【CN109706171A】水稻高光效基因HPE1及其应用【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910145604.8
(22)申请日 2019.02.27
(71)申请人 中国农业科学院生物技术研究所
地址 100081 北京市海淀区中关村南大街
12号
(72)发明人 路铁刚 张治国 崔学安 吴金霞
孙学辉
(74)专利代理机构 北京纪凯知识产权代理有限
公司 11245
代理人 白艳
(51)Int.Cl.
C12N 15/82(2006.01)
A01H 5/00(2018.01)
A01H 6/46(2018.01)
C07K 14/415(2006.01)
C12N 15/29(2006.01) (54)发明名称
水稻高光效基因HPE1及其应用
(57)摘要
本发明公开了水稻高光效基因HPE1及其应
用。
本发明提供了供了如下1)-3)中任一种物质在调控植物株高和/或调控植物植物光合作用中
的应用：1)蛋白HPE1；2)编码蛋白HPE1的DNA分
子；3)含有编码蛋白HPE1的DNA分子的重组载体、
表达盒、转基因细胞系或重组菌；本发明提供的
HPE1基因与其编码的蛋白能够显著提高水稻的
光合效率。将本发明所提供的HPE1基因导入突变
体中，获得转基因水稻，使其光合效率明显高于
突变体。说明本发明对培育高光效水稻新材料具
有重要的理论及实际意义。权利要求书3页 说明书12页序列表5页 附图4页CN 109706171 A 2019.05.03
C N 109706171
A
权 利 要 求 书1/3页CN 109706171 A
1.如下1)-3)中任一种物质在调控植物株高和/或调控植物光合作用中的应用：
1)蛋白HPE1；
2)编码蛋白HPE1的DNA分子；
3)含有编码蛋白HPE1的DNA分子的重组载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌；
所述蛋白HPE1为如下(1)或(2)：
(1)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；
(2)将序列表中序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的由(1)衍生的蛋白质。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：
所述DNA分子是如下1)-3)中任一种的DNA分子：
1)编码区为序列表中序列1所示的DNA分子；
2)在严格条件下与1)限定的DNA序列杂交且编码具有相同功能蛋白质的DNA分子；
3)与1)限定的DNA序列至少具有70％、至少具有75％、至少具有80％、至少具有85％、至少具有90％、至少具有95％、至少具有96％、至少具有97％、至少具有98％或至少具有99％同源性且编码具有相同功能蛋白质的DNA分子。
3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于：所述调控植物株高为提高植物株高；
或，所述调控植物植物光合作用为提高植物光合效率。
4.如下1)-3)中任一种物质在培育高株高植物或高杆植物中的应用：
或，如下1)-3)中任一种物质在培育高光合作用植物中的应用：
或，如下1)-3)中任一种物质在培育高光合效率植物中的应用：
1)蛋白HPE1；
2)编码蛋白HPE1的DNA分子；
3)含有编码蛋白HPE1的DNA分子的重组载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌；
所述蛋白HPE1为如下(1)或(2)：
(1)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；
(2)将序列表中序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的由(1)衍生的蛋白质。
5.抑制HPE1蛋白活性的物质或抑制HPE1蛋白编码基因表达的物质在如下a)-c)中任一中的应用；
或，抑制HPE1蛋白活性或抑制HPE1蛋白编码基因表达在如下a)-c)中任一中的应用；
a)降低植物株高；
b)培育低株高植物；
c)培育低杆植物；
所述蛋白HPE1为如下(1)或(2)：
(1)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；
(2)将序列表中序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的由(1)衍生的蛋白质。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于：
所述抑制HPE1蛋白活性的物质或抑制HPE1蛋白编码基因表达的物质为如下a或b：
2
浅谈我国转基因水稻的研究(一)
浅谈我国转基因水稻的研究(一) 论文关键词]水稻转基因论文摘要]稻转基因研究是国内外植物分子遗传学研究的热点之一。目前，水稻转基因研究在我国已取得显著进展。详细介绍转基因技术，并阐明我国转基因技术在水稻上的应用及研究进展， 水稻是我国的重要经济作物和粮食作物。水稻分布极其广泛，由于生态环境的复杂性和所处地理环境的影响，水稻在漫长的进化过程中，形成了极其丰富的遗传多样性，染色体组型和数目复杂多样，成为研究稻种起源、演化和分化必不可少的材料。 植物转基因技术是利用遗传工程手段有目的地将外源基因或DNA构建，并导入植物基因组中，通过外源基因的直接表达，或者通过对内源基因表达的调控，甚至通过直接调控植物相关生物如病毒的表达，使植物获得新性状的一种品种改良技术。它是基因工程、细胞工程与育种技术的有机结合而产生的一种全新的育种技术体系。转基因技术可以将水稻基因库中不具备的各种抗性或抗性相关基因转入水稻，进一步拓宽了水稻抗病基因源，为抗病育种提供了一条新途径。 