全 文 ：探索更强的抗虫性
经过两年对特定玉米植株 N D A的艰苦探索之后 , C I M M Y T ( t h e I n t e r n a t i o n a l M a l z e a n d
W h
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at I m p
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vo
e m e nt C
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nt
e r )的分子遗传学家鉴定出了几个负责对巨座玉米螟抗性的染色体区 , 巨座
玉米螟是一种为害性很大的昆虫 。 在此过程中 , 他们绘制了第一个热带玉米的基因图 谱 , 利用 D N A标记
标明了感兴趣的区域 。
长久以来 , 农业研究人员一直在寻找加速作物改良并使耗时的过程效率更高 、 成本更低的育种途径 。
在育种过程中 , 很多时间都花在等待植株生长和测定所需性状上了 。 而现在使用新的研究手段 (如限制性
片段长度多态性和随机扩增多态性 D N A ) 实现了生物技术学家分子植物育种的梦想 , 即在实验 室 中就可
测出变异体是否带有特定性状 , 由此降低了对长时间田间测试的需求 。 热带玉米的基因图谱是实现上述梦
想的关键步骤 。
C IM M Y T A p p l i e d B i o t e e h n o l o g y L
a b o r a t o r l e s的头 D a v i d H o i s i n g t o n 说 : “ 我们对目前所取
得的进展感到特别高兴 , 但是 , 仍有更多的工作需要去做 , 去鉴定热带玉米染色体上与抗性有关的其它区
域 、 并去证实我们己鉴定出的那个区域是否也存在于其它玉米群体的 D N A 上 。 ”
最后 , C IM M Y T的研究人员继续致力于对巨座玉米螟和另一种重要玉米害虫小蔗螟 抗性特异墓因的
研究 。 对完全不同的玉米群体进行的研究证实了早期的发现 , 指出其在不同类型玉米上均如此 。 今年晚些
时候将开始进行旨在发现抗其它明显生产限制的特殊基因的研究 。
下一步是用此知识来开发改 良品种 。 C I M M Y T 的玉米昆虫学家和育种家在用常规育种技术改良抗虫
性上已取得了很好的进展 ; 他们希望分子标记将最终能将特殊抗性基因移人具有其它所需性状的品种中。
现在植物育种家和分子遗传学家正集中其智慧 , 在田间筛选植株并同时在实验中对 D N A进行 评 估以确定
此标记辅助筛选的实用性 。
CI M M Y T玉米项 目的主管 D e l b e r t H e s s得知这些结果异常兴奋 , “ 我们期望标记辅助筛选将帮助我
们不仅改良抗虫性 , 而且改良其它性状 ” 。 “ 它将为我们提供一个重要的研究工具和一个将 生 物技术应用
于植物育种的很好实例 。 ” C IM M Y T选择抗虫性进行研究有几个不容质疑的原因 。 首先 , 每年因虫害导
致发展中国家玉米种植者巨大的经济损失 。 第二 , 环境因素经常在田间实验中掩盖抗性基因的作用 , 而使
真实抗性玉米品种的选择更加困难 。 标记辅助筛选将使育种家易于鉴别田间的抗性植株 。 第三 , 已有热带
玉米中控制巨座玉米螟抗性的基因也负责对其它玉米害虫抗性的假说 , 这意味着巨座玉米螟抗性品种在其
它一些因存在多种其它害虫而不太适于玉米生产的环境中也有用 。
除了将标记辅助筛选用于其自身的育种工作之外 , C I M M Y T还打算将此技术转移到国家项 目上 , 并进
行技术培训。 A p p l i e d M o l e e u l a r G e n e t i e s L a b o r a t o r y的头 D i e g o G o n z o l e z d e L e 6 n 指出 , “ 在
lC M M Y T的帮助下 , 发展中国家将接受标记辅助筛选技术 , 并用此生物 技 术三手 段加速其白身 的 育种工
作。 ”
孙雷心 译自 《 A g B i o t e e h N e w s a n d I n o f o r m a t i o n》 , 1 9 94年 , 6卷 4期 , 64 N页
开发耐虫性赤豆
农林水产省农业研究中心作物开发部豆类育种研究室研究员石本政男 、 该研究室主任喜多村启介和北
海道立中央农业试验场研究员佐藤毅等研究小组开发出导入 a 淀粉酶抑制剂基因的耐虫性赤豆 。 目前在以
赋予耐虫性为目的的重组育种中使用的是昆虫病原 菌苏 云金杆菌杀虫蛋白 ( B T毒素 ) 和 蛋白酶抑制剂的
基因。使用 a 淀粉酶抑制剂基因的耐虫性植物的开发在世界上还是第一次 。 如果进行对哪类昆虫发挥杀虫作
