口袋K号37:生物技术水稻

稻米是生活在亚洲和非洲的20亿人民的主食,提供食物总热量的40%到70%。三十多年前的绿色革命提供了足够的食物和生计,从而避免了当时迫在眉睫的饥饿和饥荒。随着2050年世界人口即将翻番,世界粮食生产应增加50%,特别是粮食主食.为提高粮食产量,特别是大米产量,制定了许多科学举措和战略。其中之一是洛克菲勒基金会的水稻生物技术国际计划(IPRB),该基金自1984以来提供资金,以促进旨在帮助发展中国家的稻农的尖端遗传学研究。大多数发展中国家的稻米专家和稻米研究实验室都接受了该方案的培训和支持。.

要发展的初步研究生物技术稻组织培养实验始于80年代初期:利用培养基中的激素和复合氨基酸、糖等成分进行培养;外植体来源;培养条件;再生策略。这一时期与水稻不同基因工程程序的发展重叠。粒子轰击根癌农杆菌在报告基因表达方面,β-葡萄糖醛酸酶(β-glucuronidase,β-Glucuronidase)是最有效的方法。格斯A)和绿色荧光蛋白基因(英文)绿色荧光蛋白;选择标记基因:除草剂和抗生素耐药基因。

抗虫抗病生物技术水稻

随着害虫抗性基因在IPRB项目中的发现和可用性,,生物技术稻为提高水稻对害虫黄茎螟的抗性,细菌性疫病,爆炸以及鞘枯病。稻田尤其是潮湿季节的茎蛀侵染对多达30%的水稻造成极大的危害。.水稻基因库中抗性水平不高,抗性筛选一直是育种工作者的难点。许多实验室开发出不同的地方品种来包含英国电信基因(哭泣1AB1AC 1AA,2a,1B,(或这些基因的组合)抗鳞翅目害虫4,5,六.1998年我国首次进行了Bt水稻田间试验。7,八.然而,目前还没有Bt大米合法商业化。2009年末,中国农业部发布了Bt水稻生物安全证书。1号和Bt汕优63,2012年可能大面积种植.

细菌性疫病引起的米黄色单胞菌PV。稻瘟病菌在严重的病原体攻击中可导致高达50%的产量损失。有了这个发现,鉴定和克隆XA野生稻21基因长雄野生稻具有广谱抗白叶枯病能力的,新的战略已经展开。.包括IR64在内的许多水稻品种,Ir72半数致死量CO39帕萨巴斯马提-1IL89899B,MH63BPY5204和一些中国品系进行了含有该基因的基因工程研究。11,十二.在中国和菲律宾进行了一些转基因品系的田间试验,但迄今为止还没有商业化品系。13,十四.

通过引入几丁质酶和葡聚糖酶编码基因来培育抗纹枯病的水稻,和其他致病相关蛋白15,十六.真菌诱导子诱导几丁质酶和葡聚糖酶活性增加,然而,需要进行田间试验以确定对病原体的疗效。

同时,在私立和公立机构之间为完成水稻基因组的DNA序列进行了合作。十七.2001年2月,整个水稻DNA序列已完成,并已共享,以便于理解水稻遗传结构和相关蛋白,使水稻育种家能够产生更有营养的,高产高效水稻

有害杂草的存在,影响了水稻的正常生长和产量,加剧了稻田灌溉不足的问题。除草措施通常包括使用除草剂组合,作物轮作,洪水和耕作费用昂贵,劳动密集型,对环境、非目标人类和动物有害。抗草甘膦的研究进展生物技术稻1999年是值得欢迎的除草措施。氨基磺酸铵是天然的,广谱,通过抑制谷氨酰胺合成酶来控制多种杂草的接触除草剂,从而阻止光合作用。它是高度可降解的,无残留活性,对人类和野生动物毒性很低。在美国,抗草甘膦水稻已经被批准商业化,加拿大墨西哥十八.

非生物抗逆性

水稻是一种爱水的植物,它消耗了全球作物30%的淡水,比其他粮食作物多出两到三倍。十九.随着全球变暖带来的水资源短缺和盐分增加,利用在模式植物拟南芥中鉴定的与胁迫相关的基因和转录因子,开展了水稻抗逆策略。这包括人力资源开发水稻中增加叶生物量的基因和束鞘细胞,这可能有助于增强光合同化,水分利用效率与抗旱性二十;和CBF3/DREB1AABF3水稻耐盐耐旱性增强二十一.此外,海藻糖积累的细菌基因也增加了对干旱的耐受性,盐,转基因水稻中的感冒二十二.