一、国内外的转基因技术 转基因技术自20世纪70年代诞生以来，已经取得迅速的发展。到目前为止，中国已经是全球第4大转基因技术应用国。 转基因生物技术的应用，大多分布在抗虫基因工程、抗病基因工程、抗逆基因工程、品质基因工程、品质改良基因工程、控制发育的基因工程等领域。中国是继美国之后育成转基因抗虫棉的第二个国家。现在河北省与美国孟山都合作育成33B抗虫棉（高抗棉铃虫、抗枯萎病、耐黄萎病）。由中国农科院生物中心、江苏省农科院导入Bt基因，由安徽省种子公司，安徽省东至县棉种场共同选育的抗虫棉“国抗1号”在安徽省已通过审定。国际水稻所将抗虫基因导入水稻，育成抗二化螟、纵卷叶螟的转基因水稻。中国农科院、中国农业大学、中国科学院、河南农科院等许多科研单位和高校将几丁质酶和葡聚糖酶双价基因导入小麦育成抗病转基因小麦、转基因烟草、转基因水稻等等。英国爱丁堡大学将水母发光基因导入烟草、芹菜、马铃薯等作物，获得发光作物，驱赶害虫。 至于油菜方面利用转基因工程培育雄性不育系及其恢复系的研究，亦取得了突破性的进展。比利时为了提高菜饼粗蛋白质的含量，将一种草控制的蛋白质基因转移到油菜上来，选出高蛋白质含量的转基因油菜品种。瑞典Svalow-Weibull等公司利用基因工程技术将外源基因导入甘蓝型油菜，培育成抗除草剂油菜新品种；比利时PGS公司采用基因工程手段创造出新的油菜授粉系统；法国应用原生质体融合技术将萝卜不育细胞质的恢复基因引入甘蓝型油菜，充分利用萝卜不育细胞质不育彻底的特性，实现了萝卜不育细胞质的三系配套，对推动全球杂交油菜育种具有革命性的影响。 二、我国转基因技术在水稻上的应用及研究进展 我国是农业超级国，因此，中国人吃饭问题的关键是水稻问题（高产和抗性问题），而水稻问题的核心便是转基因技术在水稻中的成功应用。 近年来，植物抗病毒基因工程的技术路线已趋向成熟，国内外相继开展了水稻东格鲁病、条纹叶枯病、黄矮病、矮缩病等8种病毒病的转基因育种研究，将各病原病毒的外壳蛋白基因、复制酶基因、编码结构或非结构蛋白基因干扰素CDNA等分别导入水稻，获得了抗不同病毒病的转基因株系或植株。在我国，转基因技术在水稻中的应用已经取得了惊人的成果。（一）转基因技术在提高水稻植株的抗Basra除草剂的成果 王才林等利用花粉管通道法将抗Basta除草剂的bar基因导入水稻品系“E32”，获得转基因植株。抗性鉴定表明，转基因植株能充分表达对Basta除草剂的抗性；通过对转基因植株后代PCR分析，证实bar基因已整合到受体植株的基因组中，遗传分析表明，bar基因能在有性生殖过程中传递给后代，并在T代开始分离出抗性一致的稳定株系。段俊等利用转基因技术，
转基因作物的研究进展
生物与环境工程学院课程论文 转基因作物的研究进展 学生姓名：魏斌聪 学号：200806016139 专业/班级：生物工程081班 课程名称：生物工程原理 指导教师：陈蔚青教授 浙江树人大学生物与环境工程学院 2011年5月
转基因作物的研究进展 魏斌聪 （浙江树人大学生物与环境工程学院生工081班浙江杭州310015） 摘要：人们将所需要的外源基因(如高产、抗病虫害优质基因) 定向导入作物细胞中, 使其在新的作物中稳定遗传和表现,产生转基因作物新品种, 是大幅度提高作物产量的一项新技术。本文先描述了转基因作物的发展进程，对其基因问题的研究作了讨论，并列出转基因作物目前存在的主要问题并作分析，最后对此项技术作出展望。 关键词：转基因作物；DNA技术；基因导入；安全性 前言 转基因植物（transgenic plant），是指基因工程中运用DNA 技术将外源基因整合于受体植物基因组、改变其遗传组成后产生的植物及其后代。转基因植物的研究主要在于改进植物的品质，改变生长周期等提高其经济价值或实用价值。[ 1 ]其主要范围是在作物方面，如可食用的大豆、玉米等，或者可投入生产的棉花等作物。 从表面上看来，转基因作物同普通植物似乎没有任何区别，它只是多了能使它产生额外特性的基因。从1983年以来，生物学家已经知道怎样将外来基因移植到某种植物的脱氧核糖核酸中去，以便使它具有某种新的特性：抗除莠剂的特性，抗植物病毒的特性，抗某种害虫的特性。[ 2 ]这个基因可以来自于任何一种生命体：细菌、病毒、昆虫等。这样，通过生物工程技术，人们可以给某种作物注入一种靠杂交方式根本无法获得的特性，这是人类9000年作物栽培史上的一场空前革命。[ 3 ] 1 转基因作物的发展进程 转基因作物的研究最早始于20世纪80年代初期。1983年，全球第一例转基因烟草在美国问世。1986年，首批转基因抗虫和抗除草剂棉花进入田间试验。1996年，美国最早开始商业化生产和销售转基因作物(包括大豆、玉米、油菜、
基因专利保护制度探析
第16卷第4期2001年12月 广西政法管理干部学院学报 JOURNAL OF GUANGXI ADMI NI STRATIVE C ADRE I NSTI TUTE OF POLI TIC S AND LAW Vol 16 No 4Dec 2001 [收稿日期]2001-05-09 [作者简介]黄涛(1975 ),男,武汉市中南财经法大学民商法学硕士研究生。 赵震江、刘银良 人类基因组计划的法律问题研究[J] 中外法学,2001,(4) !崔国斌 基因技术的专利保护与利益分享[J] 知识产权文丛第3卷,第302页 Discussion on System of Protection of Gene Patent HUANG Tao (Law School ,China Mid -south University of Finance &Law ,Wuhan 430074) [Abstract ]The system of protection of gene patent is a new topic in the legal field.The author will discuss it from three sides of the patent characteristics of genic technology,the examinati on of application of gene patent and the adscrip tion of gene patent. [Key words ]gene;genic technology;protecti on of patent 基因专利保护制度探析 黄 涛 (中南财经政法大学,武汉 430074) [摘要]基因专利保护制度是法学界关注的新课题。