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上海交通大学教授 李大伟 电邮 daweili@sjtu.edu.cn 电话: 34204744 助教 武正华 电邮 wuzhenghua@sjtu.edu.cn 电话: 34205436. 上海交通大学通识研讨课. 基因 与 人. 9. 基因网络与生物防治:基因间的战争与和平. 抗虫基因的前世今生 – 基因网络与食物链 高效资源的获取:基因间的战争与和平 昆虫之死 – 红女王和爱丽丝的赛跑 认识世界 – 为我所用:从生物防治到 BT 转基因. 人 - 食物链的主宰. 变化的基因:基因相互作用、改变、消亡、生成. 基因. 基因. 基因. 基因.
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上海交通大学教授李大伟 电邮 daweili@sjtu.edu.cn电话:34204744 助教 武正华 电邮 wuzhenghua@sjtu.edu.cn电话:34205436 上海交通大学通识研讨课 基因与人 9.基因网络与生物防治:基因间的战争与和平 • 抗虫基因的前世今生 –基因网络与食物链 • 高效资源的获取:基因间的战争与和平 • 昆虫之死–红女王和爱丽丝的赛跑 • 认识世界 –为我所用:从生物防治到BT 转基因 1
变化的基因:基因相互作用、改变、消亡、生成变化的基因:基因相互作用、改变、消亡、生成 基因 基因 基因 基因 基因 基因 基因 基因 基因 基因 基因 繁衍 探索 基因 基因 基因 基因 基因 基因 基因 基因 基因 基因 基因 基因 基因 基因 基因 基因 基因 基因 基因 基因 基因 基因
从“立顿”袋茶农药残留到害虫的生物防治 立顿茶叶在中国完全合格: 现行国家标准:噻嗪酮的最大残留限量为 10mg/kg, “立顿” 袋茶:噻嗪酮残留最高含量为 0.3mg/kg, 欧盟标准:噻嗪酮含量最大限量为 0.05mg/kg
抗虫基因的前世今生 –食物链的逆转生物与微生物 农业害虫的生物防治:微生物和天敌 (百度) 1)利用微生物防治。常见的有应用真菌、细菌、病毒和能分泌抗生物质的抗生菌,如应用白僵菌防治马尾松毛虫(真菌),苏云金杆菌各种变种制剂防治多种林业害虫(细菌),病毒粗提液防治蜀柏毒蛾、松毛虫、泡桐大袋蛾等(病毒),5406防治苗木立枯病(放线菌)微孢子虫防治舞毒蛾等的幼虫(原生动物),泰山 1号防治天牛(线虫)。 (2)利用寄生性天敌防治。主要有寄生蜂和寄生蝇,最常见有赤眼蜂、寄生蝇防治松毛虫等多种害虫,肿腿蜂防治天牛,花角蚜小蜂防治松突圆蚧。(3)利用捕食性天敌防治。这类天敌很多,主要为食虫、食鼠的脊椎动物和捕食性节肢动物两大类。鸟类有山雀、灰喜雀、啄木鸟等捕食害虫的不同虫态。
早期生物防治 • 《南方草木状》记载了利用虫蚁防治柑橘害虫 • 《治蝗笔记》中详细地记载了陈经纶发明养鸭治虫的经过 • Berliner在1911年发现苏云金芽孢杆菌是地中海面蛾的致病菌 • 苏云金杆菌孢子和毒蛋白晶体在1920年代被广泛用于杀虫 生物防治的局限性:
抗虫转基因的前世今生:基因间的战争与和平 –从腐生到寄生 一勺土壤含有高达10亿个微生物:腐生、共生、寄生
更高效的资源获取:食物链的逆转 –微生物猎食昆虫 从食物到共生和寄生: 线虫/荧光细菌-猎食大蜡蛾 真菌寄生蝙蝠蛾幼虫:冬虫夏草 被杀死的蜡蛾幼虫体内出现荧光 线虫和荧光细菌
昆虫之死–红女王和爱丽丝的赛跑 基因对决-免疫基因和荧光菌毒蛋白基因TcA、TcB、TcC 5个荧光菌> 1000000个无毒菌 荧光细菌Tc 基因 毒蛋白昆虫死于细胞骨架凝聚 线虫-荧光细菌共生周期 毒蛋白 荧光细菌 抗菌素 消化酶
苏云金芽孢杆菌: 农业害虫的生物防治 苏云金芽孢杆菌、毒晶体、和孢子
认识世界 –为我所用:从生物防治到BT 转基因 BT转基因玉米避难区研究
Bacillus thuringiensis cry genes
Bacillus thuringiensis cry genes
Bacillus thuringiensis cry genes Spores and crystals
2、孔道形成 蛋白稳定 宿主特异性 多种Bt、多种毒蛋白、多种宿主: 进化的毒蛋白 – cry基因家族的重组进化 1、孔道形成 宿主特异性 部分蝴蝶类幼虫部分甲壳虫类 部分飞蛾类幼虫部分蚊蝇类幼虫 3、宿主特异性 受体结合 活化的Bt毒蛋白 多样性来源:毒蛋白3个区域的突变与进化
Bt 毒蛋白转基因的实现:基因重组技术、DNA导入技术、组织培养技术
《基因与人》研讨课讲演人评价表 每项分数1-5,最高5分