营养改善

大米是碳水化合物的良好来源,蛋白质,纤维,脂质和脂肪,矿物质(钾,磷,镁,钙,钠,铜和碘)和维生素(硫胺素,核黄素,烟酸,维生素B6和叶酸二十三.在获得肉类和鱼类的机会较少的贫穷国家,米饭是主要食物,因此,饮食中缺乏重要的矿物质和维生素。这导致维生素A和E的广泛出现,易感儿童缺铁和缺锌,孕妇和哺乳期妇女。人们发现,食品补充剂和强化剂项目相对昂贵,威廉希尔 官网网址违规率很高,并且需要用于交付和目标的基础设施。一种新颖的方法是生物强化,它使用生物技术工具来结合增加这些必需食物营养素的量的基因。研制了维生素A(金米)生物技术水稻。24,二十五并正在菲律宾通过标记辅助回交育种将β-胡萝卜素基因座转入高产的当地商业品种,孟加拉国和印度。分子标记辅助育种技术的进展预示着金稻品种将在2012年之前上市。在大鼠实验中,发现铁蛋白含量增加的生物技术水稻可以补充血红蛋白和肝脏铁浓度,这表明控制种子铁铁铁蛋白表达的生物技术方法可以有助于全球缺铁问题的可持续解决。二十六.

大米缺乏必需氨基酸如苏氨酸,色氨酸,赖氨酸,蛋氨酸。提高水稻赖氨酸含量的策略表明,通过RNAi途径抑制赖氨酸的降解提高了游离赖氨酸水平,影响赖氨酸代谢途径相关氨基酸的浓度,如苏氨酸和天冬氨酸二十七.因为植物蛋白是人和动物所摄取的所有膳食蛋白的主要来源,与肉类相比,生产起来很便宜,提高他们的质量将对未来的需求作出重大贡献。

水稻生物制药

大米可以用作生产包括疫苗在内的药物的载体。其中之一是研制一种含有霍乱毒素B亚单位(CTB)的疫苗抗原的大米基口服疫苗,CTB在淀粉质胚乳细胞的蛋白质体中积累。它们被胃肠道的粘膜细胞吸收,用于诱导具有中和活性的抗原特异性粘膜免疫反应。二十八.此外,稻基CTB疫苗在室温下保持稳定免疫原性1.5年以上。体外保护胃蛋白酶消化。其他粘膜细胞疫苗可以在水稻中生产,以治疗呼吸道和胃泌道疾病,并且可以在最需要的发展中国家经济地施用。

大量使用抗生素有助于家禽共生细菌产生抗生素耐药性,猪牛,人类需要寻找其他的策略。利用生物技术研究并表达了乳铁蛋白和溶菌酶等抗菌分子。用含乳铁蛋白和溶菌酶的大米饲喂肉鸡,试验表明,它们提高了饲料效率,肠健康的组织学指标,抑菌活性增强。这个策略也可以用于维持肠道健康和预防包括人类婴儿在内的其他幼小动物的腹泻。二十九.

生物技术水稻与未来

发展生物技术水稻是为了解决关注水稻种植的盈利能力的问题,如抗病虫害和抗非生物胁迫能力;营养改良增值稻谷;将其作为生产医药产品的载体;作为提供环境保护和减少全球变暖的工具。此外,提高水稻产量的基础研究正在进行中,包括将基因导入C4途径,将光能和二氧化碳更有效地转化为食物同化物三十.此外,无融合生殖水稻的基础研究或克隆种子的生产已经开始,并正在产生有希望的结果。三十一.这将大大降低杂交水稻的生产成本,水稻育种是水稻生产的重要策略。

