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分子植物育种
(
网络版
), 2012
年
,
第
10
卷
,
第
1312
-
1316
页
Fenzi Zhiwu Yuzhong (Online), 2012, Vol.10, 1312
-
1316
http://mpb.5th.sophiapublisher.com
1312
研究报告
Research Report
西和半夏凝集素抗虫基因克隆及对棉花的遗传转化
张正英
1
,
李淑洁
2
,
李静雯
2
,
王红梅
2
1.
甘肃省农业科学院
,
兰州
, 730070
2.
甘肃省农业科学院生物技术研究所
,
兰州
, 730070
通讯作者
:
kegc8@sina.com
作者
分子植物育种
, 2012
年
,
第
10
卷
,
第
42
篇
doi: 10.5376/mpb.cn.2012.10.0042
收稿日期：
2012
年
05
月
16
日
接受日期：
2012
年
06
月
25
日
发表日期：
2012
年
09
月
25
日
本文首次发表在《分子植物育种》
(2012
年第
10
卷第
5
期
546-550
页
)
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Creative Commons Attribution
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,
版权所有人允许并同意第三方无条件的使用与传播。
引用格式
(
中文
)
：
张正英等
, 2012,
西和半夏凝集素抗虫基因克隆及对棉花的遗传转化
,
分子植物育种
(online) Vol.10 No.42 pp.1312-1316 (doi: 10.5376/mpb.cn.2012.
10.0042)
引用格式
(
英文
)
：
Zhang et al., 2012, A Gene Encoding Agglutinin Cloned from Xihe Banxia (Pinellia ternata) and Introduced into Cotton, Fenzi Zhiwu Yuzhong (online)
(Molecular Plant Breeding) Vol.10 No.42 pp.1312-1316 (doi: 10.5376/mpb.cn.2012.10.0042)
摘
要
采用同源序列克隆方法，通过设计特异引物克隆甘肃西和半夏
(
Pinellia ternata
)
凝集素基因
pta
，其序列全长
1 069 bp
，
编码区
804 bp
，编码
268
个氨基酸残基，有
3
个典型的甘露糖结合位点，预测分子量和等电点分别为
29.1 kD
和
7.77
，
GenBank
登录号
AY725425
。构建了
35S
启动子驱动的植物表达载体
pBI-
pta
。建立了陇棉
2
号花粉管通道法遗传转化技术，获得
5
株卡那霉素抗性和
PCR
检测阳性植株，为建立棉花转基因方法和培育抗虫种质奠定了基础。
关键词
Xihe Banxia (
Pinellia ternata
)
半夏凝集素
;
棉花
;
遗传转化
;
蚜虫抗性
A Gene Encoding Agglutinin Cloned from Xihe Banxia (Pinellia ternata) and
Introduced into Cotton
Zhang Zhengying
1
, Li Shujie
2
, Li Jingwen
2
, Wang Hongmei
2
1. Gansu Academy of Agricultural Sciences, Lanzhou, 730070;
2. Biotechnology Institute, Gansu Academy of Agricultural Sciences, Lanzhou, 730070
Corresponding author, kegc8@sina.com;
Authors
Abstract
Pinellia agglutinin gene (PTA) were homologous cloned from Pinellia called Gansu Xihe Banxia (
Pinellia ternata
) based
on the designed specific primers, and the gene had 1 069 bp full-length sequence including encoding region of 804 bp that encodes
268 amino acid residues and three typical mannose binding sites. The predicting molecular weight and isoelectric point are 29.1 kD
and 7.77, respectively. GenBank accession number was assigned to AY725425. We built a 35S promoter-driven expression vector of
pBI-
pta
to set up cotton genetic transformation approach by pollen tube pathway technology, and obtained five kanamycin resistant
and PCR-positive cotton plants, which might lay the foundation for the establishment of the methods of transgenic cotton and
development of insect-resistant cotton germplasm.
Keywords
Xihe Banxia (
Pinellia ternata
) agglutinin; Cotton; Genetic transformation; Aphid resistance
研究背景
据统计，全球粮食与饲料作物总产量每年因虫
害造成的损失达
14%
，直接给农业生产造成的经济
损失高达数千亿美元。同翅目害虫蚜虫、稻飞虱和
叶蝉等对农业生产造成的危害是严重的，在直接引
起作物的产量损失和品质下降的同时，还将多种致
病病原菌和病毒传播给植物，加重危害程度。在植
物抗虫育种研究中，应用植物外源凝集素基因转基
因技术获得抗虫特性近年来研究较多。在体外或转
基因抗虫实验中应用最多的是雪花莲外源凝集素
(GNA)
，研究结果显示对烟草夜蛾、豌豆象、飞虱
和蚜虫等咀嚼式和刺吸式口器昆虫均有抗性。
半夏
(
Pinellia ternata
Schott)
为天南星科半夏属
植物。凝集素是半夏蛋白的重要组分之一，能专一
结合甘露糖，属于单子叶植物甘露糖凝集素家族
(
孙
册等
, 1983;
王克夷和郭锰
, 1993)
。研究结果显示，
人工饲喂半夏凝集素提取物的量达到
1.2 g/L
时，对
棉蚜发育有明显的抑制作用；当人工饲喂半夏凝集
素提取物的量达到
1.5 g/L
时，对桃蚜发育有明显的
抑制作用
(
黄大昉等
, 1997)
。