转双抗虫基因741杨对杨扇舟蛾幼虫的致死规律研究

[目的]揭示转双抗虫基因741扬对杨扇舟蛾幼虫的致死效应规律。[方法]用转基因741杨不同系号在室内饲养杨扇舟蛾幼虫,研究取食转基因741杨不同发育天数、不同龄期以及不同世代的杨扇舟蛾幼虫死亡率。[结果]转基因741杨对不同发育天数、不同龄期的杨扇舟蛾幼虫均有一定的致死效应,但随着幼虫的生长发育,致死效应降低。发育天数少、低龄幼虫的死亡率高,发育天数多、高龄幼虫的死亡率低。转基因741杨对取食2代的杨扇舟蛾幼虫也具有一定的致死效应,且高于取食1代的杨扇舟蛾幼虫。[结论]在一定的时间内,随着幼虫的发育,取食时间的延长,杨扇舟蛾幼虫对转基因741杨抗虫性的抵抗力增强且逐渐适应,但随着取食代数的增加,致死效应则加强;转基因741杨对杨扇舟蛾幼虫的抗性具有持续性：     

转双抗虫基因741杨对杨扇舟蛾幼虫生长发育的抑制规律?

用转基因741杨叶片饲养杨扇舟蛾幼虫,观察记录幼虫的死亡、蜕皮情况以及各龄幼虫的体重,研究转基因741杨对靶标害虫生长发育的抑制规律。研究结果表明：取食转基因741杨后杨扇舟蛾幼虫的生长发育不良,表现为发育进度减慢、发育历期延长、体重增长速率降低。且对不同龄期开始饲养的幼虫和取食不同世代的幼虫抑制作用不同,从低龄开始饲养的幼虫生长发育受到的抑制作用强于从高龄开始饲养的幼虫。对取食2代的幼虫抑制作用强于取食1代的幼虫,转基因741杨对杨扇舟蛾幼虫生长发育的抑制作用具有持续性。     

转基因741杨抗虫性的变化规律研究

用离体的转双抗虫基因741杨不同叶位的叶片在室内群体饲养杨扇舟蛾幼虫,定期观察其死亡和蜕皮情况.其结果表明转双抗虫基因741杨对杨扇舟蛾幼虫有良好的抗性,并呈现一定的规律,老叶和嫩叶的抗虫性要高于介于二者之间叶片的抗虫性;对不同龄期幼虫的毒杀作用不同,对存活幼虫的生长发育有抑制作用.表现为取食嫩叶和老叶幼虫的死亡率高于取食中间叶片幼虫的死亡率;低龄幼虫的死亡率最高,随着虫龄的增加幼虫的死亡率降低;幼虫的龄期相对延长.     

转双抗虫基因741杨对靶标害虫主要解毒酶和乙酰胆碱酯酶的影响

用不同系号转基因741杨叶片饲养杨扇舟蛾、舞毒蛾和美国白蛾4～6龄幼虫,测定其中肠重要的两种解毒酶和乙酰胆碱酯酶比活力,研究转基因741杨对靶标害虫生理代谢的影响。结果表明,转基因741杨显著抑制了羧酸酯酶、谷胱苷肽-S-转移酶和乙酰胆碱酯酶的比活力,其中PB11和PB29的抑制作用达到了极显著水平,与转基因741杨抗虫性的生测结果一致。转基因741杨对靶标害虫解毒酶和乙酰胆碱酯酶比活力的抑制作用是其抗虫性的生理机制之一。     

转基因741杨抗虫性研究

采用群体和单体饲养的方法，用转双抗虫基因741杨叶片饲养舞毒蛾和美国白蛾幼虫，测定其死亡率、各龄期的发育速率、体重增加速率和取食效率。结果表明：4个转双抗虫基因的741杨株系对舞毒蛾和美国白蛾均有明显抗虫效果，主要表现为对低龄幼虫的毒杀作用和对高龄幼虫生长发育的抑制作用。用转抗虫基因杨树叶片饲养的昆虫幼虫死亡率均高于对照，最高可达100％，而且，可导致存活幼虫的不正常的发育，使其发育历期明显延迟，发育速率、体重增加速率和取食增长率均显著降低。     

取食转双抗虫基因741杨的白杨毛蚜对异色瓢虫幼虫生长存活和发育的影响

室内以单头饲养的方法,比较了取食转双抗虫基因741杨(以下简称转基因741杨)中抗Pb17,高抗Pb29和对照741杨的白杨毛蚜对异色瓢虫幼虫存活和发育的影响。结果表明:与对照741杨相比,取食中抗Pb17和高抗Pb29的白杨毛蚜都对异色瓢虫的幼虫死亡率和蛹期死亡率没有显著的影响;对各个的发育历期影响不显著,但都显著的降低了异色瓢虫蛹期的发育时间;对成虫的体重、性比和羽化率没有影响。取食中抗Pb17与高抗Pb29和对照741杨上白杨毛蚜的异色瓢虫的生存曲线变化趋势相近。     

