞s未獲得抗性；而若插入1.4kD的核酸序列，使其基因失去功能，則能賦予植物抗性。。第97頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月把ＴＭＶ的ＲＮA編碼126kD蛋白的通讀部分(readthrough)的54kD（包含病毒復(fù)制酶核心功能團(tuán)）的基因?qū)霟煵?，轉(zhuǎn)基因煙草對(duì)TMV表現(xiàn)出很高的抗性(接毒500μg/ml,植株不發(fā)病)。很可能是不完整的復(fù)制酶亞基基因賦予了植物細(xì)胞這種抗性。第98頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月2.病毒復(fù)制酶基因特點(diǎn)

病毒復(fù)制酶基因所介導(dǎo)的抗性強(qiáng)。遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于ＣＰ基因介導(dǎo)的抗性。即使對(duì)轉(zhuǎn)基因植株使用高濃度的病毒或其RNA，仍具有明顯抗性。第99頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月3.病毒復(fù)制酶基因的應(yīng)用用豌豆早褐病毒（PEBV）221kD的復(fù)制酶中相當(dāng)于TMV的54kD部分的核酸片段轉(zhuǎn)化煙草，獲得的轉(zhuǎn)基因植株對(duì)高達(dá)1000μg/ml的接種量仍具有高度抗性。第100頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月將編碼CMV復(fù)制酶的二個(gè)亞基的缺失的cDNA轉(zhuǎn)入煙草，工程植株可抗500μg/ml的病毒或100μg/mlRNA的接種量。第101頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月三、衛(wèi)星RNA抗病毒原理應(yīng)用存在問題

第102頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月衛(wèi)星RNA：衛(wèi)星RNA是多核苷酸，它們有時(shí)在其相伴病毒中被發(fā)現(xiàn)。它們按照相伴病毒的復(fù)制和傳播機(jī)制，從一個(gè)植株傳到別一個(gè)植株。它們不與其相伴病毒的核苷酸序列同源，對(duì)病毒的復(fù)制也不起作用。但是衛(wèi)星RNA具有改變其相伴病毒的致病力的能力。

第103頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月1.抗病毒原理相應(yīng)病毒侵入植物細(xì)胞，其衛(wèi)星RNA被激活和放大，對(duì)病毒產(chǎn)生抗性?？剐运讲灰虿《镜慕臃N量而降低。植物細(xì)胞中只要有低濃度的衛(wèi)星RNA的轉(zhuǎn)錄體即可產(chǎn)生抗性。第104頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月2.病毒衛(wèi)星RNA的應(yīng)用

目前獲得一些帶有病毒衛(wèi)星RNA的轉(zhuǎn)基因植株。如，表達(dá)CMV和煙草環(huán)斑病毒（TRV）的衛(wèi)星序列的轉(zhuǎn)基因煙草植株。當(dāng)被其相應(yīng)的病毒侵染時(shí)，其發(fā)病癥狀減輕。第105頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月3.存在問題

只有少數(shù)植物病毒含有衛(wèi)星RNA，限制了應(yīng)用范圍。衛(wèi)星RNA有可能被其自然的病毒載體包裝并釋放到環(huán)境中。一個(gè)核甘酸的突變可能會(huì)造成嚴(yán)重病狀，或病毒衛(wèi)星RNA和植物衛(wèi)星RNA重組，從而產(chǎn)生一種難以預(yù)料的病癥。有些衛(wèi)星RNA能夠增強(qiáng)病毒的致病力。第106頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月四、核糖體失活蛋白基因1.RIP分類2.RIP作用機(jī)理3.RIP基因的應(yīng)用第107頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月

是一類能抑制蛋白質(zhì)生物合成的蛋白，廣泛存在于高等植物中，含量豐富。核糖體失活蛋白：

（ribosome-inactivatingprotein，RIP）第108頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月１.RIP分類

