生物防治06转基因抗虫植物.docx
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生物防治06转基因抗虫植物
转基因抗虫植物
按美国的情况，该章应为植物农药
国务院于2001年5月颁布了《转基因生物安全管理条例》
农业转基因生物：
在2001年5月国务院颁布的《转基因生物安全管理条例》中，农业转基因生物是指利用基因工程技术改变基因组构成，用于农业生产或者农产品加工的动植物、微生物及其产品，主要包括：
（一）转基因动植物（含种子、种畜禽、水产苗种）和微生物；
（二）转基因动植物、微生物产品；
（三）转基因农产品的直接加工品；
（四）含有转基因动植物、微生物或者其产品成份的种子、种畜禽、水产苗种、农药、兽药、肥料和添加剂等产品。
转基因抗虫植物：
是基于外源杀虫基因的导入，培育成的抗虫性的植物。
虫害是制约农作物高产的重要因素，世界每年因虫害造成的损失约占农作物总产量的15%以上。
化学农药的施用在减少虫害的同时引起一系列副作用，如提高成本、污染环境、诱导害虫产生抗药性、引起次要害虫的大发生等。
通过基因工程手段培育抗虫新品种（系）可从根本上解决3R问题，对哺乳动物和一些有益昆虫不产生毒害作用，且不造成环境污染，具有广阔的应用前景。
目前全世界最常改良的性状中抗虫占第二位（24%），到1998年已商业化的6类性状中抗虫占15%。
人们已从细菌中、植物本身以及昆虫体内发现并分离到许多抗虫基因，有许多抗虫转基因植物正在进行田间试验，并有一些品种已商品化。
迄今发现并应用于提高植物抗虫性的基因主要有两类:
一类是从细菌中分离出来的抗虫基因，如苏云金杆菌毒蛋白基因（Bt基因）、异戊基转移酶基因（ipt），另一类是从植物中分离出来的抗虫基因，如蛋白酶抑制剂基因（PI基因）、淀粉酶抑制剂基因、外源凝集素基因等。
其中Bt基因和PI基因在农业上利用最广。
一、Bt杀虫晶体蛋白（Bt毒蛋白）基因
Bt杀虫晶体蛋白ICP，是单基因直接表达的产物，不同基因型所表达的产物具有显著不同的杀虫特异性。
自1981年Schnepf等克隆了苏云金芽孢杆菌的第一个ICP基因,并于1985年发表了它的DNA碱基序列及其编码蛋白的氨基酸序列起,迄今已发现和克隆了170多种ICP基因。
因此，弄清ICP基因型，对于菌株鉴定及筛选、杀虫特性的了解、杀虫谱的改良等，都具有重要意义。
90年代以来，聚合酶链式反应（PolymeraseChainReaction,PCR）技术以其快速、简便、灵敏的特点在BtICP基因的鉴定上得到了广泛应用。
本文就BtICP基因PCR鉴定的策略进行探讨，并对其进展作一回顾。
1.Bt毒蛋白的杀虫机理
Bt是苏云金杆菌Baciiusthuringiensis的简称，是一种革兰氏阳性土壤芽胞杆菌。
通过克隆技术确定Bt基因位于30~150MD大小不同的质粒上，其中毒性区间位于该序列N端29~607个编码区，C端有高度的保守性，对稳定晶体蛋白结构可能起着重要作用。
Bt杀虫活性源于芽胞形成时产生的杀虫结晶蛋白（insecticidalcrystalprotein，ICP）或苏云金杆菌毒蛋白（Bttoxicprotein），其中应用于农业生产的主要是δ内毒素。
已知δ内毒素为130~160KD的多肽，在伴孢晶体内是以原毒素（protoxin）的形式存在，经体外碱解或在昆虫肠道内被蛋白酶水解成55~70KD或更小的多肽，与敏感昆虫中肠道上皮纹缘细胞（brushbordermembrance）上的特异受体位点结合，引起并破坏纹缘膜细胞渗透压平衡，使细胞裂解，杀死昆虫。
2.Bt霉蛋白基因分类
自1901年发现苏云金杆菌以来，现已分离出4万多个Bt菌种，报道了51个血清型，50多个亚种，已克隆出60多个毒素基因。
不同基因型杀虫谱不同，毒蛋白的大小及形状也不一样。
