国内研发的热门玉米抗虫基因

日期:07-31-2020

世界农化网中文网报道： 抗虫转基因玉米在世界其它区域的推广应用证明，利用生物技术导入抗虫基因是提高玉米抗虫性的有效途径。本文介绍了在国家转基因新品种培育重大专项资助下，我国科研院所研究的玉米热门抗虫基因。

图1  种植转基因玉米能大大减少杀虫剂的使用量（来源：Science, 2013, 341:731）

1.Cry2Ah-vp

李梦桃等（植物保护学报，2020，47（1）：74-83）研究发现，转cry2Ah-vp和bar基因玉米VP1-5对东方黏虫有很高的杀虫活性，接虫3 d后幼虫死亡率达到100.00%；对亚洲玉米螟幼虫也有明显的生长抑制作用，部分幼虫死亡，死亡率为25.00%。

cry2Ah 是通过混合土壤样品池制备宏基因组，利用Bt杀虫蛋白基因特异性引物扩增获得的一个新型杀虫基因，将Cry2Ah的第354位缬氨酸后面插入1个脯氨酸从而得到Cry2Ah-vp突变体。

中国农业科学院生物技术研究所对“cry2Ah-vp基因在抗黏虫中的应用”也申请了专利，专利号为CN109776659A。

2. cry1Ie、Cry1Ab/Cry2Aj、Cry1Ab

转 cry1Ie 基因抗虫玉米 IE09S034由中国农业科学院作物科学研究所研发，转 cry1Ab/cry2Aj 和 g10evo-epsps 基因抗虫耐除草剂玉米瑞丰 125由杭州瑞丰生物科技有限公司和浙江大学研发，转cry1Ab 和epsps基因抗虫耐除草剂玉米DBN9936由北京大北农生物技术有限公司研发。

扬州大学苏宏华团队（Journal of Integrative Agriculture, 2020, 19(7): 1842-1849）研究了这三种转基因玉米对东方黏虫发育和存活的影响，结果表明，IE09S034对1龄幼虫具有杀虫活性，接虫10 d后成活率为46.2%，明显低于对照。3-6龄幼虫对Bt毒素蛋白的耐受性高于早期幼虫，不过瑞丰 125对1-5龄幼虫均有较好的杀虫活性，3龄幼虫死亡率接近100%，且具有速效作用。同时瑞丰125显著抑制了黏虫的发育，3龄和4龄幼虫的育龄分别延长4.5天和3.0天，蛹的重量和卵数也明显低于对照组。DBN9936对1-5龄幼虫有较好的防治效果，对1-3龄幼虫死亡率都超过50%，DBN9936饲喂的4-6龄幼虫蛹重下降达45%左右，产下的卵数明显少于对照组。

中国农业科学院植物保护研究所于2001年8月20日申请“苏云金芽孢杆菌cryl基因、基因组合及表达载体”的专利，主要针对cry1Ie基因，专利号为CN1181202C。

针对Cry1Ab/Cry2Aj基因，浙江大学于2017-04-28申请“一种快速获取转基因玉米草甘膦耐受性表型的方法”的专利，专利号为CN107084943B。

3. mCry1Ac

转 mCry1Ac 基因抗虫玉米 BT799由中国农业大学国家玉米改良中心研发，董姗姗等（应用生态学报, 2019, 30(8): 2845－2853）评估BT799对斑马鱼的生态毒理学效应，研究表明，转 mCry1Ac 基因玉米对斑马鱼没有明显生态毒理效应。

4. Vip3Aa

Bt-(Cry1Ab＋Vip3Aa)玉米（转化体DBN3601和 DBN3608）由北京大北农生物技术有限公司研发（张丹丹和吴孔明, 植物保护, 2019, 45(4): 54-60），草地贪夜蛾幼虫取食该种玉米校正死亡率为53.02％～100％，体重抑制率为76.12％～122.22％。

针对Vip3Aa基因，北京大北农生物技术有限公司于2013年7月11日申请“杀虫基因及其用途”，专利号为CN103421816B。

中国农业科学院作物科学研究所和吉林省农业科学院于2020年4月15日公开了一种抗虫融合基因mCry1AbVip3A，体外毒性测定试验证明该基因产毒蛋白对玉米螟和草地贪夜蛾有显著的杀虫效果，同时能在单子叶植物中稳定高效表达，进而用于生产抗虫转基因植物。

作者：翁德民