翻酶牌 并海选转碧素学的克园 大量培养这些克隆,检测表达产物 图1DNA重组技术实验基本步骤 利用转基因技术对彩色棉花品种进行改良,可以提高彩棉品种的抗病毒,抗 虫害能力,以及彩色纤维生产品质等。以转基因抗虫害棉花为例。虫害是危害棉 花等农作物高产的主要原因,长期使用化学杀虫剂不仅使很多害虫产生了抗性, 还带来了严重的生态问题。采用基因工程手段培养抗虫害棉花品种,即把抗虫基 因转入农作物形成转基因作物新品系。向作物中转入抗虫基因主要有两种:苏云 金杆菌等具有杀虫活性的原毒基因;能够影响昆虫对食物消化吸收的蛋白酶抑制 剂编码基因 苏云金杆菌是一种能合成δ内毒素和Bt毒蛋白的革兰氏阳性短杆菌。菌体 破裂后可释放芽孢和伴孢晶体,菌体被昆虫吞食后,芽孢在在昆虫肠道萌发并大 量繁殖,穿透肠壁进入血液,引起昆虫败血症,伴孢晶体由蛋白质和糖类组成, 是毒素的前体,被昆虫吞食后在肠道的碱性条件和特定蛋白酶作用下,变成毒性 分子插入小肠上皮细胞,形成离子通道,造成胞内大量ATP流出,细胞代谢终止, 从而特异性毒杀昆虫,使之停止进食脱水死亡,其作用机制如图二。由于形成毒 蛋白活性必须具备碱性和特定蛋白酶两个条件,因此人畜不受影响 ATP 肠道上皮细胞细胞膜 肠道上皮细胞细胞膜 (a)正常情况(b)毒素蛋白处理后的情况 图2苏云金杆菌毒素蛋白的作用机理 因为苏云金杆菌中的晶体结构在大田条件下不稳定,在植物中表达不理想, 研究人员截短了苏云金杆菌的基因,插入一个很强的启动子来控制该基因的表 达,所构建的带有苏云金杆菌毒蛋白基因的共整合载体如图三。在此基础上,我 国研究人员获得了转人工合成苏云金杄菌Bt毒蛋白的棉花,对棉铃虫有很强的 毒杀作用;同时对Bt毒蛋白基因进行修饰改造,获得了多种高抗虫性转基因作 物。因此基因工程手段对天然彩色棉花品种的改良有着重大的意义。利用转基因技术对彩色棉花品种进行改良，可以提高彩棉品种的抗病毒，抗 虫害能力，以及彩色纤维生产品质等。以转基因抗虫害棉花为例。虫害是危害棉 花等农作物高产的主要原因，长期使用化学杀虫剂不仅使很多害虫产生了抗性， 还带来了严重的生态问题。采用基因工程手段培养抗虫害棉花品种，即把抗虫基 因转入农作物形成转基因作物新品系。向作物中转入抗虫基因主要有两种：苏云 金杆菌等具有杀虫活性的原毒基因；能够影响昆虫对食物消化吸收的蛋白酶抑制 剂编码基因。 苏云金杆菌是一种能合成δ内毒素和 Bt 毒蛋白的革兰氏阳性短杆菌。菌体 破裂后可释放芽孢和伴孢晶体，菌体被昆虫吞食后，芽孢在在昆虫肠道萌发并大 量繁殖，穿透肠壁进入血液，引起昆虫败血症，伴孢晶体由蛋白质和糖类组成， 是毒素的前体，被昆虫吞食后在肠道的碱性条件和特定蛋白酶作用下，变成毒性 分子插入小肠上皮细胞，形成离子通道，造成胞内大量 ATP 流出，细胞代谢终止， 从而特异性毒杀昆虫，使之停止进食脱水死亡，其作用机制如图二。由于形成毒 蛋白活性必须具备碱性和特定蛋白酶两个条件，因此人畜不受影响。 因为苏云金杆菌中的晶体结构在大田条件下不稳定，在植物中表达不理想， 研究人员截短了苏云金杆菌的基因，插入一个很强的启动子来控制该基因的表 达，所构建的带有苏云金杆菌毒蛋白基因的共整合载体如图三。在此基础上，我 国研究人员获得了转人工合成苏云金杆菌 Bt 毒蛋白的棉花，对棉铃虫有很强的 毒杀作用；同时对 Bt 毒蛋白基因进行修饰改造，获得了多种高抗虫性转基因作 物。因此基因工程手段对天然彩色棉花品种的改良有着重大的意义