水稻(Oryza sativa L。)是中国重要的粮食作物之一,其中有50%以上的人口以其为主要食粮。水稻在生长发育过程中,不断受到生物因素的威胁和影响。其中叶蝉、飞虱和水稻蚜虫等吸取汁液的刺吸式口器害虫不仅直接为害,还传播病毒病,严重影响水稻的高产和稳产。在生产上利用抗虫品种是最经济有效的方法之一,但受到种质资源的限制,传统育种手段在这方面很难有所突破。近10年来生物技术的飞速发展和基因工程的新进展,为创造抗性新资源提供了重要手段。已有研究表明:一些植物凝集素对叶蝉、飞虱、蚜虫等刺吸式口器的害虫有明显的抑制或致死作用。其中在转入了雪花莲外源凝集素基因的棉花和水稻中,其抗虫效果十分明显。因此,在作物抗虫育种中研究和开发植物凝集素就越来越受到人们的重视。天南星科半夏属的三叶半夏为中国特有的中草药,它能凝集多种动物的血红细胞,是一种具有重要应用潜力的凝集素。对其进行生物学抗虫鉴定的研究表明:从其中提取出来的储藏蛋白对桃蚜和棉蚜具有显著的抗虫活性,这种抗虫活性非常类似于GNA。张红宇等将PTA基因转入水稻,结果表明其纯系植株对褐飞虱的存活率和发育进度均有显著的抑制作用。 同时随着生活水平的提高和科学技术的进步,人们对稻米食用品质的要求也越来越高。稻米食用品质在很大程度上与稻米胚乳中淀粉的组成,即直链淀粉与支链淀粉的比例有关。稻米中直链淀粉含量高,食味品质差。因而水稻胚乳中直链淀粉的含量在决定稻米食用品质与蒸煮加工品质上起着重要作用,是稻米品质改良的一个重要指标。水稻胚乳中直链淀粉的合成是由蜡质基因(waxy)编码的结合在淀粉粒上的淀粉合成酶(GBSS)控制,而且该基因还控制水稻花粉和胚囊中直链淀粉的合成,是一个组织和发育特异表达的基因。随着分子生物学技术的发展,水稻蜡质基因(waxy)已被分离和克隆。这就可以通过对waxy基因的遗传操作来控制水稻中直链淀粉的合成,从而改变其在胚乳中的相对含量,达到改良稻米淀粉品质和食用品质的目的。本实验结合根癌农杆菌转化法,将构建于同一载体上的水稻反义蜡质基因(Waxy Antisense)和半夏凝集素基因(PTA)导入水稻,希望利用反义蜡质基因的干扰,降低蜡质基因的表达量,从而下调稻米胚乳中直链淀粉含量的同时也提高水稻的抗虫性。这为同时改良水稻多个性状提供了一种新的途径。本实验主要获得了以下研究结果: 1.分别以不同材料的幼胚作为遗传转化受体,获得了一批转水稻反义蜡质基因(Waxy Antisense)和半夏凝集素基因(PTA)的潮霉素抗性植株。 2.对潮霉素抗性植株的PCR检测结果表明大多数抗性植株其选择标记基因与外源目的基因共整合,少数植株只整合了选择标记基因和其中的一个目的基因,还有的个别植株只