新型vip3和epsps基因在转基因玉米中的连锁表达及抗虫、抗草甘膦性能研究

本立项研究将自主发现和克隆的新型vip3抗虫基因vip3H和5-烯醇式丙酮酸-3-磷酸莽草酸合酶（EPSPS）基因g170克隆在同一个植物表达载体上，采用农杆菌介导法转化玉米，获得同时表达抗虫基因和抗草甘膦基因的转基因玉米。利用分子生物学相关方法分析检测这两个基因的整合、表达情况；通过生物测定法及喷草甘膦法研究转基因玉米对几种玉米上常见害虫的抗性和对草甘膦的抗性；并对转基因玉米的抗性和生长发育、产量等农艺性状的关系进行比较分析；进而选取获得抗虫和抗草甘膦性能较好的株系。通过本立项的研究进一步明确本实验室具有自主知识产权的新型杀虫基因和抗草甘膦基因的性能，为研究利用这两个基因发展新一代抗虫、抗草甘膦转基因玉米提供实验依据。

具有多基因和复合性状是转基因农作物发展的趋势。抗虫和耐草甘膦是转基因农作物的两大主要性状，害虫的抗性问题是抗虫转基因农作物研究亟需解决的问题，研发新的抗虫基因和多种抗虫基因叠加被认为是解决这一问题的一个手段。.实验室前期研究发现了一种新型的vip3基因vip3H和两种新型的epsps基因(G170和G10)。为了验证这些新型抗虫和耐除草剂基因在新一代转基因玉米中的应用前景，我们设计了两部分的研究内容。第一部分将vip3H基因与Cry1Ab基因进行融合，将获得的融合抗虫基因Cry1Abvip3H和耐草甘膦基因G170构建在同一植物表达载体上，转化玉米，获得156个抗虫和耐草甘膦的转基因玉米事件。对这种双抗转基因玉米进行了分子鉴定，显示抗虫和耐草甘膦基因已整合进植物基因组中并表达使转基因玉米具有了抗虫和耐草甘膦性状，通过western并结合田间试验结果筛选得到了抗虫和耐草甘膦性状较好的转基因事件G170-cgh-2和G170-cgh-9，能耐2倍大田施用浓度的草甘膦，田间初步调查显示抗虫性能良好。第二部分为了获得能够耐较高浓度草甘膦的转基因玉米，将耐草甘膦基因G10和G170克隆在同一个载体上，转化玉米获得167个同时表达两个耐草甘膦基因的转基因玉米事件，对这些表达了两种新型耐草甘膦基因的转基因玉米进行功能评价，筛选获得了能够耐4倍大田施用浓度草甘膦的转基因玉米事件。.转基因植物种植过程中因种子混杂、花粉传播等方式造成的转基因污染问题是转基因植物进行环境生态安全性评价面临的主要问题，采用生物控制技术来解决这一问题被认为是有必要的。在此，我们发明了一种内置的生物控制技术来解决转基因逃逸的问题。这种转基因玉米表达一个耐草甘膦基因G10，同时通过RNAi的方式抑制转基因玉米的烟嘧璜隆解毒基因CYP81A9，这样这种转基因玉米就获得耐草甘膦抗性同时对烟嘧璜隆敏感，这与常规玉米相反。田间试验显示这种转基因玉米能被40g/公顷的烟嘧璜隆杀灭。..