傳統生產(chǎn)轉基因抗蟲(chóng)作物的策略是在植物核基因組中轉入Bt毒蛋白的基因,但是目前已經(jīng)發(fā)現一些害蟲(chóng)有對Bt毒蛋白產(chǎn)生了抗性,所以科學(xué)家們正致力于研究生產(chǎn)轉基因抗蟲(chóng)作物的新策略。德國馬克斯·普朗克研究所的科學(xué)家2月27日在《科學(xué)》(Science)雜志發(fā)表論文宣稱(chēng),他們利用一種在葉綠體中轉入雙鏈RNA的策略,生產(chǎn)出一種抗蟲(chóng)的轉基因馬鈴薯。
通常情況下,RNA在細胞中以單鏈的形式存在,雙鏈RNA(dsRNA)是一種特殊形式。如果用特異的雙鏈RNA喂食害蟲(chóng),雙鏈RNA可以被害蟲(chóng)的腸子吸收,然后被害蟲(chóng)細胞內的核酸酶切割成小的干擾RNA(siRNA),可以干擾與之序列一致的害蟲(chóng)基因的正常功能,從而殺死害蟲(chóng)。所以雙鏈RNA被認為是一種非常特異的"殺蟲(chóng)劑"。但是如果在植物核基因組中直接轉入雙鏈RNA,卻不能很好的起到抗蟲(chóng)的作用。因為只有長(cháng)度大于60個(gè)堿基對(bp)的雙鏈RNA才能被害蟲(chóng)吸收,而雙鏈RNA在植物體內就被植物的核酸酶切割成了21bp的小片段。
德國科學(xué)家發(fā)現,植物的葉綠體中沒(méi)有切割雙鏈RNA的核酸酶,可以作為一種很好的載體。研究人員把馬鈴薯甲蟲(chóng)生長(cháng)必需的β-肌動(dòng)蛋白基因作為目標基因,將特異的雙鏈RNA轉入馬鈴薯的葉綠體,這種"轉葉綠體"的馬鈴薯有明顯的抗蟲(chóng)效果。用這種馬鈴薯的葉片喂食甲蟲(chóng)的幼蟲(chóng),5天之后所有的幼蟲(chóng)全部死亡。研究人員還發(fā)現,如果用傳統的轉基因策略,將同樣的雙鏈RNA轉入馬鈴薯的核基因組,則完全不能使馬鈴薯有抗蟲(chóng)效果。
研究人員認為這種"轉葉綠體"的方法,將會(huì )成為生產(chǎn)轉基因抗蟲(chóng)作物的一種新策略。以后的轉基因作物不必再轉入外源的蛋白質(zhì),而只需要在葉綠體或者其他質(zhì)體里轉入雙鏈RNA,從而可以特異性的干擾不同害蟲(chóng)的不同基因,影響害蟲(chóng)的生長(cháng)發(fā)育。
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