根据杀虫谱的不同，将杀虫基因分成六大类，统称为cry基因，用罗马数字I、II、III、IV等来命名，分别代表几种杀虫范围。
在每一类型下根据氨基酸序列的同源性，又分为A，B，C等不同的基因型。
在同一基因型下根据限制性内切酶的酶谱和分子量的大小，又分为a，b，c等不同的基因亚型。
其分类如下:
cryI基因型编码对鳞翅目昆虫有毒杀作用的菱形伴孢晶体蛋白，约30~140KD，在昆虫中肠内降解为60~70KD的多肽，在cryI基因间，氨基酸同源性为82%~90%的归为cryIA;55%~71%的归为cryIA基因中，根据限制性内切酶的酶谱和分子量的大小，又分为:
cryIA（a），4.50kb;cryIA（b），5.30kb;cryIA（c），6.60kb亚类基因。
CryII基因通常编码对鳞翅目和双翅目昆虫有毒杀作用的立方体伴孢晶体蛋白，约65KD。
而cryIIB只对鳞翅目昆虫有毒性，它们之间的同源性达80%左右。
cryIII基因编码对鞘翅目昆虫有特异毒杀作用的长方形伴孢晶体，约72KD。
CryIIIA基因与cryI和cryIV基因的毒性核心5'端编码区有同源性，与3'端编码区有所不同，如果将3'端去掉，将失去杀虫活性。
CryIV基因编码对双翅目昆虫有特异毒性的椭园形伴孢晶体。
cryIVA，135KD;cryIVB，128KD;cryIVC，78KD;cryIVD，72KD，cryIVA和cryIVB基因在结构上与cryI相似，毒性核心区段为53~78KD，位于原毒素蛋白的N端。
3.Bt杀虫晶体蛋白基因的修饰、改造及应用
虽然早期的转抗虫基因植物或多或少都对昆虫有些抗性，但杀虫蛋白在植株上的表达量很低（占全部可溶性蛋白的0.001%以下），抗虫效果不理想。
其主要原因是目前使用的杀虫晶体蛋白大多来源于细菌，与高等植物结构基因正常的DNA序列相比，Bt基因含有较多的AT碱基和ATTTA重复序列。
AT富含区在高等植物中被认为是不能表达的内含子，ATTTA重复序列的mRNA的稳定性差，二者都不能在高等植物中编码。
此外，Bt基因中的偏爱密码子与植物中的不同，以及其中存在的一些不稳定元件如poly（A）信号序列、切割序列、终止序列等都直接影响着Bt基因在植物中的mRNA特性。
为此，Monsanto公司从两条途径对原基因进行了改造。
第一条途径是改进Ti质粒转化载体的启动子，加入带有SV40复制增强子区的35S启动子或重复的强化表达区（duplicatedenhancedregion），发现改建后的载体表达量比原先提高了5~10倍（Perlak等，1990）。
第二条途径是根据植物偏爱的密码子对野生型（WT）Bt基因cryIA（b）进行部分改造或人工全合成，Perlak等对WTcryIA（b）AT富含区进行点突变，改变其中63个碱基对，AT含量由63%下降至59%，而ATTTA重复序列也从13个减少至7个，部分改造后的基因称为PMcryIA（b）。
PMcryIA（b）基因在转化的烟草和番茄中的表达量为1~l0ng/50ug植物可溶总蛋白，比WTcryIA（b）在转基因植物中的表达量（<1ng/50ug）提高了10倍。
进一步在不改变编码的氨基酸序列的前提下，几乎更换掉WT基因中的所有不稳定元件，同时尽可能将其中的密码子换成植物优化密码子，AT含量下降至51%，去掉所有ATTTA序列。
全合成的基因称为FncryIA（b）用其转化烟草番茄，10%以上的转化植株表达量达30-100n/50ug植物可溶总蛋白，最高的可达100－150ng/50ug，比WtcryIA（b）的表达量提高50－100倍，表现较强的杀虫效果。
近年来人们在Ｂt杀虫晶体蛋白基因的修饰与改造、表达载体的构建、植物组织化、抗虫植物的培育等方面作了大量工作（Krattiger,1997）。