本文从基因技术的可专利性、基因专利申请的实质审查、基因专利的归属三个方面展开分析,分别论述了是否应给予基因技术以专利保护、如何审查基因专利申请、以及基因专利成果利益分享问题,以供研究参考。 [关键词]基因;基因技术;专利保护[中图分类号]D923 42 [文献标识码]A [文章编号]1008-8628(2001)04-75-02 基因技术的飞速发展,以及基因产业经济在国民经济中将要起的重要作用,给知识产权法律制度带来严峻的挑战。知识产权制度是否应该保护和如何保护基因技术,是困扰法律界以及相关学科的难题。本文拟就基因的专利保护展开讨论,以求对相关立法与研究有所裨益。 一、基因技术可专利性的讨论 基因序列及其基因技术是否具备可专利性,一直是知识产权界争论的焦点。不少人认为,基因序列作为一种信息事先已经存在于生物体内,是自然界本身就存在的物质序列。人们对其的认识和研究,只是揭示了自然界的客观存在,应属于科学发现,不应授予专利权。但也有人认为,某些情况下,即使发现也足获得专利权保护,只要基于此发现是新颖的、富于创造性的、有利于促进社会进步。随着1998年欧共体通过并发布了生物技术发明专利指令,以及美国专利与商标局于1999年12月发布了针对美国专利法第112条书面描述要求修订的专利申请内部审查指南和实用性审查指南,争论才逐渐平息。世界对生物物质的专利保护问题也基本共识,共识可概括为以下几点:1)生物物质具有可专利性;2)有关微生物的发明或其相关方法具有可专利性;3)对生物物质的简单发现,如基因的DNA 序列,不具有可专利性,但若该生物物质是从人体中分离出来或由技术方法生产而得,即它们对于公众来说是非显而易见的,则不应排除其可专利性;4)生物物质 的专利保护应受到道德伦理与公共秩序的制约。 由此可知,为适应生物技术研究和产业的发展,西方国家专利制度已走上了有关生物技术亦能授予专利的发展道路。 与国际立法发展趋势相适应,我国的专利法也已为基因打开了保护道路,我国专利法经过1993年、 2000年两次修订后,?用化学方法获得的物质#已被正式纳入我国专利法的保护范围。2001年新颁布的专利法实施细则对包含一个或者多个核苷酸或者氨基酸序列的发明专利申请,以及涉及新的生物材料的专利申请也作了比较细致的规定。因此,在实践中,不必过分拘泥于发明同科学发现的界别,而应代之以严格的实质性审查。通过严格的实质性审查,避免那些缺乏产业实用性的基础研究领域的科研成果被垄断,以防止专利制度成为社会技术进步的障碍。对于生物基因技术可能被滥用而导致的道德风险,美国与欧盟通过创设一些判例或根据专利法中?违背公共秩序,不得授予专利#的原则将部分技术方案排除在专利保护范围之外。欧盟与美国的规定,对我国利用专利法处理某些伦理道德问题有一定的参考价值。我国专利法第5条规定:?对违反国家法律、社会公德或者妨害公共利益的发明创造,不授予专利权#。因此,一项基因技术如果公开或实施将有损社会伦理道德、公共秩序或严重破坏自然环境,则不得对该技术授予专利权,亦即使其不具有可专利性。 二、基因专利申请的实质性审查分析 基因专利申请的实质性审查是指对某项技术方案受专利法保护应当具备的实质要件,即对实用性、新疑性、创造性进行审查。专利审查通常还包括的一项关键性工作就是要准确掌握权利要求的授权范围。专利审查过程中,基于新颖性的问题的审查比较简单。一般审查员在审查时,即参照各种期刊杂志及一些商业基因数据库中公布的信息。如果申请中宣称的序列已经部分或全部被公开过,则申请的序列就缺乏所谓的新颖性,不能授予其专利权。与新颖性审查相比,创造性审查则复杂得多。它通常取决于以下三项因素:一是在先技术的范围和内容;二是相关技术领域的普通工作人员的技术水平;三 是发明申请同在先技术之间的区别。! 显然,法律只能提供一个判断创造性发明的方法,至于具体确定个案中技术方案的创造性,还要依靠技术专家的专业眼光。因此,以下着重讨论基因专利的实用性与授权范围。 1、实用性审查 实用性审查,其主要目的是避免对基础研究授 75
基因技术的专利保护
基因技术的专利保护 基因技术是当代科技的焦点,其权利可以从商业秘密,隐私、专利法、商标法等方面加以保护,但最有效的是专利保护,研究基因技术的专利保护具有重要意义。 一、基因技术的可专利性考察 基因是“存在于生物体细胞染色体上拥有自体繁殖能力的遗传单位”,当代基因技术可分为六种: 1.生物制品发明。就传统专利制度而言,具备专利“三性”的生物制品均可受到专利法保护。 2.染色体等遗传物质的发现。传统专利制度是不对“发现”给予专利保护的。对遗传物质是否给予专利保护曾引起广泛争议。实践中,基因技术较为发达的国家如美国、欧盟、日本等已有给予专利保护的先例。作为遗传物质的人类基因序列申请专利遭到国际上强烈的反对,人类遗传学家Voiel 说:“基因专利简直是人类的一场噩梦。”美国虽没有给予第一批人类基因专利申请授权,但随即调整了审查标准,并很快对功能明确的人类基因序列授予了专利权,导致许多国家纷纷效仿。 3.转基因动物和植物品种发明。因动植物遗传的复杂性,通过传统方式繁殖的后代难以保持相同性状,因此,过去除了美国和日本,多数国家都不给动植物新品种以专利保护。
