中国农业科学｜山东农科院玉米所岳润清团队明确转基因复合抗虫耐除草剂玉米LD05的分子特征及抗性评价
虫害防控和杂草防治是我国玉米生产面临的重大瓶颈问题。利用喷施农药等化学方法来防治病虫杂草问题，虽然效果明显，但也导致抗药性、农药残留、环境恶化等一系列问题；甚至有些害虫如草地贪夜蛾幼虫常躲避叶片背部、大喇叭口心叶和果穗内部顶端，农药很难充分接触到。因此，以基因工程手段培育广谱型复合转基因抗虫耐除草剂玉米是最经济有效的方式，也是环境友好的主要途径，具有非常广阔的应用价值和市场潜力。
近期，山东省农业科学院玉米研究所岳润清团队完成的题为“转基因复合抗虫耐除草剂玉米LD05的分子特征及抗性评价”的研究在《中国农业科学》2025年第58卷7期正式发表。
该研究利用生物信息学分析设计改造获得的自主产权抗虫融合基因m2cryAb-vip3A，针对创制的新型转基因复合抗虫耐除草剂玉米LD05，选取其BC4F3、BC4F4、BC4F5代开展试验研究。利用特异性PCR和Southern blot开展基因组整合稳定性分析；利用qRT-PCR和ELISA开展表达稳定性分析；通过室内生测和田间接虫试验评价其对靶标害虫的抗性，通过田间喷施草铵膦测试其除草剂的耐受稳定性。
发掘设计出自主产权新型抗虫融合基因m2cryAb-vip3A，创制出复合抗虫耐除草剂玉米转化体LD05，其外源T-DNA以单拷贝形式整合进玉米基因组中。
M2cryAb-vip3A蛋白的结构域预测
qRT-PCR结果表明，m2cryAb-vip3A和bar在3个世代不同组织器官中均有表达，表达量变化趋势基本一致。其中，m2cryAb-vip3A在连续3个世代苗期叶中表达量最高，平均表达量为36.73，而在成熟期穗轴中表达量最低，平均表达量仅有0.91；bar与m2cryAb-vip3A表达模式相似，在苗期叶片中表达量最高，平均表达量为7.35，在拔节期以后表达量变低。
转化体LD05外源基因的表达分析
ELISA结果表明，M2CryAb-VIP3A在3个世代不同时期、不同器官中均能稳定积累，且不同世代蛋白积累量相似，其中，不同世代苗期叶中积累量最高，均高于19.67 μg·g-1FW；PAT蛋白在连续3个世代的不同组织中均能检测出较高目标蛋白的表达，且在不同世代之间表达量无明显差异，其中，在不同世代苗期叶中表达量最高，平均含量为16.61 μg·g-1FW，而在成熟期根中的积累量最低，平均含量为0.30 μg·g-1FW。
LD05外源蛋白的表达分析
室内生测结果显示，取食LD05的心叶期玉米叶片组织96 h后，玉米螟、草地贪夜蛾、黏虫的校正死亡率均达到100%，为高抗级别；花丝期接虫96 h后，玉米螟、草地贪夜蛾、棉铃虫的校正死亡率分别为100%、100%和98.67%，均为高抗级别。
LD05对靶标害虫的室内生测分析
LD05对靶标害虫的室内生测统计
田间接虫试验结果显示，LD05转化体在心叶期和花丝期对玉米螟、心叶期对黏虫，以及在花丝期对棉铃虫的抗性等级均为高抗。草铵膦耐受性试验结果表明，转基因玉米LD05能够耐受4倍草铵膦。农艺性状调查显示，转基因玉米LD05和对照郑58无差别。
综上，研发出自主产权新型抗虫融合基因m2cryAb-vip3A，创制的转基因复合抗虫耐除草剂玉米LD05分子特征清晰、遗传稳定、功能性状突出。
山东省农业科学院玉米研究所岳润清为该文的第一作者和共通信作者。
该研究获得泰山学者工程、泰山产业领军人才、山东省玉米产业技术体系（SDAIT-02-04）、山东省良种工程（2023LZGC003）、国家现代农业产业技术体系（CARS-02-09）、山东省农业科学院创新工程（CXGC2024F02）的资助。
全文链接：
引用文献：
岳润清, 李文兰, 丁照华, 孟昭东. 转基因复合抗虫耐除草剂玉米LD05的分子特征及抗性评价[J]. 中国农业科学, 2025, 58(7): 1269-1283.
YUE RunQing, LI WenLan, DING ZhaoHua, MENG ZhaoDong. Molecular Characteristics and Resistance Evaluation of Transgenic Maize LD05 with Stacked Insect and Herbicide Resistance Traits[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2025, 58(7): 1269-1283.
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