分子生物学在植物保护的应用

分子生物学在植物保护的应用•分子生物学技术是目前发展最为迅速的高新技术，对于提升植物保护学科的水平具有十分重要的意义。•本PPT从利用分子生物学技术进行害虫抗药性的研究，改良微生物杀虫剂,研制转基因抗虫作物及其在分子生态学研究中的应用，昆虫分类鉴定，植物病毒鉴定和分类6个方面进行了综述。目录：•1、应用分子生物学技术进行害虫抗药性的研究•2、利用分子生物学技术改良微生物杀虫剂•3、利用分子生物学研制转基因抗虫作物•4、分子生物学在分子生态学研究中的应用•5、分子生物学在昆虫分类鉴定的应用•6、分子生物学对植物病毒的鉴定与分类1、应用分子生物学技术进行害虫抗药性的研究•研究昆虫抗药性机理,解决抗性问题已成为一个重要的课题。•分子生物学技术的发展提供了一个极好的研究工具。通过近年来在分子水平对抗性基因的许多研究,目前对抗性机理的分子基础已逐渐有所了解。在一些方面取得了丰富的研究成果。例子：•芮昌辉等(1996)利用RAPD技术分析了棉铃虫对三氟氯氰菊酯抗性的遗传方式,通过筛选出的3个随机引物在R和S两亲本之间共扩增出47条DNA带,其中差异带达27条;初步筛选出与抗三氟氯氰菊酯有关的RAPD分子标记3个,即OKG4-1300、OPG6-1450、OPG8-535它们能同时出现于R亲本和正反交F1代中,而在S亲本中不出现,与抗药性遗传方式的测定结果一致,证明了这种方法的可靠性。•Raymond(1991)用此技术研究了库蚊(Culexpipiens)对有效磷农药抗性产生和扩散的机制,证明导致库蚊抗性产生的酯酶B2基因的扩散具有单一起源,并通过迁飞扩散到不同地区。2、利用分子生物学技术改良微生物杀虫剂•分子生物学技术的出现为菌株的遗传改良提供了有效的手段,开发新的生物农药防治病虫害,现已步入一个崭新的阶段,新一代杀虫防病重组微生物的研究开发已取得显著的进展。•从新型生物农药的研制、应用技术到效能评价都已利用了分子生物学手段,最突出的是重组病毒和利用遗传工程技术修饰微生物杀虫剂的研究,及利用基因工程技术提高生物农药固有活性和克服不利的环境因子、扩展寄主范围的研究等。例子：•采用质粒修饰与交换技术开发的新型Bt杀虫剂Foil、Condor和Cutlass;利用基因体外重组技术开发的新型Bt杀虫剂RavenOF和CrymaxWDG。•利用基因转移与生物微囊技术开发的杀虫荧光假单胞菌菌剂MVP、M-Trak和M-Peril等。3、利用分子生物学研制转基因抗虫作物•应用分子生物学技术研制的转基因抗虫植物是生物学技术在害虫防治中应用最成功的例子。•国内外已有很多实验室把Bt毒蛋白基因、豇豆胰蛋白酶抑制基因等分别导入烟草、番茄、马铃薯、玉米、芥菜、水稻等多种作物。4、在分子生态学研究中的应用•分子生态学从基因水平上研究生物之间关系以及生物与环境之间的关系,对于掌握害虫的种群迁移和扩散规律,及时采取有效的防治对策提供了强大的理论依据。•目前,在昆虫生态学研究中主要用于:•进行个体遗传标记,以鉴别亲缘关系并研究生殖策略;•研究种群间迁移扩散关系;•研究种群内遗传变异程度和种群遗传分化程度;•进行天敌昆虫品系标识和鉴定,以及进行害虫生物型鉴别。•Roehrdanz等(1993)用RAPD技术标识了不同地理起源的北美瓢虫———蚜虫天敌,为正确地引进天敌,控制蚜虫为害起到了决定性的作用,同时指出RAPD技术可用于区分关系近缘的天敌昆虫,在利用天敌控制害虫方面有着巨大的经济意义。5、分子生物学在昆虫分类鉴定的应用•应用到的分子生物学技术，包括分子杂交技术、ＰＣＲ技术、ＲＦＬＰ技术、ＲＡＰＤ技术，ＳＳＣＰ和ＤＳＣＰ技术、ＤＮＡ条形码。•现代生物学技术则具有准确、客观、灵敏等优点，能够鉴定出形态学不能区分的昆虫亲缘种，正好弥补形态学方法的不足，而且其操作性更强，不需要掌握大量的分类知识，仅仅需要相关的分子生物学知识，就能在多个类群中开展。另外，现在分子生物的仪器、试剂和测序费用大幅降低，也使得在基层植保部门当中适当开展相应的分子生物学昆虫鉴定成为可能。6、分子生物学对植物病毒的鉴定与分类•其中应用到的分子生物学技术主要包括核酸杂交、PCR、序列分析、指纹图谱及限制性内切酶图谱等。