我国也从1991年起开始了ＢtcryIA杀虫基因的部分改造或全合成，并导入棉花、烟草、甘蓝等25种以上植物获得成功。
目前全世界已获得50多种不同的抗虫转基因植物，技术趋向成熟，成果向商品化、实用化阶段深入，并开展大规模的田间推广试验。
从1995年起，cryIA类转基因玉米、棉花和马铃薯已商品化，性状有单基因的抗玉米螟、抗棉铃虫和抗马铃薯甲虫，还有玉米和棉花的多基因抗虫＋抗除草剂必状（表1）。
表1 转Bt基因植物
工程植物
Engineeringplants
目的基因
Targetgene
转化方法
Transformationmethod
参考文献
Reference
烟草
Tobacco
CryIA（a）（抗烟草天蛾）
CryIA（b）（抗烟草天蛾）
CryIA（c）（抗烟草青虫）
Bt（获纯合体株系Ｄ8-14，Ｄ19-8）
CryIA（b）（切去3’端，留640序列）
农杆菌介导
农杆菌介导
农杆菌介导
农杆菌介导
农杆菌介导
Barton等 1987
Vacek等 1987
田颖川等 1991
李太元等 1994
Fischhott等 1987
番茄
Tomato
CryIA（b）（抗口科鳞翅目）
Bt（抗番茄果虫，番茄蠹蛾）
CryIa（b）（减少Ａ＋Ｔ含量）
Bt+CMV-CP
农杆菌介导
农杆菌介导
农杆菌介导
农杆菌介导
Delannay等 1989
Smith等 1990
Perlak等 1991
梁小友等 1994
马铃薯
Potato
CryIIIA
CryIIIA
CryIA（c）
农杆菌介导
农杆菌介导
农杆菌介导
Cheng等 1992
Oerlak 1993
Ebora 1994
棉花
Cotton
Bt（转原生质体）
Bt（下胚轴NPT II Kan’）
Bt
农杆菌介导
农杆菌介导
农杆菌介导
El-Hiateny等1990
Umbeck等 1991
Benedict等 1992
粳稻
Japonicarice
CryIA（抗稻纵叶卷螟）
电击法（原生质体）
Fujimoto等 1993
水稻
Rice
Bt
CryIA（b）（未见抗虫性报道）
CryIA（b）
CryIA（b） CryIA（c）
ＰＥＧ法（ＰＢＩ121）
花粉管通道法
基因枪法（胚性愈伤）
农杆菌介导
杨虹等 1989
谢道昕等 1991
许新萍等 1997
成雄鹰 1998
籼稻
Indicarice
CryIA（b）
基因枪法
Wunnj等 1996
籼稻和粳稻
Indicaand
Japonicarice
CryIA（b）（三化螟）
基因枪法
Datta等 1998
玉米
Maize
CryIA（b）
Bt、bar
Bt
Bt
基因枪法
子房注射
超声波
基因枪法
Koziel等 1993
丁群星等 1993
张宏等 1993
王国英等 1993
大豆
Soybean
Bt（未见杀虫效果报道）
Bt
农杆菌介导（LBA4404）
侵染子叶节
Parrott等 1994
徐香玲等 1997
苹果
Apple
Bt
农杆菌介导
程家胜等 1994
甘蔗
Sugarcane
CryIA（c）（抗非洲蔗螟）
农杆菌介导
Fitch等 1996
二、蛋白酶抑制剂基因（PI基因）
PI是自然界最为丰富的蛋白质之一，存在于绝大多数生物体尤其是许多植物的贮藏器官，如种子和块茎中，是一类天然的抗虫物质，与前述苏云金杆菌相比，具有抗虫谱广、对人畜无副作用及昆虫不易产生耐受性等优点（Gatehouse,1988）。
在植物界，现已发现近10个蛋白酶抑制剂家族，与抗虫基因工程关系最密切、研究最深入的是丝氨酸蛋白酶抑制剂，基中最主要的是胰蛋白酶抑制剂。
因为绝大多数昆虫所利用的正是这一类消化酶，而植物细胞基本没有这种酶，或含量甚微。