據(jù)結(jié)構(gòu)可為2種類型：I型RIP：是單鏈堿性蛋白質(zhì)。分子量約為30kD，帶有或不帶有糖基，但其生物活性都一樣，都具有抑制無細(xì)胞蛋白質(zhì)生物合成的作用,對(duì)完整細(xì)胞或動(dòng)物呈無毒或低毒。II型RIP：是由A、B兩條肽鏈通過二硫鍵組成的二聚體。分子量約為60kD。其A鏈與I型RIP同源呈酸性或堿性，是毒性分子，B鏈?zhǔn)悄兀芙Y(jié)合到細(xì)胞膜表面并協(xié)助A鏈進(jìn)入細(xì)胞。第109頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月２.RIP作用機(jī)理RIP選擇性作用于60S核糖體大亞基，抑制肽鏈延伸。大多數(shù)植物和細(xì)菌中的RIP是通過它的N一糖苷酶（N-g1ycosidase）活性來抑制蛋白質(zhì)合成的功能。它特異地作用于28ＳrRNA的第4324位核苷酸的腺瞟呤與核糖之間的N一糖苷鍵，進(jìn)行水解，除掉腺瞟呤，使核糖體失活，不能合成蛋白質(zhì)。第110頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月真菌中的RIP則通過其核酸酶（RNase）活性起作用，RIP專一水解真核細(xì)胞核糖體28ＳrRNA第4325和4326位核苷酸之間的磷酸二酯鍵。不同的RIP分別對(duì)于病毒、真菌和昆蟲具有不同的抗性。能使植物獲得廣譜抗性。第111頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月商陸抗病毒蛋白

(pokeweedantiviralprotein，PAP)抗植物和動(dòng)物的多種不同病毒?，F(xiàn)已分別從商陸的春葉、夏葉和種子中分離出三種PAP，分子量分別為29kD、30Kd、31kD。均不含糖的單鏈RIP。PAP抑制病毒，使病毒不能制造自身的蛋白，同時(shí)也不能利用寄主細(xì)胞的蛋白。第112頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月３.RIP基因的應(yīng)用Monsanto公司克隆了編碼PAP的基因。通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)，把該基固導(dǎo)入煙草和馬鈴薯細(xì)胞，并獲得了轉(zhuǎn)基因植株。含高濃度的PAP（＞１0ng／mg蛋白）的轉(zhuǎn)基因煙草植株生長(zhǎng)發(fā)育緩慢，患葉斑病，而且敗育。含較低濃度的PAP（1～5ng／mg蛋白）的植株生長(zhǎng)正常。第113頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月五、干擾素基因抗病毒原理干擾素基因的應(yīng)用

第114頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月抗病毒原理干擾素是一類分子量小的蛋白質(zhì)，能結(jié)合在細(xì)胞質(zhì)膜上，并導(dǎo)致抗病毒態(tài)的形成。干擾素促進(jìn)寡核苷酸合成酶、核酸內(nèi)切酶和激酶的產(chǎn)生，導(dǎo)致抗病毒態(tài)。三種酶平時(shí)處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)細(xì)胞被病毒感染后才活化，活化后通過兩種不同途徑來阻斷蛋白質(zhì)的合成。一是活化后的激酶將蛋白質(zhì)合成過程中所需的起始因子磷酸化，使其喪失活性。二是由寡聚腺苷酸激活一種核酸內(nèi)切酶，降解mRNA。干擾素作用特別強(qiáng)，且賦予細(xì)胞對(duì)病毒的廣譜抗性。第115頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月2.干擾素基因的應(yīng)用

愛沙尼亞科學(xué)院、芬蘭農(nóng)業(yè)研究中心及赫爾辛基大學(xué)的研究人員共同合作，把大鼠中編碼干擾素之一的2ˊ，5ˊ－寡腺苷酸合成酶的基因?qū)腭R鈴薯，獲得轉(zhuǎn)基因植株，用PVX進(jìn)行浸染，葉和塊莖里的病毒濃度顯著低于未轉(zhuǎn)化的對(duì)照。效果好于ＣＰ基因的效果。第116頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月六、缺陷干擾顆粒及其利用缺陷干擾顆粒（defectiveinterfering，DI）：是指序列與親本病毒相關(guān)、但必須依賴于病毒才能復(fù)制的RNA分子。第117頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月在自然界中，這種分子存在于多種動(dòng)物病毒和植物病毒中。與衛(wèi)星RNA的區(qū)別：DI顆粒和病毒核酸同源，DI顆粒直接來源于病毒的核酸序列。與反義RNA的區(qū)別：DI顆粒是利用有義RNA去競(jìng)爭(zhēng)病毒復(fù)制酶的結(jié)合位點(diǎn)，從而干擾病毒復(fù)制。