工具书类

1,12,十四水稻生物技术:发展中国家的需要。2004年Swapan K Data Agbio.7(1&2):31-35。
水稻生物技术:洛克菲勒到终点网络——1999年成功15年。Dennis Normille(http://www/sciencemag.org/)
IRRI年度报告,1999。洛斯巴诺斯,拉古纳
成功部署Bt-.。2004。萨沙明高,米迦勒湾科恩青耀树《植物科学趋势》9:6:286-292。
转基因杂交水稻Bt基因对转基因优质越南稻黄螟具有抗性。稻瘟病菌L.)品种。2006。n.名词H.呵,n.名词Baisakhn.名词奥利瓦K达塔R.FrutosS.K.达塔。作物科学46:781-789.
含有cry基因的水稻,由组成型或创伤诱导型启动子控制:在地中海田间条件下的保护和转基因表达。2004。J.C.BreitlerJ.M.Vassal玛丽亚·德尔·马尔·加泰罗,d.梅纳德v.诉Marfae.MeleMonique Royer伊莎贝尔穆里洛布兰卡·圣塞贡多,e.Guiderdoni和乔奎玛·梅塞格。植物生物技术期刊2(5):417-430。
转基因水稻克里亚比基因来源于苏云金芽孢杆菌对8种鳞翅目水稻害虫具有高度抗性。Q.舒G.叶H.崔X。青稞酒,是的。项d.吴M高是的。夏C.胡R.SardanaI.阿尔托萨莫尔繁殖。6:433-439。
具有融合基因的IR72英国电信基因cry1(b)/cry1A(c)苏云金芽孢杆菌在田间条件下对四种鳞翅目昆虫有抗性。2001。植物生物技术。18:125-133。
农作物生物技术更新12月4日,2009。
水稻抗病基因编码的受体激酶样蛋白XA21。1995。歌,W.Y.歌,G.L.王L.L.陈H.S.基姆,洛杉矶圆周率,T霍尔斯滕B.王W.X.ZhaiH.朱C.FauquetP.C.罗纳德科学270:1804-1806.
十一转基因籼稻优良品种抗米黄色单胞菌PV。稻瘟病菌.1998。S ZhangW-Y.歌曲,L.陈D.阮n.名词泰勒,P.罗纳德R.BeaCy和C.福奎特分子育种4:551-558。
十三现场表演XA21转基因籼稻稻瘟病菌)Ir722000。理论与应用遗传学。101:15~20.
十五水稻抗纹枯病的基因工程1996。W林C. AnurathaS.达塔KPotrykusS.Mathukrishnan和S.K.达塔。1995。Bio/.13:686-691。
十六改善稻米以满足食物和营养需求:生物技术途径。2002年S.K.达塔和G.S.Khush。作物生产杂志。6(1):229~247。
十七水稻基因组的基于图谱的序列。2005年国际水稻基因组测序项目。自然,卷。436,聚丙烯。793-800。
十八http://www/agbios/com/dbase.php?action=ShowProd&data=CL121%2C+Cl141%2C+CFX51
十九灌溉水稻水分管理:应对缺水。2007。B.A.M.BoumanR.M.LampayanT.P.Tuong。org:8080/dspace/bitstream/10269/266/2/9789712202193_content.pdf
二十通过表达HARDY提高水稻水分利用效率安拟南芥抗旱耐盐基因。2007。a.KarabaS.迪克西特R.格列柯a.AharoniK.R.Trijatmikon.名词马什-马丁内斯,a.KrishnanKn.名词NatarajaM. UdayakumarA.Pereira。PNAS。104(39):15270-15275。
二十一转基因水稻中的拟南芥CBF3/DREB1A和ABF3在不影响生长的情况下提高了对非生物胁迫的耐受性。2005。S.J.哦,S.I.歌,Y.S.基姆,H-Y.JangS.Y.基姆,M. KimY-K基姆,B.H.NahmJ-K基姆。植物生理学138:341-351。
二十二双功能融合基因的表达大肠杆菌转基因植物中的海藻糖-6-磷酸合成酶和海藻糖-6-磷酸酯酶基因增加了海藻糖的积累和非生物胁迫耐受性,而不会阻碍生长。2003。I.C.JangS.J.哦,J-S搜索引擎优化,W-BChoiS.I.歌,S.H.基姆,Y.S.基姆,H-S SEOY.D.ChoiB.H.Nahm和J-K。基姆。植物生理学。131:516-524。
二十三食物组成和营养表。第六版。2000。S.W.SouciWFachmannH.克劳特。食品质量控制,世界粮食计划署。org/FoodProcessing/.almillng/Nutritionalimpact/tabid336/PageContentID/458/Default.aspx。
二十四将维他命A(b-胡萝卜素)生物合成途径转化成无类胡萝卜素的水稻胚乳。是的。XudongS.Al Babili.a.克洛蒂J张P.卢卡P. Beyer一。Potrykus。Science 287:303-305.2000,,
二十五通过增加维生素A原含量提高金米的营养价值。2004、J.A.潘恩,C.a.ShiptonS.C.里安M豪威尔斯MJ甘乃迪G. VernonS.Y.莱特e.HinchliffeJL.亚当斯a.L.银石,R.公鸭。自然生物技术23(4),48~48
二十六转基因水稻是缺铁大鼠的铁来源。2002。L.Murray Kolbf.Takaiwaf.古托TYoshiharae.C.泰尔J.L.胡须。营养学杂志.132:957-960.
二十七水稻赖氨酸合成和分解代谢的调控2008。Q-Q线路接口单元,M·L陈,R x段H-X于马来酸酐顾S.S.M太阳。中国植物基因组学摘要PGCIX。(http://www...mics.cn/abslist.cgi?ABSID=789)。
二十八大米粘膜疫苗是冷链和无针免疫的全球战略。2007。TNochiH.Takagi是的。由蒂L.杨TMasumuraMMejima美国。Nakanishia.Matsumuraa.UozumiTHiroiS.莫里塔KTanakaf.TakaiwaH.Kiyono。PNAS。104(26):10986-10991。
二十九当表达乳铁蛋白和溶菌酶时,饲喂鸡时具有类似抗生素的特性。2002。B.D.汉弗莱n.名词黄K.C.克莱。J营养。132 1214-1218。
三十稻米队。2002。自然416:576-578。4月11日,2002。
三十一无融合生殖:植物育种家的梦想。2001.(http://www...org/seedling/?ID=2

*2010年5月

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