PI同昆虫消化道内的蛋白消化酶形成复合物，阻断或削弱蛋白酶的水解形成复合物，阻断或削弱蛋白酶的水解作用，使昆虫厌食或消化不良致死，从而达到抗虫目的。
目前已从豇豆、马铃薯、番茄、大豆、玉米等植物中分离纯化出多种蛋白酶抑制剂基因或cDNA克隆。
主要有豇豆胰蛋白酶抑制剂基因（CpTI基因）、马铃薯胰蛋白酶抑制剂基因（PTI基因）、玉米半胱氨酸蛋白酶抑制剂基因（CPI基因）以及大豆Kunitz型胰蛋白酶抑制剂基因（SKTI基因）等。
比较不同来源的各种蛋白酶抑制剂，发现CpTI抗虫效果较为理想，其抗虫范围广，对鳞翅目、鞘翅目、直翅目等几乎所有昆虫都有杀伤作用，而且其作用位点在酶的活性中心，突变的可能性小，昆虫产生抗性突变的可能性几乎没有，目前已应用于抗虫烟草、水稻、大豆，但由于其表达能力不够强，应用暂时受到限制。
1997年高越峰、朱祯等人从未成熟的大豆子叶中分离出SKTI基因，为多基因家族，可抑制不同来源的胰蛋白酶活性，尤其对鳞翅目昆虫有较强抑制作用，且SKTI对胰蛋白酶活性的抑制能力明显高于CpTI，显示出较好的应用前景。
表2列出蛋白酶抑制剂基因主要应用实例。
表2 转蛋白酶抑制剂基因植物
工程植物
Engineeringplants
目的基因
Targetgene
转化方法
Transformationmethod
参考文献
Reference
烟草
Tobacco
水稻
Rice
CpTI
PTI
CpTI
SKTI（抗棉铃虫）
CpTI（抗二化螟、三化螟）
CPI（抗线虫）
CPI（抗玉米象）
农杆菌介导
农杆菌介导
农杆菌介导
农杆菌介导
直接转化
基因枪法
基因枪法
Hilder等 1987
Thornburg等 1987
刘春明等 1992
高越峰等 1998
莽克强等 1993
Vain等 1994
Kentaro等 1996
三、抗虫基因工程潜在的问题、解决途径及展望
伴随抗虫基因工程进展，其在应用方面潜在的问题也日益显露。
首先是昆虫对Bt毒蛋白产生抗性的问题。
原因之一：
根据Bt毒蛋白的杀虫机理，在长期选择压力下，昆虫纹缘膜细胞上的受体位点会发生改变，使晶体蛋白不能与纹缘膜细胞上的受体位点结合，失去毒杀作用，结果昆虫就产生抗生。
为此，可以采取以下策略，
（1）将不同杀虫机理的杀虫蛋白基因;如具有广谱抗虫特点的CpTI基因以及其他多肽毒素基因结合Bt基因转化植物来抑制昆虫产生抗性。
（2）采用诱导型或组织特异性表达的启动子与Bt毒蛋白基因构成嵌合基因，获得特异性表达的抗虫品种。
使Bt基因只在害虫侵害时或者只在植物易受害虫侵害的部位或者只在一定的条件下（如化学调节剂）高效表达，以减少耐受性昆虫的发展。
（3）把高剂量表达的转基因植物与非转基因植物混合播种，使在Bt植株上具有纯合抗性基因的抗性昆虫与非转基因植物内易感昆虫交配，它们的后代成为杂合体，这样可以去除昆虫产生的抗性基因，防止抗性等位基因在昆虫群体中固定。
原因之二：
Bt毒蛋白的抗虫谱较窄，某一特定的毒蛋白只对某一种或几种害虫具有毒杀作用，害虫易对其产生抗性。
对此可同时使用两个以上的Bt毒蛋白基因转化植物。
不同的Bt毒蛋白，根据与竺定昆虫中肠纹缘膜细胞不同受体位点的结合程度，分为竞争性结合（competitivelybinding）和非竞争性结合（noncompetitivelybinding）蛋白，如果两种晶体蛋白竞争结合昆虫中肠全部受体位点，就称为竞争性结合毒蛋白;如果与第一种毒蛋白结合的受体中有一个或多个不为第二种蛋白所竞争，反之亦然，那么，对该昆虫来说，这两上毒蛋白都是非竞争的。
将编码非竞争性结合毒蛋白的2个或2个以上基因同时导入植物，能在很大程度上延缓害虫所产生的抗性。
第二个问题是目前Bt毒蛋白基因在转基因植物体中的表达水平普遍较低，存在基因“沉默”和甲基化现象，不能有效地毒杀害虫。
基因沉默与目的基因在受体植物中的甲基化状况、拷贝数、插入受体染色体位点及是否与受体植物中有同源基因等因素有关。
