系学术沙龙 梁荣奇2014-6-30.ppt

RNAi介导的抗麦长管蚜转基因小麦的培育
梁荣奇,副教授
植物遗传育种系第三期学术沙龙
2014年6月26日
1 立论依据
2 材料和方法
3 结果与分析

脂蛋白酯酶基因
嗅觉相关蛋白Gqa基因
4 结论
汇报提纲
小麦蚜虫是小麦生产中影响产量和品质的主要害虫
1 立论依据
对抽穗以及灌浆期的小麦影响最大,平均每年造成小麦减产10%左右,严重的年份造成产量损失约30%,现已成为小麦主要害虫。
麦蚜危害后可降低小麦面粉的出粉率、面粉营养成分(总氨基酸含量、总蛋白质含量及微量元素含量)、面团特性(稳定时间、延伸性、筋力、弹性指数)等品质指标显著下降。
1 立论依据
麦长管蚜麦二叉蚜禾谷缢管蚜
Sitobion avenae Schizaphis graminum Rhopalosiphum padi
English Grain Aphid Greenbug
麦长管蚜多在植物上部叶片正面为害,抽穗灌浆后,迅速增殖,集中穗部为害。
麦二叉蚜喜在作物苗期为害,被害部形成枯斑,其他蚜虫无此症状。
王春芝,3种小麦蚜虫的形态识别与防治技术,农技服务,2008,25(3):50,58
防治麦蚜虫或者其他害虫主要还是依靠化学杀虫剂,导致蚜虫天敌杀伤严重,环境污染加剧。
拔节期:百株蚜量500头(或30-60头/平米)
1)高效25% 阿维·烯啶虫***; 2)抗蚜威可湿性粉剂;3)吡虫啉可湿性粉剂
孕穗期、灌浆期:有蚜株率15%(或10头/株)
1)菊马乳油;2)百蚜净;3)保得丰;4)蚜必杀;5)劈蚜60毫升;
6)吡蚜***可湿性粉剂;7)啶虫脒乳油;8)熏蒸类:敌敌畏、烯炔菊酯
有机磷类; 氨基甲酸酯类;菊酯类
化学防治具有成本高、易残留、污染环境、误伤天敌及益虫、长期大量使用农药使害虫产生抗药性等诸多弊端。
1 立论依据
转基因抗蚜虫是解决虫害的“绿色、安全、环境友好”途径之一。
植物凝集素对刺吸式口器害虫以及线虫有强烈的毒性。
1 立论依据
马尔比基氏管
凝集素与昆虫的肠上皮细胞结合并转运到血液
中肠是唯一含有暴露细胞的表面的肠道,而且是在循环系统(血淋巴)和肠道中物质交换的主要场所。
利用RNAi技术改良小麦的抗蚜性
1 立论依据
用外源性dsRNA沉默或破坏害虫体内生长发育或生殖相关的重要基因,从而导致害虫发育停滞、异常或者直接产生致死作用,进而达到控制靶标害虫种群的目的。
利用植物介导的RNA干扰技术特异抑制昆虫防御基因、生长发育关键基因的表达,已经成为开发安全高效转基因抗虫植物的新方向,该法对环境及其他生物的负面影响小,害虫不易产生抗药性等。
8
双链RNA (dsRNA)的导入方法
方法
特点
靶标害虫
参考文献
1
浸泡法
将体外合成dsRNA加入害虫生活环境
水生昆虫及其卵和蛹
Eaton et al. , 2002;March and Bentley, 2007
2
注射法
将体外合成dsRNA注射到昆虫体腔内,再渗透或转运到细胞内,从而引起靶基因mRNA的降解
线虫、昆虫如蟋蟀、赤拟谷盗、德国小蠊、家蚕、甜菜夜蛾
Bucher et al. 2002;Cruz et ;Mutti et ; Tomoyasu et al. 2008;Cheng et al. 2008;Ohnishi et al. 2008
3
病毒介导法
利用重组病毒侵染害虫,在害虫体内产生dsRNA
4
饲喂法
通过摄食,体外合成dsRNA自然进入昆虫体内
膜翅目昆虫蜜蜂、鳞翅目昆虫小菜蛾和棉铃虫等害虫
蚜虫
Baum et al. 2007;Kumar et al. 2009;Mao et al. 2009;
Zhao et al, 2009
王晖等,2012
An et al, 2012
Deng et al, 2014
5
转基因植物法
在植物体中表达含有目标病虫基因的hpRNA介导的RNAi
水稻褐飞虱
桃蚜
麦蚜
Zhao et al,2011
Mao et al, 2013
XU et al, 2014
目前已知的蚜虫基因及其功能
1 立论依据
1 立论依据
研究目标
以显著抑制麦长管蚜生长发育或有明显致死效应的候选靶标基因,创制转基因抗蚜小麦种质,为小麦蚜害的防治提供重要参考信息。
研究内容