很多国家对其是通过《保护植物新品种的国际公约》进行保护的。自从转基因动植物新品种出现后,从技术上克服了不可重复的缺陷,促使欧洲1999年欧洲专利公约对“动植物”概念进行扩大性解释,以达到对转基因动植物授予专利权的目的,但仍有部分国家包括中国没有给予转基因动植物专利保护。 4.基因操作技术发明。对其是发现还是发明也元定论。因基因基础研究领域越来越产业化,有人就此类方法也提出专利申请,如克雷格·文特尔1991年提出了快速测定c-DNA 尾端序列的方法——快速排序标签技术EST,申请专利获得通过,引来了世界性的不满。但1996年美国专利商标局最终还是批准了该项专利申请。 5.获得生物体的遗传工程学方法发明。其中,符合专利保护客体条件和三性要求的发明,按传统专利制度是符合专利申请条件的,但因涉及人类克隆技术,强烈冲击人类现有的伦理道德观,因此,多数国家将其排除在专利保护之外。 6.基因诊断与治疗方法发明。对于基因诊断中与疾病无关的发明,如亲子鉴定、刑事罪犯测试及食品检测等的可专利性是肯定的,有争议的是对疾病的诊断部分,各国专利法对疾病诊断和治疗方法的保护是根据不同情况区别对待的。多数国家认为脱离活体或是以非活体为实施对象的检测处理方法符合专利保护客体定义和三性要求的发明,可以授予
基因专利
大家好，我是，，，我们小组的课题是，，基因专利弊大于利，， 我们将分别从，法，社会公平，科技进步这三个角度论述，，，特别说明下，我们组将全部以宣讲的形式讲述此次课题 我的角度是从法律方面，，刚刚，，巧的是，我也，，有些法律名词比较单调难懂，希望大家谅解下，查完资料的时候我就在想，法学院的妹子不好追啊 （1）不知道大家有没有想过为什么会有基因专利以及基因资源法律地位的争议，，，其实主要是由于现行专利制度是按照西方工业社会的利益设计而产生的，，不管发达，发展中都是差不多的专利，，，问题在于基因
专利法一开始是围绕大企业，大公司他们的利益，不一定适用于中国等发展中，， （2）在国际上对基因专利的不同保护可能导致违反WTO的非歧视性原则，，什么是，，，就是这个基因作为商品是平等流入流出，你基因专利保护，从某种程度说，就是搞贸易保护主义， （3）对基因授予专利可能对现存的国际合作产生负面影响，我举个例子啊，如1991年美国国家卫生院对人类基因组计划中获得的基因序列申请专利保护，这是个什么意思呢，好像我们一起出力，你一个人得好处，其他国家肯定不服啊，一定会想，你美帝国主义太不要脸了，是吧 （4）在专利法律制度中，科学发现并不能被授予专利。如欧盟《关于生物技术发明的法律保护指令》第5条相关规定，揭示碱基的排列顺序只能是简单的发现，发现不是发明，现在基因专利越来越多，其实很多仅仅是发现，，创新之处不大 （5）申请过程中存在过宽权利要求的趋势，这严重打破了专利系统内的公共权益与
发明者利益间的平衡。比如美国的Amgen案，InGoodman案，以及欧洲专利局Expresion 案都存在权利过宽的不合理性。。这些案子法律专业性比较强，我就不深入，，但我最后举个简单的例子，莱特兄弟证明了人类空中飞行的可行之处，但并不借此垄断空中飞行的机器。大家想想，如果，证明，，就垄断，，那不是很可笑吗？ 以上是我从法律角度论述基因专利的弊 下面请沙浩同学从科技进步，，继续，，，
水稻转基因步骤
在植物转基因过程中，为了有效地识别和筛选转化子，常将目的基因和标记基因构建在同一表达载体中。这种载体结构导致转基因植物中目的基因和标记基因始终共存，而标记基因（尤其是抗生素抗性基因）的存在可能给转基因植物的生物安全带来隐患。目前已研发了多种方法剔除转基因植物中的标记基因，其中最常见的是共转化法(Komari 1996，McCormac 等2001)。共转化系统是采用2个质粒或1个含有两套T—DNA表达盒的表达载体共同转化植物，其中一套表达盒含有抗性选择标记基因，另一套表达盒含有目的基因，它们转化植物时可能整合到植物基因组的不同位置。转基因植株在减数分裂过程中，标记基因和目的基因发生分离，从而可在转基因后代中筛选到只含目的基因而不含选择标记基因的个体。共转化从根本上排除了转基因植物中的选择标记，是保证人畜和环境安全的重要措施，因此受到了广泛的重视。Zhou 等（2003）认为，用分别含一个T-DNA区的两个载体共转化的效率低于双T-DNA区表达载体的共转化效率。目前关于利用双T-DNA区表达载体，获得无选择标记转基因阳性株系的研究已有不少报道（唐俐等2006，张秀春等2006，于恒秀等2005）。花药培养与遗传转化技术相结合，可以快速获得纯合转基因植株（斯华敏等，1999，付亚萍等，2001），但是应用花药培养快速获得只含目的基因而无选择标记的转基因研究尚未见报告。 水稻是最主要的粮食作物，转基因水稻的安全显得尤为重要。本实验室通过农杆菌介导的水稻转化体系，将包含人乳铁蛋白(hLF)、高赖氨酸(SB401)、高甲硫氨酸(RZ10)基因的表达载体p13HSR成功转化脆茎稻，由于该表达载体采用双T-DNA结构，将检测出含选择标记潮霉素磷酸转移酶基因（hpt）和目的基因的转基因阳性T0植株按单株直接进行花药培养。在189株二倍体花培植株中检出23株有目的基因没有选择标记hpt的转基因纯合植株，得率为9.87％。RT-PCR检测结果显示外源基因已整合到转基因水稻基因组中并转录。本文首次发现插入的外源基因间存在交换事件，从而改变了花培群体中无选择标记而目的基因阳性的转基因纯系的获得率。同时还对农杆菌介导的同一载体上多个基因转化水稻后，会出现个别基因丢失的情况进行了讨论。 基因转化方法参照Hiei等(1994)的方法并加以修改。取开花后12-15 d左右的稻穗脱粒，表面灭菌后接种在NB培养基上，26℃暗培养诱导愈伤组织。约5-7d后取愈伤组织在相同条件下继代培养，用于共培养。农杆菌于含50mg/L卡那霉素(Kam)的YM平板上划线,28℃黑暗培养3d，用金属匙收集农杆菌菌体,将其悬浮于共培养CM液体培养基中,调整菌体浓度至OD600为0.3-0.5，加入AS（终浓度为100mΜ）,即为共培养转化水稻用的农杆菌悬浮液。将继代培养4d后的愈伤组织浸于此菌液中，20min后取出并用无菌滤纸吸去多余菌液，随即转入铺有无菌滤纸的固体培养基上，于26℃下暗培养2~3d。共培养后的愈伤组织在含有50mg/l潮霉素的筛选培养基上，26℃暗培养14d，再转到新鲜配制的筛选培养基上继续筛选14d。然后选择生长旺盛的抗性愈伤组织转移到含有50mg/l潮霉素的分化培养基上，暗培养3天后转至15h/d 光照条件下培养,再生的小苗在1/2MS上生根壮苗两周左右。选择高约10cm、根系发达的小
