“转叶绿体”——转基因抗虫作物的新策略
发布时间:2016-01-07 浏览次数:

统生产转基因抗虫作物的策略是在植物核基因组中转入Bt毒蛋白的基因,但是目前已经发现一些害虫有对Bt毒蛋白产生了抗性,所以科学家们正致力于研究生产转基因抗虫作物的新策略。德国马克斯·普朗克研究所的科学家227日在《科学》(Science)杂志发表论文宣称,他们利用一种在叶绿体中转入双链RNA的策略,生产出一种抗虫的转基因马铃薯。

通常情况下,RNA在细胞中以单链的形式存在,双链RNA(dsRNA)是一种特殊形式。如果用特异的双链RNA喂食害虫,双链RNA可以被害虫的肠子吸收,然后被害虫细胞内的核酸酶切割成小的干扰RNA(siRNA),可以干扰与之序列一致的害虫基因的正常功能,从而杀死害虫。所以双链RNA被认为是一种非常特异的"杀虫剂"。但是如果在植物核基因组中直接转入双链RNA,却不能很好的起到抗虫的作用。因为只有长度大于60个碱基对(bp)的双链RNA才能被害虫吸收,而双链RNA在植物体内就被植物的核酸酶切割成了21bp的小片段。

德国科学家发现,植物的叶绿体中没有切割双链RNA的核酸酶,可以作为一种很好的载体。研究人员把马铃薯甲虫生长必需的β-肌动蛋白基因作为目标基因,将特异的双链RNA转入马铃薯的叶绿体,这种"转叶绿体"的马铃薯有明显的抗虫效果。用这种马铃薯的叶片喂食甲虫的幼虫,5天之后所有的幼虫全部死亡。研究人员还发现,如果用传统的转基因策略,将同样的双链RNA转入马铃薯的核基因组,则完全不能使马铃薯有抗虫效果。  研究人员认为这种"转叶绿体"的方法,将会成为生产转基因抗虫作物的一种新策略。以后的转基因作物不必再转入外源的蛋白质,而只需要在叶绿体或者其他质体里转入双链RNA,从而可以特异性的干扰不同害虫的不同基因,影响害虫的生长发育。