[01313294]两个新型Bt抗虫基因cry1C和cry2A的发明及应用

本项目的主要课题来源如下 2001-2003年科技部 “国家转基因植物研究与产业化开发专项”的‘多抗、优质转基因水稻新品种选育’。 2003-2005年科技部的“国家转基因植物研究与产业化开发专项”的‘水稻高产高效等性状改良关键基因利用研究’。 2008年-目前农业部国家重大科技专项重大课题‘抗虫转基因水稻新品种培育’ Cry1C以野生cry1Ca5基因为蓝本,根据水稻的密码子偏爱性,用植物使用频率高的密码子进行改造,通过密码子置换排除中富含AT的序列以及常用限制性内切酶位点,同过密码子置换排除大的反向重复序列,在基因5’端加入引导序列,在3’端添加加尾信号序列,改造后的cry1C的GC含量为44.64%。 Cry2A以野生cry2A基因为蓝本,根据水稻的密码子偏爱性,用植物使用频率高的密码子改造核苷酸序列,通过密码子置换排除富含AT的序列以及常用限制性内切酶位点,通过密码子置换排除大的反向重复序列,在基因5’端加入引导序列,在3’端添加加尾信号序列,改造后的cry2A*的GC含量为59.04%。 转Bt基因作物研究使用较多的是cry1Ab、cry1Ac或者是cry1Ab/cry1Ac融合基因。虽然它们的杀虫效果很好,但是它们之间相互的同源性高,害虫容易对其产生交叉抗性,不适合用于双价Bt水稻。cry1C和cry2A两个基因的发明不仅在一定程度上解决了我国现有相关基因知识产权不足的问题,而且还为培育抗虫效果更好,使用寿命更长的双价抗虫水稻奠定了基础。 目前发明的两个基因在多种作物如水稻、棉花、甘蔗、大豆等进行过转化研究,对不同作物的鳞翅目害虫具有广谱和高效的毒杀效果。委托农业部转基因生物食用安全监督检测测试中心（背景）对Cry1C和Cry2A及相应转基因水稻T1C-19和T2A-1进行了食用安全检测,证明其对人体健康无显著影响。目前T1C-19和T2A-1正在申请安全证书。 本课题组与厦门大学、昆明理工大学、云南省农业科学院、安徽农业大学、安徽省农业科学院、广西壮族自治区农业科学院、广州甘蔗糖业研究所等多个大专院校和科研院所以及华中农业大学的多个研究课题组签订了两个新基因的使用合作协议,两个新基因已经被广泛应用于水稻、棉花、油菜、蔬菜、甘蔗等多种重要农作物中。 中国农业科学院棉花研究所应用本课题组提供的含cry1C和cry2A基因的植物表达载体转化棉花,获得了一系列含目的基因的转基因材料,并用于和cry1Ac转基因抗虫棉的杂交培育新型转基因抗虫棉新品系。 华中农业大学张献龙课题组应用cry1C和cry2A培育的转基因棉花取得很好的效果。他们的研究表明转两个新合成基因的抗虫棉花抗虫效果很好,优于传统的转cry1Ac抗虫棉花。