科学观察|Bt杀虫基因技术：产量最多的生物农药提高棉花产量的方法？

在现今的直接应用的微生物源农药中，以苏云金杆菌产生毒蛋白Bt性状最好。这种生物农药目前在世界上产量最多，可以大力发展使用。另一个办法是把这些微生物产生杀虫效果的基因直接转入作物中，使作物自身直接可以有毒杀害虫的功能。用这种思路的实验很多，得到成功应用的是抗虫棉。

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（1）抗虫棉提高棉花双效益抗虫棉是把苏云金杆菌产生毒蛋白Bt的基因，转移整合到棉株体细胞中（如下图“抗虫棉的构建”所示），可以使棉株体内合成一种叫δ-内毒素的伴孢蛋白质晶体，被棉铃虫等鳞翅目及其他肠道呈碱性的昆虫吞食后，会水解成毒性肽，并很快在昆虫中肠内溶解为前毒素，导致中肠细胞膨胀破裂。同时，也扰乱了中肠内正常的跨膜电势及酸碱平衡，影响养分的吸收，使幼虫停止取食、麻痹，最后死亡。由于人体和多数动物的胃肠是酸性的，因此，这类蛋白对人体和多数动物无毒。

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但是，这种抗虫棉只对以棉铃虫为主的鳞翅目害虫有抗杀作用，对棉蚜、红蜘蛛、烟飞虱等害虫没有作用。为了解决这个问题，科学家又研制了“双价抗虫棉” 。双价转基因抗虫棉是将杀虫机理不同的两种抗虫基因——Bt杀虫基因和修饰的豇豆胰蛋白酶抑制基因同时导入棉花，研制成功的一种抗虫棉花，犹如“复方药物” 。这两种杀虫蛋白功能互补且协同增效，使双价抗虫棉不但可以有效延缓棉铃虫对单价抗虫棉产生抗性，还可增强抗虫性，对控制棉铃虫对抗虫棉的抗性发展起到关键作用。

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