水稻转基因育种研究进展 7
水稻转基因育种研究进展 王彩芬,安永平,韩国敏,张文银,马 静 (宁夏农林科学院农作物研究所,宁夏永宁 750105) 摘要:对水稻转基因技术在抗虫、抗病、抗逆及改良米质等方面的进展进行了综述。 关键词:水稻; 转基因育种; 进展 中图分类号:S511.035.3 文献标识码:A 文章编号:1002-204X(2005)06-0055-03 20世纪下半叶以来,由于分子生物学研究的巨大成就,使生物学成为自然科学的带头学科,它的理论和方法已渗透到生命科学的许多领域,为生命科学的研究带来新的思维方式和研究手段。基因工程技术在植物遗传育种上应用很广泛,并取得了显著成就。 水稻是最重要的粮食作物之一,世界上约有一半以上的人口以稻米为主食。据专家预测,到2025年在现有稻谷产量的基础上再增加60%才能满足需要(K hush,1995)。随着人口的增长和耕地面积的减少,世界尤其是我国将面临粮食问题的严峻挑战,培育优良品种是提高稻谷产量的主要途径。传统的育种技术已为培育水稻新品种做出了巨大贡献,并将在今后继续发挥主导作用,但由于品种资源的贫乏,单靠传统育种已很难有大的突破。基因工程技术为水稻分子标记辅助育种、水稻转基因育种提供了一条新途径。转基因技术可以将水稻基因库中不具备的抗病、抗虫、抗除草剂、抗旱、耐盐、改善品质、提高产量等基因转入水稻,从而实现水稻种质创新和为生产提供优良品种。自1988年以来,国内外已得到了许多水稻转基因植株,涉及到抗虫、抗病、抗除草剂、抗旱、耐盐、改良品质等重要农艺性状,有些已进入田间试验和应用阶段。 1 水稻转基因育种进展 植物转基因育种是利用遗传工程的手段,有目的地将外源基因或DNA构建导入植物基因组,通过外源基因的直接表达,或通过对内源基因表达的调控,甚至通过直接调控植物相关生物如病毒的表达,使植物获得新的性状的一种品种改良技术。在植物分子生物学研究的众多材料中,水稻不仅是世界重要粮食作物,而且由于其基因组较小、重复序列较少的优点而成为一种重要的分子遗传学研究的单子叶模式植物,基因组测序已完成。自1988年首次获得转基因水稻以来,水稻转基因技术已获得突飞猛进的发展,目前已成功获得籼稻、粳稻、爪哇稻的转基因植物。随着基因枪转化技术的建立和根癌农杆菌介导转化法的成功,水稻基因转化技术日益完善。而且转移目标基因已从报告基因或筛选标记基因进入改良水稻抗性和适应性,以及改善品质,提高产量等重要基因的利用。 1.1 抗虫转基因水稻育种 水稻是虫害最多的大田作物,稻螟虫和稻飞虱危害最为严重,水稻中抗虫资源贫乏,转基因技术为抗虫品种的培育提供了一条新途径。自从1989年实现苏云金杆菌(Bacillus thuringiensis,简称Bt)抗虫基因转化水稻并得到再生植株以来,转抗虫基因水稻的研究取得了很大进展。转抗虫基因水稻包括转Bt基因、转蛋白酶抑制基因和转凝集素基因。在转Bt基因的研究方面,中国农科院生物技术中心杨虹等(1989)将Bt基因导入水稻品种台北309、中花8号的原生质体并获得再生植株;Fujim oto等(1993)通过电激法将cry LAb 基因导入水稻,首次报道了转Bt基因水稻对二化螟和稻纵卷叶螟的抗性。项友斌等(1999)利用农杆菌介导实现了苏云金杆菌抗虫基因cryI A(b)和cryI A(c)在水稻中的转化;黄健秋等(2000)利用农杆菌介导获得转(Bt)基因秀水11和春江11植株;薛庆中等(2002)利用农杆菌介导获得转双价抗虫基因(cryI Ac和豇豆胰蛋白酶抑制基因C pTI)浙大19植株;朱常香等(2002)获得Bt和X a21共转化水稻(C48)植株。近几年转Bt基因研究越来越多,进展很快,在籼稻、香稻、爪哇稻、杂交稻、深水稻中获得成功,选育出克螟稻1号、2号、3号(舒庆尧等,1998)。转Bt基因水稻在我国已进入环境释放阶段,有望培育出应用于生产的抗虫品种。 在转蛋白酶抑制剂基因水稻研究方面,通过电激介导原生质体转化,Xu等(1996)把豇豆胰蛋白酶抑制剂基因C pT i转入粳稻品种台北309,转基因植株对大螟和二化螟2种水稻虫害都具有抗性;通过基因枪介导马铃薯蛋白酶抑制剂基因PinⅡ转化水稻,Duan等(1996)获得了Nipponbare、台南67和Pi4等3个粳稻品种的抗大化螟转基因株系;Lee等(1999)利用PEG介导法将大豆K units胰蛋白酶抑制剂(SK TI)的cDNA转入粳稻Nagdongbyeo的原生质体,再生转基因植株的后代抗褐飞虱。曾黎琼等(2004)利用农杆菌介导将马铃薯蛋白酶抑制剂基因(PinⅡ)导入玉优1号、HT-7中;孔维文等(2004)利用农杆菌介导将PT A和马铃薯高赖氨酸蛋白基因(S B401)同时转入超级杂交稻亲本材料1826中。在转凝集素基因水稻研究中,主要是转雪莲花凝集素(G NA)基因,采用基因枪法,英国John Innes Centre(Maqbool等,1999;Rao等,1998;Sudhakar等,1998)把G NA基因导入AS D16、M5、M7、M12、FX92D、Basmati370等籼稻品种中,得到200多株转基因植株,G NA在水稻中呈高水平的组成性表达(用Ubi启动子)或韧皮部专一性表达(用Rssl启动子),转基因植株抗褐飞虱。在我国,傅向东等(1997)用G NA基因枪转化水稻IR72、IR76、珍汕97和秀水11等品种,部分转基因植株子代对褐飞虱有一定抗性;T ang(唐克轩等,1999)通过基因枪介导实现了G NA 基因和X a21基因的共转化,得到了转基因植株。唐克轩等(2003)利用农杆菌介导将半夏凝集素基因(pta)导入粳稻鄂宛105、中花12和籼稻E优532中,获得7个转基因纯系。 1.2 抗病转基因水稻育种 抗病转基因水稻包括转抗病毒基因、抗真菌病害基因和抗细菌病害基因。抗病毒转基因已开展了8种病毒的转基因研究,包括水稻通枯罗病毒(rice tungro disease)、水稻齿叶矮缩病毒(rice ragged 收稿日期:2005-07-21 作者简介:王彩芬(1968-),女,副研究员,从事水稻花培育种研究。T el:0951-*******E-mail:caifen-68@https://www.360docs.net/doc/e913950226.html,