目前主要采取以下措施来克服基因沉默现象；
（1）避免多拷贝外源基因整合到受体基因组中，如利用Ac/Ds转化载体、双元细菌人造染色体载体、构建核基质支架附着区载体系统。
（2）用具有特殊功能的启动子与增强子调控。
（3）在有性世代后代中筛选单拷贝转基因个体。
（4）继续深入研究DNA的空间结构以及各种调控因子和环境因子对转基因的影响。
Jaquet等分析至少有三种因素影响杀虫活性:
毒素的来源、晶体的溶解性和昆虫对毒素的内在敏感性，昆虫对毒素的 内在敏感性至少还与中肠液pH、蛋白酶活性和毒素受体的类型、数量有关。
Bt毒蛋白有134个亚类，它们一级结构的差异以及昆虫中肠上皮细胞上的受体是影响杀虫晶体蛋白毒力和杀虫特异性的两个重要因素。
随着转基因沉默机理研究的不断深入，这种现象最终必将会得到克服。
抗虫植物基因工程是一项应用性极强的研究，它使短时间内培育出抗虫品种成为可能。
同时正在进行田间试验的性状中，多基因抗虫性状也屡次出现，将Bt基因、特殊的抗病基因、抗除草剂基因及优良品质基因集聚于同一品种。
相信不久的将来，会有越来越多的多基因抗虫品种问世。
杀虫晶体蛋白的来源：
InsecticidalCrystalProtein,简称ICPs
Bt是苏云金芽孢杆菌的简称，是一种广泛存在于土壤中的革兰氏阳性菌，于1901年，由Ishwata在受害的家蚕中发现的，命名为猝倒杆菌，但当时没有保存下来。
1909年，Berliner从德国苏云金的地中海粉螟中重新分离到Bt，并正式定名为苏云金杆菌，从20世纪20年代起，Bt开始大规模生产，并被用来防治欧洲玉米螟，但直到1950年，人们才了解到Bt的杀虫活性是定位在芽孢形成时产生的晶体蛋白所决定。
由于这些蛋白具有杀虫活性，故被称为杀虫晶体蛋白，或δ—内毒素。
编码基因称为Cry基因。
1981年，Sunepf等人首次成功地克隆了第一个编码Bt杀虫晶体蛋白的基因，解开了利用基因工程培育抗虫植物的序幕，迄今为止，已先后分离出4万多个Bt菌株，68个亚种，对45个杀虫晶体蛋白基因序列进行了分离测定，Bt基因已被成功地导入玉米、棉花、马铃薯等各种植物，获得了一大批具良好抗虫性的转基因植物品种和种质资源，产生了显著的社会经济效益，目前Bt已成为植物基因工程及转基因育种中应用最广泛、最具潜力和应用前景的抗虫基因。
编码杀虫晶体蛋白ICP的基因称为Cry基因。
2.蛋白酶抑制剂基因
蛋白酶抑制剂（ProteinaseInhibitor,PI）存在于自然界所有生命中的多种蛋白中。
在植物的大多数储藏器官如种子和块茎中，各种蛋白酶抑制剂的含量可占总蛋白的1-10%，有些可达30%。
迄今已在植物中发现有3类蛋白酶抑制剂：
丝氨酸酶抑制剂、巯基蛋白酶抑制剂和金属蛋白酶抑制剂。
对丝氨酸类蛋白酶抑制剂的了解最深入，此类蛋白酶主要是针对消化道内PH值为中性或碱性的害虫种类，如大部分鳞翅目、直翅目、双翅目、膜翅目及某些鞘翅目昆虫，以上昆虫所利用的蛋白酶为丝氨酸蛋白消化酶。
巯基蛋白酶抑制剂主要针对消化道内PH为酸性的昆虫，如大部分鞘翅目昆虫。
金属蛋白酶抑制剂研究较少，而且对昆虫的生长作用不大。
目前在已克隆的多种蛋白酶抑制剂基因及cDNA（以mRNA反转录成）中，表现较好并显示具有良好的抗虫性能的有3种，即豇豆胰蛋白酶抑制剂基因，马铃薯蛋白酶抑制剂Ⅱ基因及水稻巯基蛋白酶抑制剂基因。
豇豆胰蛋白酶抑制剂基因：
在棉花转基因抗虫植株中，最重要和最具有应用前景的是豇豆胰蛋白酶抑制及基因CPTI。
CPTI基因是从豇豆品种TV2027中分离克隆出来的，它表达所产生的豇豆胰蛋白酶抑制因子能抑制昆虫所必须的消化酶的生物活性，使昆虫的生化代谢过程紊乱，引起昆虫不正常发育或由于缺少必须的氨基酸而“饿死”。
