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孙明:苏云金芽孢杆菌新型杀虫基因的发掘策略

[ 添加日期:2010-06-23 点击率:5300 评论数:0 条]

    “Bt就是苏云金芽孢杆菌,随便抓一把土都可以分离得到。”6月22日晚,孙明教授做客第16期生命科学研究进展讲坛,开始了题为“苏云金芽孢杆菌新型杀虫基因的发掘策略”的学术报告。
    目前Bt已分离出了71个血清型、84个亚种,我国发现了11个血清型,中科院武汉病毒所占有7个,我校占有2个。孙明教授介绍说,Bt活性因子分胞内因子和胞外因子,胞内因子有杀虫晶体蛋白、免疫抑制因子、辅助蛋白、自身诱导物抑制蛋白和增效蛋白等蛋白质及芽孢,胞外因子有营养期杀虫蛋白、酶类、溶血素等蛋白质,苏云金素等核苷类物质,双效菌素等多元醇类物质及其他因子。“Bt杀虫剂占有生物杀虫剂90%以上的市场份额,已广泛用于农业、林业、卫生和贮藏害虫的生物防治;Bt杀虫基因已成功用于转基因作物,应用最成功的是棉花,我国有70%是转基因棉花。”
    “Bt杀虫剂是安全的,这是本研究领域同行们的共识。”孙明教授从三方面作了论述:上世纪30年代在法国商业化以来Bt杀虫剂商业化应用已有70多年历史,生产应用过程中并未出现不安全事例,是目前众多农药(生物农药或化学农药)和医药中最安全的制剂之一,比其更安全的寥寥无几;化学农药具有广谱毒性,生物农药具有专一性,Bt杀虫剂可针对某一目如鳞翅目、鞘翅目、双翅目昆虫或某些属种昆虫发生作用,而不会对人有毒害,郎咸平提出的“虫子不能吃人怎么能吃”这个问题是将思维局限在传统的化学杀虫剂;按照国家规定转基因作物安全评价必须经过实验研究、中间试验、环境释放、生产性试验和安全证书5个环节,完成整个流程需要至少五年,目前研究的转基因作物均为农业转基因生物安全等级一级。
    “Bt杀虫剂的杀虫机制一般是蛋白质在昆虫肠道里释放激活为活性毒素使其中肠上皮细胞穿孔裂解导致肠壁穿孔、昆虫死亡,但高龄幼虫和成虫酶系多已健全,不易杀灭,人体肠道上则没有相关受体。”孙教授说。之所以要发掘苏云金芽孢杆菌新型杀虫基因,原因之一是生物杀虫剂的专一性凸显了其安全高效的特点,但种属差异等会在一定程度上制约它的应用;二是昆虫抗性会随转基因作物产生,要有新杀虫基因出现以满足需求。
    接着孙明教授从学术、专利和用途方面解释了何为新基因。利用图表向同学们展示了至2009年Bt杀虫新基因的发现情况(其中我校我校发现有3个)后,孙教授指出新基因发掘有三个有利条件:发现新基因的步伐依然稳健;Bt新菌株不断涌现;基因的新活性在进一步发掘。以如何发掘新型晶体蛋白基因为主,孙教授介绍了“以目标害虫为导向”和“以新颖性为导向”的两种理念,随着生化技术发展,现在以后者为主。同时孙教授还简单说明了发掘菌虫互作蛋白基因和次级代谢产物基因的方法。其间同学们还了解到了cry7Ba1、cry51Aa1、HaCad1、AiiA等多个我国或我校发现的杀虫基因的作用原理。
    在互动环节,当问及如何打赢发掘新基因与昆虫抗性产生转移的拉锯战及这场拉锯战最终是否会造成基因枯竭、危及生态平衡时,孙明教授笑道:“昆虫在选择压下产生抗性是必然的,转基因作物种植时我们会种植一些非转基因品种以延缓昆虫抗性的扩散,目前转基因作物大多转的是单个基因,生态平衡下是允许单个基因一定程度突变的,双基因频率就很低,这种平衡不会轻易打破。当然,转基因技术不会被滥用的,我们要相信科学家的智慧和科学家的良知。”
编辑:liyuanhao
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文字作者: 李元昊[生命科学技术学院] 

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