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Jan 04, 2016
23/4/20 11
基因 与 人上海交通大学通识研讨课
上海交通大学教授 李大伟 电邮 [email protected] 电话: 34204744 助教 武正华 电邮 [email protected] 电话: 34205436
9. 基因网络与生物防治:基因间的战争与和平抗虫基因的前世今生 –基因网络与食物链
高效资源的获取:基因间的战争与和平
昆虫之死–红女王和爱丽丝的赛跑
认识世界 –为我所用:从生物防治到 BT 转基因
人 - 食物链的主宰
基因
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基因基因
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基因基因
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基因基因
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变化的基因:基因相互作用、改变、消亡、生成变化的基因:基因相互作用、改变、消亡、生成
繁衍探索
从“立顿”袋茶农药残留到害虫的生物防治
立顿茶叶在中国完全合格:
现行国家标准:噻嗪酮的最大残留限量为10mg/ kg,
“ 立顿” 袋茶:噻嗪酮残留最高含量为0.3mg/ kg,
欧盟标准:噻嗪酮含量最大限量为0.05mg/ kg
农业害虫的生物防治:微生物和天敌 (百度)
1 )利用微生物防治。常见的有应用真菌、细菌、病毒和能分泌抗生物质的抗生菌,如应用白僵菌防治马尾松毛虫(真菌),苏云金杆菌各种变种制剂防治多种林业害虫(细菌),病毒粗提液防治蜀柏毒蛾、松毛虫、泡桐大袋蛾等(病毒), 5406 防治苗木立枯病(放线菌)微孢子虫防治舞毒蛾等的幼虫(原生动物),泰山 1 号防治天牛(线虫)。
( 2 )利用寄生性天敌防治。主要有寄生蜂和寄生蝇,最常见有赤眼蜂、寄生蝇防治松毛虫等多种害虫,肿腿蜂防治天牛,花角蚜小蜂防治松突圆蚧。( 3 )利用捕食性天敌防治。这类天敌很多,主要为食虫、食鼠的脊椎动物和捕食性节肢动物两大类。鸟类有山雀、灰喜雀、啄木鸟等捕食害虫的不同虫态。
抗虫基因的前世今生 –食物链的逆转生物与微生物
《南方草木状》记载了利用虫蚁防治柑橘害虫
《治蝗笔记》中详细地记载了陈经纶发明养鸭治虫的经过
Berliner 在 1911 年发现苏云金芽孢杆菌是地中海面蛾的致病菌
苏云金杆菌孢子和毒蛋白晶体在 1920 年代被广泛用于杀虫
早期生物防治
生物防治的局限性:
抗虫转基因的前世今生:基因间的战争与和平 –从腐生到寄生
一勺土壤含有高达 10 亿个微生物:腐生、共生、寄生
更高效的资源获取:食物链的逆转 –微生物猎食昆虫
真菌寄生蝙蝠蛾幼虫:冬虫夏草
从食物到共生和寄生:线虫 /荧光细菌 -猎食大蜡蛾
被杀死的蜡蛾幼虫体内出现荧光线虫和荧光细菌
荧光细菌 Tc 基因 毒蛋白昆虫死于细胞骨架凝聚
线虫 -荧光细菌共生周期
荧光细菌
毒蛋白
抗菌素
消化酶
昆虫之死–红女王和爱丽丝的赛跑基因对决 -免疫基因和荧光菌毒蛋白基因 TcA 、 TcB 、 TcC
5 个荧光菌 > 1000000 个无毒菌
荧光细菌毒蛋白基因进化树
苏云金芽孢杆菌、毒晶体、和孢子
苏云金芽孢杆菌 : 农业害虫的生物防治
认识世界 –为我所用:从生物防治到 BT 转基因
BT 转基因玉米避难区研究
cry genes
Bacillus thuringiensis
cry genes
Bacillus thuringiensis
Spores and crystals
cry genes
Bacillus thuringiensis
多种 Bt、多种毒蛋白、多种宿主 : 进化的毒蛋白 – cry 基因家族的重组进化 1、孔道形成
活化的 Bt毒蛋白
2、孔道形成 蛋白稳定 宿主特异性
3、宿主特异性 受体结合
部分蝴蝶类幼虫 部分甲壳虫类
部分飞蛾类幼虫 部分蚊蝇类幼虫
宿主特异性
多样性来源:毒蛋白 3个区域的突变与进化
抗毒昆虫的产生
Bt 毒蛋白转基因的实现:基因重组技术、 DNA导入技术、组织培养技术
客观 科学 逻辑 具体 全面 权威 可信
《基因与人》研讨课讲演人评价表每项分数 1-5 ,最高 5 分