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《AmDUF1517的过表达增强转基因棉花耐盐、干旱和低温胁迫的耐受性》

  • 来源专题：转基因生物新品种培育
  • 编译者： zhangyi8606
  • 发布时间：2018-12-25

  • 由于全球气候变化，非生物胁迫日趋严重，植物的生长发育受到限制。在具有较强抗逆性的农作物开发中，从高抗逆性灌木沙冬青中分离出AmDUF1517，将其插入拟南芥后能显著提高其抗逆性。在这项研究中，我们将该基因插入棉花中，分析其赋予抗逆性的潜力。该研究采用两个独立的转基因棉花品系。Southern杂交结果表明AmDUF1517基因已被整合到棉花基因组中。生理分析表明，AmDUF1517转基因棉在盐胁迫、干旱胁迫和冷胁迫下比对照具有更强的抗性。进一步分析表明，AmDUF1517转基因棉的抗氧化酶（超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）和谷胱甘肽S-转移酶（GST））活性明显高于普通棉，活性氧物种（ROS）积累较少，这表明AmDUF1517的过表达可以通过维持ROS稳态以及减轻细胞膜损伤来提高棉花的抗逆性。这些结果意味着AmDUF1517是提高棉花抗非生物胁迫的候选基因。

  • 原文来源：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095311917618975?dgcid=rss_sd_all
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  • 《NAC域转录因子GmNAC06增强大豆的盐胁迫耐受性》
    • 来源专题：转基因生物新品种培育
    • 编译者：王晶静
    • 发布时间：2020-12-28
    • 通过对OE、VC和突变复合大豆的表型、生理和分子分析，我们发现GmNAC06在盐胁迫响应中起着重要作用。由于灌溉用水的高盐度和过度用水，盐碱化影响了全世界20%的耕地，而且这个数字还在日益增加。已发现NAC (NAM、ATAF和CUC)与盐胁迫有关。已发现NAC（NAM、ATAF和CUC）与盐胁迫有关。本研究中，大豆NAC基因GmNAC06（Glyma06g21020.1）被克隆并进行了功能鉴定。表达分析结果表明，盐胁迫可能影响GmNAC06的表达水平。亚细胞定位分析结果表明，GmNAC06可能具有转录因子的功能。在盐胁迫下，过表达技术结合CRISPR-Cas9系统发现，GmNAC06可以引起脯氨酸和甘氨酸甜菜碱的积累，从而缓解或避免ROS的负面影响；同样，它可以控制毛状根中Na+/K+比值，维持离子稳态。转基因毛状根鲜重和野生叶片组织化学ROS染色表明，转基因毛状根影响了盐胁迫条件下野生叶片的功能。此外，GmNAC06毛状根中GmUBC2和GmHKT1的表达水平高于对照。因此，GmNAC06在毛状根中的过表达明显导致复合植株整体表现出耐盐性。大豆复合植株和转基因拟南芥的表型表明，GmNAC06在应对盐胁迫方面发挥了一定的作用，可能有助于培育耐盐转基因作物。
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  • 《研究发现害虫对基因工程作物的耐受性正在增强》
    • 来源专题：转基因技术
    • 编译者：Zhao
    • 发布时间：2017-11-01
    • 北京农业信息网报道一项最新发现，即Bt作物的害虫耐受性发展得比以前更快。2016年，世界各地的农民总共种植了超过2.4亿英亩（9800万公顷）的转基因玉米、棉花和大豆。这些作物有一个共同的特征，那就是能生产杀死害虫的苏云金芽孢杆菌（Bt）蛋白。Bt蛋白可杀死一些毛虫和甲虫等害虫，但对人体和环境无害。 然而，一些科学家担心，在基因工程作物中广泛使用Bt蛋白会促进害虫耐受性的迅速提升，美国亚利桑那大学的研究人员便是其中的几位。他们通过研究，搞清了为什么有些害虫在某些情况下会很快适应，而在其他情况下则不能。为了验证科学家们关于耐受性的预测，农业和生命科学学院的Bruce Tabashnik和Yves Carriere对Bt作物种植以及有害生物反应的全球数据进行了统计分析，并将结果发表在了近期的《自然生物技术》杂志上。 研究人员分析了36个案例数据，涉及发生在除南极洲以外所有大陆的10个国家的15种病虫害。他们发现，其中16个案例中出现了害虫耐受性增强的情况，同时Bt作物的抗虫效果有所下降，而在2015年，同样情况只有3例。在这16个案例中，害虫发展出耐受性的平均时间仅为5年。另外17个案例中，害虫仍未产生对Bt作物的耐受性，让人看到了一线曙光。Tabashnik指出，一些作物的抗虫效果还能持续20年。剩余的3个案例则被标记为“耐受性的早期预警”，即耐受性已经在统计学上显著，但还不足以造成明显后果。Fred Gould是北卡罗来纳州立大学昆虫学杰出教授，也是2016年国家科学院研究基因工程作物的领导者，他这样评价：“该研究为我们提供了强有力的证据，说明为延缓Bt作物耐受性而制定的高剂量或‘避难所（refuge）’策略富有成效。” 根据该研究的结论，最好和最差的结果都支持基于进化原理所做出的预测。Carriere指出：“如同进化论所预期的那样，有利于Bt作物持续发挥抗虫作用的因素就是害虫耐受性的隐性遗传。” “避难所”是Bt作物之间种植的植物隔离带，通常包括标准的非Bt植物。在“避难所”中，害虫可以在不接触Bt毒素的情况下进食。在Bt作物附近建立“避难所”能减少两种具有耐受性的昆虫的交配机会，并使它们更容易与易感同伴一起繁殖后代。有了隐性遗传，耐受亲本和易感亲本之间的交配会繁殖出能被Bt作物杀死的后代。 Carriere解释说，计算机模型分析显示，当害虫耐受性遗传是隐性时，“避难所”策略就能有效发挥作用。然而，虽然美国环境保护局已放宽了在美国建立“避难所”的要求，但对于“避难所”的价值和作用仍存在争议。Tabashnik认为，“避难所”能有效发挥作用的有力证据来棉铃虫，它们在印度已对Bt棉花迅速产生耐受性。 而在美国西南部，农民与学术界、产业界以及环境保护局的科学家合作，在农业部的领导下实施有效的“避难所”策略，并且取得了很好的效果。虽然印度同样需要实施“避难所”策略，但农民的合作意愿普遍不高。Tabashnik指出，同样的害虫，同样的作物，甚至是同样的Bt蛋白，但结果却迥然不同。 新的研究表明，Bt作物的害虫耐受性发展得比以前更快，主要是因为对某些Bt蛋白的耐受性会导致对随后引入的作物生产的相关Bt蛋白易形成交叉耐受性。
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