中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院是國(guó)家設(shè)立的中央級(jí)農(nóng)業(yè)科研機(jī)構(gòu),是全國(guó)綜合性農(nóng)業(yè)科學(xué)研究的最高學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu),是農(nóng)業(yè)及農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)戰(zhàn)略咨詢機(jī)構(gòu),是三農(nóng)領(lǐng)域國(guó)家戰(zhàn)略科技力量,擔(dān)負(fù)著全國(guó)農(nóng)業(yè)重大基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和高新技術(shù)研究的任務(wù),致力于解決我國(guó)農(nóng)業(yè)及農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展中公益性、基礎(chǔ)性、全局性、戰(zhàn)略性、前瞻性的重大科學(xué)與技術(shù)問(wèn)題。
國(guó)家級(jí)獎(jiǎng)成果
馬鈴薯抗菌肽基因工程技術(shù)體系的建立及抗青枯病新株系的獲得
主要完成單位 :中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究中心,中國(guó)科學(xué)院上海生物工程研究中心,中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所,中國(guó)科學(xué)院上海植物生理研究所
主要完成人員 :賈士榮,屈賢銘,馮蘭香,唐惕,劉坤,唐益雄
起??止??時(shí)??間 :1987年1月—1995年12月
獲??獎(jiǎng)??情??況 :國(guó)家發(fā)明獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)
內(nèi)??容??提??要 :
青枯病是危害馬鈴薯生產(chǎn)的重大細(xì)菌病害,培育抗病品種是最有效的防治措施。但由于缺乏可供抗病育種利用的抗源材料,利用常規(guī)手段進(jìn)行馬鈴薯抗青枯病育種進(jìn)展十分緩慢。我國(guó)馬鈴薯中品種米拉的栽培面積最大,但它易受青枯病的危害。本發(fā)明利用抗菌肽基因工程技術(shù),將抗菌肽基因?qū)朊桌校瑒?chuàng)造出三個(gè)可作馬鈴薯抗青枯病育種抗源材料的轉(zhuǎn)基因株系。本發(fā)明的主要內(nèi)容及特點(diǎn)包括:
(1)通過(guò)對(duì)抗菌肽構(gòu)效關(guān)系的分析,在國(guó)際上首次用計(jì)算機(jī)模擬法設(shè)計(jì)合成了具強(qiáng)抗菌活性的三種新抗菌肽,WHD、ABP3和Shiva 2A。
(2)采用植物偏愛的密碼子,設(shè)計(jì)合成了新的抗菌肽Shiva A、Shiva 2A和WHD基因,并對(duì)Cecropin B基因進(jìn)行了改造,以提高它們?cè)谥仓曛械谋磉_(dá)水平。
(3)構(gòu)建了不同啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)的11個(gè)單價(jià)基因表達(dá)載體和3個(gè)雙價(jià)基因Cecropin B/Shi va A表達(dá)載體,其中有2個(gè)表達(dá)載體加接了大麥d-淀粉酶信號(hào)肽序列、證明了加接信號(hào)肽能促使抗菌肽在轉(zhuǎn)基因植株中的胞外分泌,從而在植株中建立了胞外抗菌肽的機(jī)制。
(4)以土壤農(nóng)桿菌為介導(dǎo),用GUS和N'PTⅡ模式基因建立和優(yōu)化了我國(guó)七個(gè)馬鈴薯主栽品種(系)的遺傳轉(zhuǎn)化體系,轉(zhuǎn)化頻率達(dá)14%~34%,獲得了1050個(gè)抗菌肽基因株系,經(jīng)多種分子水平的檢測(cè),證明了抗菌肽基因的整合與表達(dá)。
(5)對(duì)200多個(gè)轉(zhuǎn)基因株系進(jìn)行了多年溫室和田間(湖南、湖北、福建和北京)人工接種抗青枯病的鑒定,在國(guó)際上首次篩選出三個(gè)比起始品種米拉抗性提高1~3級(jí)的轉(zhuǎn)基因株系,達(dá)到中抗水平,其抗病性已穩(wěn)定遺傳。
(6)用純化的抗菌肽進(jìn)行小鼠毒性試驗(yàn),證明劑量為人一天攝入量的1000倍時(shí)無(wú)蓄積毒性。
經(jīng)與有關(guān)單位合作,上述研制的新抗菌肽和創(chuàng)建的馬鈴薯抗菌肽基因工程技術(shù)體系正在水稻抗白葉枯病、柑桔抗?jié)儾 烟铱垢┎ ⑸:头芽骨嗫莶 ⒋蟀撞撕婉R鈴薯抗軟腐病基因工程研究中應(yīng)用。
盆栽的轉(zhuǎn)基因馬鈴薯植株(右)和對(duì)照(左)
網(wǎng)室中栽培的轉(zhuǎn)基因馬鈴薯植株和對(duì)照