楊樹誘導型胰蛋白酶抑制劑的生化分析及抗蟲機理研究

《楊樹誘導型胰蛋白酶抑制劑的生化分析及抗蟲機理研究》是依託天津大學，由宋英今擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：楊樹誘導型胰蛋白酶抑制劑的生化分析及抗蟲機理研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：宋英今
• 依託單位：天津大學

項目摘要

楊樹是世界上分布最廣、適應性最強的樹種，是我國重要的速生用材樹種之一。近年來，楊樹生產受到病蟲害的嚴重製約，而利用生物工程方法培育具有抗蟲能力的林木新品種是控制森林害蟲的重要途徑。本課題前期工作已從楊樹中分離到20餘個可被生物壓力誘導的胰蛋白酶抑制劑(Trypsin Inhibitor, TI)基因，並利用轉基因手段在模式植物中驗證了其中若干基因針對不同森林及農業害蟲的毒殺效果。為更好地了解楊樹誘導型TI基因的抗蟲機理，明確轉基因條件下植物與害蟲的互作關係，為新型害蟲治理體系的開發提供候選基因，也為農業轉基因安全生產提供技術保障，我們將進一步結合昆蟲毒理學與生物化學手段，純化楊樹TI蛋白並分析其生化特性，並且在轉基因擬南芥和楊樹中平行研究多種目標害蟲體內的毒理反應與適應性變化。本課題對於有效利用植物自身的抗蟲基因資源，探索新型害蟲防治方法和擴大轉基因農林作物的經濟利用都有著十分重要的意義。

結題摘要

楊樹是我國重要的速生用材樹種之一。由於目前楊樹生產受到病蟲害等自然逆境的嚴重製約，利用生物工程方法培育抗病抗蟲能力新品系是提高其抗逆能力的重要手段。經過三年的研究，本課題按預定進度完成了預定目標和研究內容，取得的研究成果如下：（1）在毛果楊全基因組範圍內系統地分離了一類重要的植物防禦蛋白-Kunitz型胰蛋白酶抑制劑基因，通過生物信息學和實驗手段對基因表達和誘導特性進行了分析；（2）對具有生物逆境應答特性的基因進行了克隆，利用原核表達系統表達、純化了對應的蛋白，並在楊樹和擬南芥中進行了過量表達，對轉基因植株進行了分子鑑定；（3）利用不同類型的農業害蟲，對比測試了各種轉基因植物的抗蟲能力，為研究楊樹KTI基因的功能多樣性及其抗性機理奠定了基礎。本課題培養了碩士研究生3名，已經發表SCI論文2篇，申請專利2項。