第118頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月Marsh等發(fā)現(xiàn)用大麥花葉病毒（barelymosaicvirus，BMV）的RNA2構(gòu)建的DＩ顆粒在大麥原生質(zhì)體內(nèi)對(duì)病毒的復(fù)制有干擾。而Stan1ey等人則從非洲木薯花葉病毒（ACMV）中克隆了缺陷干擾顆粒DNAB。經(jīng)串聯(lián)重復(fù)后導(dǎo)入煙草，獲得的轉(zhuǎn)基因植株抗ACMV的感染。

第119頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月

第二節(jié)抗植物真菌病害基因及其應(yīng)用第120頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月植物真菌病害基因分類：1、增強(qiáng)細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)包含:富含羥脯氨酸糖蛋白和富含甘氨酸蛋白（增加細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)）過氧化物酶催化苯基類丙烷醇脫氫聚合，生成木質(zhì)素木質(zhì)素合成：苯丙氨酸裂解酶（PAL）、苯基苯乙烯酮合成酶（CHS).2、誘導(dǎo)產(chǎn)生或激活抗菌物質(zhì)硫堇、植物抗毒素、幾丁質(zhì)酶和β-1,3-葡聚糖酶3、其他：抗性（PR）蛋白、植物凝集素、PGIP、羥脯氨酸糖蛋白（與植物防衛(wèi)反應(yīng)有關(guān)）第121頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月一、幾丁質(zhì)酶和β-1,3-葡聚糖酶基因及應(yīng)用1、幾丁質(zhì)酶作用機(jī)理幾丁質(zhì)酶存在于植物和微生物，有降解幾丁質(zhì)的作用，幾丁質(zhì)是大多病原真菌的細(xì)胞壁的主要成分，降解細(xì)胞壁幾丁質(zhì)，不僅破壞細(xì)胞新物質(zhì)的沉積，使病原體死亡，而且細(xì)胞壁碎片具有誘導(dǎo)作用，誘導(dǎo)產(chǎn)生抗病反應(yīng)。2、β-1,3-葡聚糖酶作用機(jī)理同上機(jī)理第122頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月2、特點(diǎn)（1）需病菌誘導(dǎo)煙草：軟腐細(xì)菌侵染48H內(nèi)幾丁質(zhì)酶可增加12倍；TMV感染可增加20倍。（2）協(xié)同性隨β-1,3-葡聚糖酶和PR等其他蛋白形成，發(fā)揮防衛(wèi)作用。第123頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月3、應(yīng)用1）利用策略直接應(yīng)用：灌水、種衣劑引入工程菌，表達(dá)分泌轉(zhuǎn)基因植物2）實(shí)例1991轉(zhuǎn)基因植株立枯病13-15天后，死苗率22.7%-37.1%，對(duì)照53%日本煙草抗白粉病荷蘭幾丁質(zhì)酶和β-1,3-葡聚糖酶基因番茄3-4周出現(xiàn)枯萎病對(duì)照和一種外源基因轉(zhuǎn)基因植株死亡。第124頁，課件共139頁，創(chuàng)作于2023年2月二、植物抗毒素基因及應(yīng)用1、作用機(jī)理植物產(chǎn)生的對(duì)一些不同種類的病原真菌等具有毒性的物質(zhì)，亦稱植保素。植物收侵染后產(chǎn)生的一類低分子抗菌化合物，受合成基因的調(diào)控。合成基因工程培育抗病品種。不同科屬植物中鑒定了200多種植保素，其中黃酮與類萜類植保素研究最多。2、特點(diǎn)：植保素生產(chǎn)速度快、積累含量與植物