转基因天齐网首页揭示了Bt性状图

Bt特性– GMOs Revealed

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它是如何工作的?

Bt蛋白是由土壤中发现的细菌产生的,称为 苏云金芽孢杆菌。细菌使用这些蛋白质杀死昆虫,然后定居在昆虫的残骸中。每种Bt蛋白(也称为晶体蛋白或“ Cry”蛋白)都可以影响狭窄范围的宿主,这使其很适合放入植物中与农作物害虫进行战斗,而不会显着影响不食用昆虫植物。这些蛋白质经过基因工程改造后,已经广泛测试过。

在细菌中,由于蛋白质的特定部分,蛋白质无法溶解,从而使其凝结为晶体。为了使蛋白质在植物中正常工作,必须将其除去。工程化到植物中的版本被截短(缩短)以去除这些区域并使Bt蛋白溶解在细胞中。

每个Bt蛋白都有类似的作用机理,但是Cry1Aa为了解这些蛋白的工作原理提供了一个很好的窗口。为了具有活性,必须以特定方式将多个拷贝的Bt蛋白连接在一起。毛虫的消化系统进行了处理,才得以实现。 该处理的最终结果是该蛋白的多个拷贝连接形成活性毒素。然后,毒素被传递到转运蛋白上,转运蛋白将其用于沉降到肠道中并弹出细胞。

当足够的Bt蛋白弹出细胞时,在肠道中会形成孔洞。这些孔使内容物溢出,肠道中的细菌进入并定居于体内。最终导致昆虫死亡。

这个过程需要肠道细胞表面上的特定受体蛋白,而不同的Bt蛋白对来自不同种类昆虫的受体具有特异性。这使得Bt蛋白对某些种类的昆虫(例如毛毛虫或甲虫)具有非常高的特异性,而不会影响其他种类的昆虫或其他动物(例如人)。

哪些农作物经过改良?

玉米是第一个工程化生产Bt的商业化作物,其次是Bt棉花,代表了该特性的两个最广泛应用。 Bt大豆也已在南美获得批准,而Bt Brinjal(茄子)目前已在孟加拉国获得批准。转基因水稻正在开发中。转基因马铃薯已经生产,但目前尚未商业化。

目标是哪些昆虫?

以这些农作物为食的昆虫在世界各地都不同,Bt农作物在每个地方控制着不同的害虫。西部玉米根虫和粉红色铃虫被认为是世界范围内的有害天齐网首页,但此列表中还包括其他主要有害天齐网首页。该列表并不详尽。

  • 玉米:
    欧洲玉米Bor
    玉米耳虫(也攻击棉花和大豆;在这些植物上有不同的通用名称)
    秋季夜蛾
    西部玉米根虫
  • 大豆:
    大豆弯针
    天鹅绒毛毛虫
  • 棉:
    粉红铃虫
    玉米Ear虫(棉铃虫,又名Helicoperva zea)
  • 茄子:
    茄子水果和芽Bor
  • 马铃薯:(未商品化)
    科罗拉多马铃薯甲虫

好处

种植者已经从Bt作物中受益,其表现为减少了由于虫害引起的作物损失,但通过减少真菌毒素的方法也提高了作物的质量。

Bt玉米通过降低昆虫压力提高了农民的产量。这减少了对广谱农药喷雾剂的需求。随着采用Bt作物,曾经是主要害虫的害虫如欧洲玉米Bor和西部玉米根虫。结果,转基因作物种植者减少了使用广谱杀虫剂的使用。

许多以农作物为食的昆虫还引入了真菌,这种真菌会产生霉菌毒素,对健康产生严重影响。尽管已设计出许多防治策略来对抗这些霉菌毒素,但Bt作物通过防止昆虫喂食昆虫来引入真菌,从而提供了另一种保护措施。确切的还原水平取决于许多因素,包括环境和天齐网首页学因素,但是对于许多霉菌毒素而言,这种还原在经济上具有重要意义。此外,Bt作物与针对产生真菌毒素的真菌的天齐网首页防治计划兼容。

挑战性

在任何有害天齐网首页控制措施下,抗药性都会成为一个问题,因为管理对进化有害天齐网首页施加了进化压力。 Bt种植者使用一种称为“高剂量/避难所”(HD / R)的策略,该策略将产生足够高剂量的Bt的农作物与非Bt作物的“避难所”种植相结合,以维持非抗性种群会与任何抗性昆虫一起繁殖的昆虫。该策略总体上是成功的,但是由于种植者缺乏避难所而受到阻碍。解决该问题的当前措施包括将避难所并入袋中,尽管尚不清楚与标准避难所相比。在世界上尚未执行避难策略的地区,已经出现了对某些Bt蛋白的抗性,并且具有多个“堆叠” Bt蛋白的新品种提高了效力,并降低了抗性。

尽管Bt减少了对广谱杀虫剂喷雾的需求,但这种农药的缺乏也给种植者带来了挑战。这些喷雾剂可以控制一些较小的害虫,而窄谱防治方法可以使这些害虫反弹。在许多地区,这些害虫包括植物虫(半翅目::科),臭虫(半翅目:P科)和蓟马。尽管其中许多害虫的天齐网首页学特性将为转基因作物的发展带来更多挑战,但对于许多这些害虫而言,转基因控制方案也是可行的。

抗药性和替代性问题并不是Bt作物独有的,这些问题已在其他类型的控制计划中得到了证明。

参考文献

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下载

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