基因芯片技术及其应用简介(精)
基因芯片技术及其应用简介 生物科学学院杨汝琪 摘要:随着基因芯片技术的发展,基因芯片越来越多的被人们利用,它可应用于生活中的方方面面,如:它可以应用于医学、环境科学、微生物学和农业等多个方面,基因技术的发展将有利于社会进一步的发展。 关键词:基因芯片;技术;应用 基因(gene是载有生物体遗传信息的基本单位,存在于细胞的染色体(chromosome上。将大量的基因片段有序地、高密度地排列在玻璃片或纤维膜等载体上,称之为基因芯片(又称DNA 芯片、生物芯片。在一块1 平方厘米大小的基因芯片上,根据需要可固定数以千计甚至万计的基因片段,以此形成一个密集的基因方阵,实现对千万个基因的同步检测。基因芯片技术是近年来兴起的生物高新技术,把数以万计的基因片段以显微点阵的方式排列在固体介质表面,可以实现基因检测的快速、高通量、敏感和高效率检测,将可能为临床疾病诊断和健康监测等领域,带来全新的技术并开拓广阔的市场。 1 基因芯片技术原理及其分类 1.1基因芯片的原理: 基因芯片属于生物芯片的一种"其工作原理是:经过标记的待测样本通过与芯片上特定位置的探针杂交,可根据碱基互补配对的原则确定靶序列[1],经激光共聚集显微镜扫描,以计算机系统对荧光信号进行比较和检测,并迅速得出所需的信息"基因芯片技术比常规方法效率高几十到几千倍,可在一次试验中间平行分析成千上万个基因,是一种进行序列分析及基因表达信息分析的强有力工具。 1.2基因芯片分类: 1.2.1根据其制造方法可分原位合成法和合成后点样法;
1.2.2根据所用载体材料不同分为玻璃芯片!硅芯片等; 1.2.3根据载体上所固定的种类可分为和寡核苷酸芯片两种; 1.2.4根据其用途可分测序芯片!表达谱芯片!诊断芯片等 2 基因芯片技术常规流程 2.1 芯片设计根据需要解决的问题设计拟采用的芯片,包括探针种类、点阵数目、片基种类等。 2.2 芯片制备将DNA, cDNA或寡核昔酸探针固定在片基上的过程。从本质上可分为两大类fz} ,一类是在片基上直接原位合成,有光蚀刻法、压电印刷法和分子印章多次压印法三种;另一类是将预先合成的探针固定于片基表面即合成点样法。 2.3 样品制备常规方法提取样品总RNA,质检控制。再逆转录为。DNAo 2.4 样品标记在逆转录过程中标记荧光素等。 2.5 芯片杂交标记的cDNA溶于杂交液中,与芯片杂交。 2.6 芯片扫描一用激光扫描仪扫描芯片。 2.7 图像采集和数据分析专用软件分析芯片图像,然后对数据进行归一化,最后以差异为两倍的标准来确定差异表达基因。 2.8 验证用定量PCR或原位杂交验证芯片结果的可信性。 3基因芯片合成的主要方法 目前已有多种方法可以将基因片段(寡核苷酸或短肽固定到固相支持物上。这些方法总体上有两种: 3.1原位合成:
基因专利的商业价值.
基因专利的商业价值 基因专利是研制开发基因相关产品的基础，基因专利的权利人不仅可以通过专利合作或转让获得收益，而且还可以从基于该基因专利的基因药物以及其他衍生产品后期销售收入中按一定比例提成。一个具有重要功能的与疾病相关基因的专利，转让价值一般以千万美元计，而以此开发的基因药物年销售额可高达几十亿美元。基因的商业价值可从一些经典的基因转让案例中得以体现: 1、肥胖基因:1994年11月，美国Amgen公司出资2000万美元向Rockefeller 大学购买了一条肥胖基因的独占型开发许可权。此次，Amgen付给Rockefeller 大学不少于3000万美元的阶段性付费以及后期产品销售提成。 2、中枢神经系统疾病相关基因:1996年7月，美国Millennium公司与Wyeth-Ayerst公司签定中枢系统疾病相关基因合作协议，Wyeth-Ayerst公司在七年内向Millennium支付包括阶段性付费和产品提成的专利费和研发费用约9000万美元。 3、FKBP神经免疫因子配体:1997年，Amgen公司将 FKBP神经免疫因子配体转让给Guilford公司，交易额高达 3.92亿美元，是迄今为止单个基因交易的最高价格。 4、抑制端粒酶基因的相关基因:l997年3月，美国Geron公司与Pharmacia & Upjohn签订协议，合作开发抑制端粒酶基因的新一代抗癌药物，Pharmacia & Upjohn向Geron支付5800万美元，包括1000万美元的股权投资，研究基金和阶段性付费，Geron公司还将获得后期产品销售收入的提成和部分美国市场合作销售权。 5、基因药靶的价值:l998年9月，Millennium公司与 Bayer公司签订了五年的基因药物合作协议，Bayer公司将向Millennium支付总计4.65亿美元(包括l4%的股权投资)费用，委托Millennium公司开发225种基因药靶，平均每个基因药靶的价值为207万美元。 6、促红细胞生成素EPO:美国Amgen公司依赖EPO基因专利的开发应用，从一个濒临破产的企业成为美国生物工程医药领域的领头羊，其EPO l998年的销售收入达到13.6亿美元，而EPO的全球市场现已达到34亿美元的销售额。 基因专利受法律的保护，专利侵权将要受到法律的制裁。而且，专利授予与否的问题也要服从于法律，否则也会被卷入法庭。
基因编辑工具的专利之争