用的分析的话 , 应能赋予赤豆以外植物耐虫性 。石本等在 4 月召开的日本育种学会上发表了此项研究成果 。
一 1 5 一
DOI : 10. 13560 /j . cnki . biotech. bul l . 1985. 1994. 06. 010
石本等着手研究赤豆象鼻虫等豆象鼻虫类给大豆 、 就豆和蚕豆等豆类带来为害 , 但不给菜豆带来为害
的原因 。 1 9 8 8年发现菜豆对豆象鼻虫的耐虫性起因于菜豆种子特异含有的 a 淀粉酶抑制剂。在赤豆种子特异
表达的蛋白一植物凝集素的启动子上结合来自菜豆的 a 淀粉酶抑制剂基因 , 用 A g , 。 b a 。 “ 八 。 , 导入赤豆 。
无论是导入了 a淀粉酶抑制剂基因的赤豆还是普通赤豆 , 赤豆象鼻虫都在种子表面产卵 。 但是 , 普通赤豆 ,
孵化的幼虫食害种子 。 但幼虫在食性状转化种子之后死亡 。 因此表明 , 性状转化赤豆对赤豆象鼻虫具有完
全的抗性。 还确认性状转化赤豆种子发芽 、 生长正常 。
但是 , 得知这次石本等导入赤豆的 a 淀粉酶抑制剂也阻遏人唾液中的 a 淀粉酶 。 实际吃赤 豆 时进行调
理所以没有问题 。 但在生食用植物中导入这种 a 淀粉酶抑制剂基因时可能引起消化不良 。
石本等 93 年 10 月从菜豆中克隆出不阻碍人 a 淀粉酶但阻碍豆象鼻虫的 a 淀粉酶的 a 淀粉酶抑制 剂 。 今后
打算将种特异性更高的 a 淀粉酶抑制剂导入赤豆 , 年内开发出性状转化体 。
孙国凤 译自 《 日经生物技术 》 , 1 9 94年 4月2 5日号 , 6页
商陆抗病毒机理 : IR P
美国商陆的商陆抗病毒蛋白作为一种控制植物和人类病毒 (包括人免疫缺陷病毒 )的手段 , 具有惊人潜
力 。已知这种蛋白为核糖体钝化蛋白 ( R I )P ,是其作用方式的基础 。许多科学家估 测 , R I P肯定不作用于商
陆核糖体 , 否则植物将不能合成蛋白 。 这一设想受蓖麻蛋白 (一种对哺乳动物特异的毒素 、 并不钝化蓖麻
核糖体的蓖麻 R IP ) 的支持 。 T e x a s 的一个科研小组正在设法证实商陆核糖体对商陆 抗 病 毒 蛋白高度敏
感 。 U n i v e r s i t y o f T a x a s a t A u s t i n 的 M i e h a e l R e a d y 和 T o m M a b r y及 S o u t h w e s t T e x a s S t a t e
u n i v 。 r s i t y ( S a n M a r e o s ) 的 J a m e s I r v i n 发现 , 核糖体在体外失活 , 而且培养细胞的上清液因子内
含物也无保护核核体的作用 , 表明不存在阻止 R I P与核糖体作用的保护因子 。
此项工作表明商陆抗病毒蛋白具有毒害商陆细胞的潜力 。 这支持了此种蛋白选择性地进入染病毒细胞
并扰乱蛋白质合成 , 由此引发局部自杀并阻止病毒复制的模型 。 强调细胞蛋白和核糖体的立体识别的重要
性 , 特别是若把抗病毒蛋白基因转入作物 , 将使之具备抗病毒性 。
孙雷心 译自 《 A g B i o t e e h N e w s a n d I n f o r m a t i o n 》 , 1 9马4年 , 6卷 4期 , 6 3N页
利用基因重组提高海藻糖的含量和酵母的冷冻耐性
农林水产省食品综合研究所酵母研究寓主任高野博幸等小组利用面包酵母的基因重组提高海藻糖的含
量 , 同时也提高了冷冻耐性获得成功 。 日本独自开发的冷冻耐性酵母通过流通冷冻贮藏的面包胚可将烤制
的面包送到消费者手中。 由于面包市场的多样化和竞争激烈 (包括从制面包到流通 ) 还急需高性能的面包
酵母 。 食品综合研究所的成果表明 , 以分子水平分析为基础的基因重组育种法对冷冻耐性酵母的育种有效 。
这项成果于 4 月 2 日在东京召开的 日本农艺化学学会上发表 。
面包酵母一旦出现应激 , 海藻糖的含量就会增加 。 因此 , 高野等设想如能利用基因重组技术提高海藻
糖含量就能提高酵母的冷冻耐性 。 他们对实验用酵母施行基因操作 , 制作强化海藻糖合成系和破坏海藻糖
分解系的两种高海藻糖酵母 , 如所期待的那样 , 两种酵母的冷冻耐性都提高了 。今后还要积累实验用酵母的
数据 , 确认海藻糖含量和冷冻耐性的相互关系 , 并着手使用实用面包酵母的基因重组育种 。 用从 8 年农林
水产省实施的生物信息项 目与民间企业交换信息并进行研究 。
对冷冻耐性进行观察 , 即用 一 20 ℃ 冷冻 5 天后观察生存率 。 缺失海藻糖分解酶基因 ( N T H )I 的重组
酵母的海藻糖含量 (单位为 m g / g细胞 ) ②在 39 ℃下为 10 (对照为 5 0) , ③30 ℃下为 50 (对照组为 。 ) ,