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棉铃虫(Helicoverpa armigera Hubner)属于鳞翅目夜蛾科，在世界各地广泛分布，是棉花生产最严重的害虫之一。20世纪80、90年代，棉铃虫在全世界主要产棉区大面积暴发，导致棉花严重减产，造成巨大的经济损失。经过20多年的研究和生产应用，转Bt基因抗虫棉取得了巨大的生态和经济效益。然而随着抗虫棉的大面积种植，在高生态选择压作用下，棉铃虫对抗虫基因产生抗性的风险也逐渐增加。通过对Bt蛋白的杀虫机理研究发现，转单一Bt基因棉花的大面积推广应用容易导致昆虫产生抗性。因此，通过发掘不同杀虫机理的Bt基因，创制含有不同杀虫机理复合抗虫棉花新材料，已经成为当前抗虫棉花基因工程的研究热点。转复合抗虫基因棉花，不仅可以提高杀虫效率，而且可有效地避免或延迟昆虫的抗性发生。cry2Ah2，cry2Ab4，vip3Aa11是从苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis，Bt)中克隆到的3个新型Bt晶体蛋白杀虫基因。其中Cry2Ah2和Cry2Ab4是在孢子形成期产生的杀虫晶体蛋白(Insecticidal crystalproteins，ICPs)，对鳞翅目、双翅目、鞘翅目等多种昆虫具有毒杀功能。Vip3Aa11是一种营养期杀虫蛋白（Vegetative insecticidal proteins，VIPs），对棉铃虫、小地老虎等一系列鳞翅目害虫均有较高的毒性作用。 本研究依据棉花遗传密码子偏好性，对cry2Ah2，cry2Ab4，vip3Aa11基因进行了密码子优化改造，改造后的三个基因克隆到pGBI121植物表达载体，构建成pGBI-cry2Ah2(35S∷cry2Ah2:Nos)、pGBI-cry2Ab4(35S∷cry2Ab4:Nos)和pGBI-vip3Aa11(35S∷vip3Aa11: Nos)单基因表达载体。农杆菌介导法转化烟草NC89（Nicotiana tabacum L.）后，分别获得30株转cry2Ah2基因阳性烟草植株，33株转cry2Ab4基因阳性烟草植株，40株转vip3Aa11基因阳性烟草植株。荧光定量PCR结果表明，三个抗虫基因的阳性转基因烟草植株均能稳定地高水平地表达外源抗虫基因，我们分别选取了表达水平较高的转基因植株进行Southern blot检测，三个基因已经整合到烟草基因组中，其中转cry2Ah2基因烟草进一步通过Western blot实验在蛋白水平验证了其表达。生物活性检测结果表明，用转cry2Ah2，cry2Ab4，vip3Aa11基因烟草叶片分别饲喂初孵棉铃虫幼虫，4天后幼虫校正死亡率分别在86.59％，86.51％和87.70％以上，均达到高抗水平，其中，转vip3Aa11植株抗虫效果优于转cry2Ah2和cry2Ab4植株，转cry2Ah2与cry2Ab4基因植株抗虫水平相当。这一结果表明cry2Ah2，cry2Ab4，vip3Aa11三个基因为现有抗虫棉的深化研究提供了新的抗性基因源。 本研究证实了3个基因均可以在模式植物中高水平表达，并使转基因烟草具有高抗虫性，是防治棉铃虫等害虫的新型候选抗虫基因，可将其转入棉花等作物，用于培育新一代的转基因抗虫作物新品种。