CRISPR不是张锋的？基因编辑工具的专利之争来源：生物谷2016-01-14 11:27 图片来自：SébastienThibault 2016年1月14日/生物谷BIOON/--从2012年开始，CRISPR/Cas9被用于很多生物系统中进行基因组编辑，在各大顶级期刊上发表了大量文章，可算是赚足了眼球。随着CRISPR/Cas9基因编辑系统逐渐进化，并趋于成熟，从学术界的共享走向专利申请以及商业化的道路也逐渐清晰起来。然而面前还存在着很多问题，例如，CRISPR/Cas9的专利申请之路就并不那么顺利。 CRISPR/Cas9是什么？ CRISPR/Cas9，是一种非常灵活的基因编辑工具，被称为继DNA聚合酶链反应（PCR）之后最大的生物技术进步。CRISPR/Cas9其实是CRISPR和Cas9两种分子的组合。CRISPR被称作“规律间隔成簇短回文重复序列”，是在一些细菌基因组内存在的、成簇排列的DNA序列，是源于细菌及古菌中的一种后天性免疫系统。而细菌的防御系统中还存在着一种酶Cas9，可以由单链RNA“引
导”在DNA的特定位置完成剪切工作。从这个Cas9酶开始，科学家开始尝试不同的用法。后来还有很多技术上的改进，使得CRISPR/Cas9可以高效编辑基因组，也受到了非常多科学家的关注。 早期的研究发现，细菌中，重复DNA序列和很多能够侵入细菌的噬菌体的DNA序列相同。进一步研究发现，这些细菌中的DNA序列在被转录成为单链的RNA片段后，能够和细菌内合成的、CRISPR关联蛋白（Cas9）的蛋白质形成复合体。这种蛋白质、RNA的复合体客户Cas9蛋白起到导向作用，于是该重复DNA序列转录出来的RNA，也被称为guide RNA（gRNA）。当蛋白质-gRNA复合体发现入侵的DNA和gRNA序列一致时，gRNA就可以利用序列的互补性结合到外来的DNA上。这时细菌的Cas9就能够接近并切割入侵的DNA，达到防御的目的，从而构成了细菌的免疫系统。 从最初的理论模型开始，科学家开始改造细菌中自然存在的CRISPR/Cas9系统，可以使用该技术来增加、修改或者删除相应的DNA序列，来完成基因编辑。使用该技术的研究已经非常火热，由于CRISPR-Cas9的相对简单性和多功能性相，比其他基因编辑方法（如Talen等）有着天然的优势。生物科技公司如雨后春笋般涌现，来利用CRISPR产生转基因作物、科研试剂和治疗人类遗传性疾病。 生物谷曾转载了科技日报在去年八月份的一篇报道，文章指出：“CRISPR/Cas9这项新技术，使人们能更精准地对DNA代码进行控制，引发了遗传学和细胞生物学领域的革新，科学家们对它寄予厚望，希望借助它的力量，治疗包括癌症在内的疾病并进一步解开人类细胞身上笼罩的谜团。”
基因芯片技术及其应用(精)
基因芯片技术及其应用 李家兴1001080728 园艺107 基因芯片( gene chip, DNA chip, DNA microarray 又被称为DNA芯片、DNA微阵列和生物芯片, 是指以大量人工合成的或应用常规分子生物学技术获得的核酸片段作为探针, 按照特定的排列方式和特定的手段固定在硅片、载玻片或塑料片上, 一个指甲盖大小的芯片上排列的探针可以多达上万个[1- 3]。在使用时,先将所研究的样品标记, 然后与芯片上的寡聚核苷酸探针杂交,再用激光共聚焦显微镜等设备对芯片进行扫描, 配合计算机软件系统检测杂交信号的强弱, 从而高效且大规模地获得相关的生物信息。此项技术将大量的核酸分子同时固定在载体上, 一次可检测分析大量的DNA和RNA, 解决了传统核酸印迹杂交技术复杂、自动化程度低、检测目标分子数量少、成本高、效率低等的缺点[4]。此外, 通过设计不同的探针阵列( array , 利用杂交谱重建DNA序列, 还可实现杂交测序( sequencing by hybridization,SBH [5]。目前, 该技术在基因表达研究、基因组研究、序列分析及基因诊断等领域已显示出重要的理论和应用价值[6]。 1 基因芯片技术的产生和发展 21 世纪将是生命科学的世纪, 基因芯片技术是近年产生的一项生物高新技术, 它将像计算机一样成为21 世纪即将来临的又一次新兴革命的奠基石[7,8]。基因芯片技术的产生与发展与人类基因组计划(Human Genome Project, HGP 的研究密不可分[9]。人类基因组的大量信息需要有一种快速、敏感、平行检测的技术,随着越来越多的基因被解码, 基因的功能研究成为迫切需要解决的课题。在这一背景下, 以基因芯片技术为主体的生物芯片诞生了, 它被誉为是20 世纪90 年代中期以来影响最深远的重大科技进展之一。基因芯片技术充分结合灵活运用了寡核苷酸合成、固相合成、PCR 技术、探针标记、分子杂交、大规模集成电路制造技术、荧光显微检测、生物传感器及计算机控制和图像处理等多种技术, 体现了生物技术与其他学科相结合的巨大潜力。基因芯片技术的理论基础是核酸杂交理论, Southern 印迹可以看作是生物芯片的雏形; 其后, 人们又发明了一个以膜片为介质基础的克隆库扫描
转基因水稻简介
转基因水稻简介 水稻是世界上最重要的粮食作物之一，杂种优势的成功利用使得水稻产量得到了极大的提高，为解决世界范围内的粮食危机做出了极大的贡献。但是，自20世纪80年代以来，杂交水稻的产量就处于徘徊不前的局面。不断提高水稻产量和改良其品质是当前水稻育种的重要任务，这一任务的完成单纯依靠传统的遗传育种是不可能实现的。 80年代产生的转基因技术由于直接在基因水平上改造植物的遗传物质、可定向改造植物的遗传性状、外源基因的转入打破了物种之间的生殖隔离障碍、丰富了基因资源等优点而弥补了常规育种方法的不足，得到了前所未有的发展。许多学者在水稻的转基因研究上做了大量工作并取得了很大的进展，为水稻的遗传改良奠定了基础。 转抗虫基因： 害虫是危害我国农业生产的主要限制因素，大量化学农药的使用不但污染环境，而且也使得有益昆虫的数量锐减，害虫的抗药性不断加强。此外，化学杀虫剂使用后的农药残留对人畜都会有严重的危害。因而植物抗虫基因工程成为科学家的研究热点领域之一。由于水稻本身没有足够的抗虫基因，目前研究者利用人工合成或从其它生物中克隆的抗虫基因转化到水稻栽培品种中，提高品种的抗虫性。 