与Bt相比，CPTI具有光谱抗虫性，抗虫谱覆盖许多农业害虫如鳞翅目、鞘翅目及直翅目的某些害虫。
现国内已成功地将CPTI转入棉花中获得有明显的抗棉铃虫的棉花品种。
马铃薯蛋白酶抑制剂-Ⅱ基因：
它是一类损伤诱导型表达的基因产物。
国外研究报道，当马铃薯或番茄在受到害虫攻击或机械损伤时，叶组织中便可产生一系列的蛋白酶产物，具重要成份是丝氨酸蛋白酶抑制剂。
PI-Ⅱ的作用机制主要是抑制消化酶为胰蛋白酶种类的昆虫。
另外PⅠ-Ⅱ基因的启动子对启动调控外源抗虫基因很有作用，可使作物在受到害虫攻击时进行表达以完成防御目的，因而更为经济和有效。
水稻巯基蛋白酶抑制剂基因：
巯基蛋白酶抑制剂的抗虫谱与CPTI的抗虫谱互补，它的基因可抑制谷盗米昆虫的消化酶，对昆虫的杀虫作用明显。
3其它种类的抑制基因
淀粉酶抑制剂：
能普遍抑制昆虫体内的α—淀粉酶的活性，其作用机理是抑制昆虫消化道内α—淀粉酶的活性，使食入的淀粉无法水解，阻断其主要能源来源。
同时抑制剂与淀粉消化酶结合成酶—抑制剂复合物，也后刺激昆虫的消化腺大量分泌消化酶，通过神经系统的反馈，使昆虫产生厌食反应，最后导致非正常发育或死亡。
外源凝集素基因：
是自然界广泛存在与分布的一组蛋白质，是能特异的识别并可逆地结合糖类复合物的糖基部分而不改变被识别糖基的共价价构的一类非免疫性球蛋白。
目前已从豌豆、雪花莲等植物中分离出数种凝集素，而且较成功地导入植物中，并获得抗虫性能。
外源凝集素主要储藏于植物细胞的蛋白粒子中，一旦被害虫取食，就会在昆虫的消化道中释放，并与肠道围食膜上的糖蛋白相结合，影响营养物质的正常吸收。
凝集素可以单独或与其它抗虫基因同时转入植物中，有协同抗虫的作用，由于其抗虫能力强，对人畜副作用小，也是植物抗虫基因工程中较有前途的一种。
二、外源抗虫基因的导入
基于DNA重组技术，抗虫基因＋质粒载体—重组DNA分子，然后转化植物
1.农杆菌导入法
较早的所有试验使用此方法，它是基于土壤脓杆菌的转化系统。
农杆菌中含有天然基因载体Ti质粒，Ti质粒是土壤微生物根癌农杆菌中的天然质粒。
通过伤口，这种菌可以侵染双子叶植物，最终导致植物伤口组织的增生形成冠瘿瘤。
试验中用的是经过改造的Ti质粒。
先将外源抗虫基因连接到Ti质粒上，转化农杆菌，再利用农杆菌进行植物细胞的转化。
叶盘法是一种简单易行的植物细胞转化、选择与再生的方法。
做法是先将实验材料如烟草的叶子表面进行消毒，再有消毒过的不锈钢打孔器从叶子上取下小片，即叶盘。
为了对叶盘进行接种处理，需将它放在农杆菌培养液中浸泡，然后用滤纸吸干，将叶盘在培养基上培养经过一定时间后，叶盘周围会长出愈伤组织并分化出幼苗。
对这些幼苗进一步检测，可以确定它们是否含外源基因以及外源基因是否表达。
这种方法适用于能被农杆菌感染并能从离体叶盘上形成愈伤组织再生成株的植物。
是双子叶植物基因导入的主要手段。
最早的研究是抗虫的烟草：
比利时的植物遗传系统NV公司的科学家，通过Ti质粒转移苏云金杆菌的δ—内毒素基因到烟草中，使烟草植株产生了对鳞翅目害虫的抗性，毒素基因在烟草内得到了表达，产生了毒素。
在温室试验中，所有与改良植株接触的幼虫在一周内全部死亡，而在对照株上，死亡幼虫只占5%，在另一组试验中，与改良株接触的幼虫在5天内死亡，它们对植株叶片的危害很小；未改良的植株与幼虫接触后的4-7天受到严重危害，在10-15天后被完全吃光。
毒素是很有效的。
研究表明，在植株内产生的毒素量与在苏云金杆菌中产生的量近乎相等。
此外，美国农业遗传学公司也使—内毒速度基因在植物中得到表达。
抗虫棉：
将带有Bt晶体毒素基因的质粒，导入到棉花中，如基因表达，即棉花植株中有杀虫毒素产生。
就获得了抗虫棉。
2.基因枪技术
这是美国康奈尔大
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