在水稻抗虫转基因方面，使用得较多的基因有：苏云金杆菌毒蛋白基因(Bt)、蛋白酶抑制剂基因(Pin2，SKTI，OC—IAD86，Cp-Ti)、植物凝集素基因(GNA)等，将这些基因导入水稻，可使水稻产生对二化螟虫、三化螟虫、稻纵卷叶螟等鳞翅目害虫及蝗虫、褐飞虱、线虫的抗性。Bt毒蛋白基因是目前使用最广的基因，众多的研究都表明用转基因的方法将Bt毒蛋白基因导入常规水稻可使水稻对螟虫的抗性提高刚。 转抗病基因： 病害(包括真菌病、细菌病和病毒病)是影响我同农业生产的另一类重要限制因素。在我国，大面积发生且危害严重的病害有水稻稻瘟病、纹枯病、白叶枯病，因此，我国科学家在抗病基因工程方面也开展了大量的工作。 转抗逆基因： 逆境是限制植物生长、影响产量形成的重要因素之一。抗逆基因的分离、克隆、转化一直受到科学家们的高度重视。目前已分离出大量的抗逆相关基因，并在抗逆基因的遗传转化中取得了明显的成绩。Hossan等已分离克隆出3个与水稻耐淹能力有关的基因pdc I，pdcⅡ，pdcⅢ，并转入水稻中获得部分转基因植株．Rathinasabathi等将烟草中的CMO基因导入水稻，获得了具有很强抗旱性的转基因水稻．日本村田纪夫将甜菜碱生物合成酶基因codA导入水稻，获得了耐碱性的转基因水稻植株．高倍铁子等将编码大肠甜菜碱生物合成酶基因ktA导入水稻，获得了耐盐性强的转基因水稻植株。
基因芯片技术及其应用
基因芯片技术及其应用摘要： DNA芯片技术是指在固相支持物上原位合成寡核苷酸，或者直接将大量的DNA探针以显微打印的方式有序地固化于支持物表面，然后与标记的样品杂交，通过对杂交信号的检测分析，即可获得样品的遗传信息。由于常用计算机硅芯片作为固相支持物，所以称为DNA芯片。 关键词 DNA芯片制备检测应用 随着人类基因组计划的逐步实施以及分子生物学相关学科的迅猛发展，越来越多的动植物、微生物基因组测序得以测定，基因序列数据正在以前所未有的速度迅速增长。DNA芯片的出现是科学发展的必然产物。本文就DNA芯片的制备及其在医学领域的应用予以阐述。 1 基因芯片的制备及检测技术[1-4] 1.1 基因芯片的制备方法 1.1.1 原位合成法其中最具代表的是原位光刻合成法。该法是利用分子生物学、微电光刻技术及计算机技术等直接在基片上合成所需的DNA探针。除原位光刻合成法外，原位合成法还包括原位喷印合成和分子印章在片合成法。 1.1.2 直接点样法该法是将制备好的DNA（cDNA）片段直接点在芯片上。近来有人提出用电定位捕获法和选择性沉淀法制备芯片。 1.1.3 电定位捕获法是将生物素标记的探针在电场的作用下快速地固定在含有链霉素亲和素的琼脂糖凝胶膜上。由于生物素与链霉素亲和素的强亲合力，使得探针的固定更加容易和牢固。在电场的作用下，靶基因能快速地在杂交部位积聚，大大缩短了杂交时间，提高了杂交的效率，且改变电场电极的方向可以除去未杂交或低效率杂交的靶基因。 1.1.4 选择性沉淀法该技术是用金属纳米粒标记探针的方法来制备微阵列，靶基因在芯片上与探针杂交后发生选择性沉淀，通过检测沉淀物的电化学值等来获取相应的生物信息。
转基因水稻的进展
转基因水稻的进展 水稻是最重要的粮食作物之一,世界上约有一半以上的人口以稻米为主食。据专家预测,到2025年在现有稻谷产量的基础上再增加60%才能满足需要。随着人口的增长和耕地面积的减少,世界尤其是我国将面临粮食问题的严峻挑战,培育优良品种成为提高稻谷产量的主要途径。传统的育种技术已为培育水稻新品种做出了巨大贡献,并将继续发挥主导作用,但由于品种资源的贫乏,单靠传统育种已很难有太大的突破。 20世纪下半叶以来,随着分子生物学研究的不断发展,基因工程技术特别是转基因技术在植物遗传育种上得到了广泛的应用,并取得了显著的成就。转基因技术就是将外源基因通过生物、物理或化学手段导入其它生物基因组,以获得外源基因稳定遗传和表达的遗传改良体。自1983年世界上首例转基因植物———一种含有抗生素药类的烟草在美国成功培植以来,全球范围转基因作物的种植面积和销售收入均以倍数增长。2004年,转基因作物面积(主要是大豆、玉米、油菜和棉花)已达11250万hm2,已被批准可使用的产品有1000多种。水稻作为世界上最重要的粮食作物之一,自1988年首次获得可育的转基因水稻以来,转基因技术在水稻品种改良上得到了广泛的应用,已选育了一系列转基因水稻品系(组合)。本文简要介绍了近年来水稻转基因研究方面所取得的成就,并就存在的问题提出了一些看法。 1水稻转基因研究进展在植物分子生物学研究的众多材料中,水稻由于其
基因组较小、重复序列较少等优点而成为一种重要的模式植物。自1988年首次获得转基因水稻以来,水稻转基因技术已获得突飞猛进的发展,目前已成功获得籼稻、粳稻、爪哇稻的转基因水稻。 1.1抗虫转基因水稻研究 虫害是水稻生产中的一大害,化学药剂杀虫不仅成本较高,而且严重污染环境,抗虫转基因水稻的应用前景是不言而喻的。目前应用于水稻抗虫性改良的外源基因主要有苏云金杆杀虫结晶蛋白基因(Bt基因)、昆虫蛋白酶抑制剂(PI基因)和植物凝集素基因3种,其中Bt基因是当前应用最为广泛的杀虫基因。 1989年中国农业科学院生物技术中心杨虹等将Bt基因导入水稻品种台北309、中花8号的原生质体并获得再生植株;Maqbool等通过基因枪法将人工合成的CryIIA基因转入水稻,毒蛋白的表达量可高达1%,某些植株的杀虫率可达到100%。浙江大学舒庆尧等采用农杆菌介导法将密码子经优化Bt基因cryIA(b)导入到“秀水11”,获得抗性株系的Bt毒蛋白表达量占可溶性蛋白的0.5%~3%,对二化螟、稻纵卷叶螟和稻螟蛉1-5龄幼虫的毒杀作用达到100%,对8种鳞翅目害虫均表现高抗。中国科学院遗传与发育所朱祯等将豌豆胰蛋白酶抑制剂基因与信号肽和内质网定位信号KDEL的编码序列融合,得到融合基因,其编码的融合蛋白具有富积于内质网的特性,从而大大提高了转化植株的杀虫效果。转化该基因的水稻比转化未修饰的cpti基因的植株蛋白酶活性平均高出2倍。目前利用该基因已获得了包括明恢81和明恢86等高抗二化螟鳞翅目害虫的转基因水稻植株,用其配制的杂交组合已批准进入中试。