Bt蛋白对杨扇舟蛾连续世代存活与发育的影响

旨在探讨杨扇舟蛾(Clostera anachoreta)在BtCry1Ac杀虫蛋白处理后耐药性的产生及形成规律。以转基因‘741’杨高抗品系‘Pb29’叶片及浸泡不同梯度Cry1Ac杀虫蛋白原毒素的‘741’杨树叶片对杨扇舟蛾存活和生长发育进行室内生测,分析3代幼虫存活与发育趋势。结果表明:(1)高质量浓度Bt对低龄幼虫有着较强的毒杀作用,且致死效果随着代数延长没有明显减弱;幼虫对低质量浓度Bt及转基因Pb29杨耐受性提高,死亡速度减慢,校正死亡率降低。(2)幼虫取食Bt叶片后发育受到抑制,第1代和第2代历期较对照组明显延长,停止胁迫后对老龄幼虫龄期影响不明显。(3)Bt能显著降低蛹质量,但随着代数延长而逐渐回升,且亚致死剂量增幅最高。随着杨扇舟蛾的世代延续,Cry1Ac蛋白对其致死效果和抑制发育能力逐渐降低,存在杨扇舟蛾世代种群对转Bt植物耐受性累积发展的风险。     

转基因741林中杨扇舟蛾实验种群生命表研究

通过在转基因741杨林中,对靶标害虫杨扇舟蛾Clostera anachoreta Fabricius种群生命表的比较研究,证明了转基因741杨林中杨扇舟蛾的世代存活率与对照相比显著降低,种群趋势指数降低了13.43～19.26倍,表明转基因杨可以减少靶标害虫的自然种群数量.经存活曲线分析得知杨扇舟蛾种群的个体死亡主要发生在幼龄幼虫期,特别是对1～2龄幼虫的致死能力更为明显.经过对转基因741杨林中杨扇舟蛾各死亡因子的致死力比较分析可知:由毒蛋白直接引起的食物和环境共同作用、病菌致死以及间接引起的化蛹死亡率升高的最为明显.     

不同取食经历的棉铃虫幼虫对糖和肌醇的味觉电生理反应

利用单感受器记录技术测定了不同取食经历的棉铃虫幼虫对糖和肌醇的电生理反应,以分析昆虫味觉细胞的可塑性.研究结果表明,(1)连续多代取食含量约39 mmol.L-1蔗糖的标准人工饲料的棉铃虫幼虫下颚中栓锥感器和侧栓锥感器对阿拉伯糖、海藻糖、麦芽糖、葡萄糖和蔗糖均产生明显的脉冲反应,但中栓锥感器对海藻糖和葡萄糖的反应频率显著高于侧栓锥感器,表明中栓锥感器内存在海藻糖和葡萄糖敏感细胞.(2)直接从田间采集的野生棉铃虫幼虫中栓锥感器对阿拉伯糖、麦芽糖、葡萄糖、蔗糖和肌醇脉冲反应的反应频率显著高于室内种群的反应频率,但2种群对海藻糖的反应频率没有显著差异,表明幼虫对海藻糖的反应机制不同于对蔗糖、肌醇和其他糖的反应机制.(3)连续多代取食标准人工饲料的棉铃虫幼虫中栓椎感器对阿拉伯糖、麦芽糖、葡萄糖、蔗糖和肌醇的电生理反应被抑制,但是当下一代幼虫取食不含蔗糖的人工饲料后,幼虫对这4种糖的反应频率恢复到野生种群的水平,而对肌醇的反应强度继续被抑制,表明幼虫对肌醇的反应机制不同于对阿拉伯糖、麦芽糖、葡萄糖和蔗糖的反应机制.这些结果表明幼虫前期取食经历能够显著影响后代对不同糖及肌醇的电生理反应,但是不同糖之间、糖与肌醇之间的反应机制存在差异.     

区组混栽转基因杨树林节肢动物群落结构研究

为了研究混栽模式下转基因杨树抗虫性的变化规律,本研究采用随机取样的方法,对河北省保定市大激店区组混栽模式下不同株系的转基因741杨试验林进行了节肢动物群落调查,初步分析了其群落组成和结构。结果表明:区组混栽中转基因741杨不同株系的节肢动物种类组成基本一致,其群落多样性、均匀性均高于对照杨树,优势集中性均低于对照杨树,稳定性较好。混栽转基因741杨林内的优势种在不同株系上发生趋势基本一致,且在对照杨树上虫口数量较高。     

转双抗虫基因741杨不同栽培模式对节肢动物群落结构的影响

运用群落生态学原理和方法,研究了转双抗虫基因741杨不同栽培模式对节肢动物群落的结构和组成影响。结果表明:不同抗虫株系树种混交程度越高,节肢动物物种越丰富,多样性程度越高,其对于环境的变化或来自群落内部种群波动的缓冲能力越强。高抗虫、中等抗虫株系与对照带状混交Ⅲ栽培模式,节肢动物群落的生态效应及稳定性较好。     

Additive insect-resistant effects of transgenic triploid Chinese white poplar against Clostera anachoreta

Two generations of Clostera anachoreta (Fabricius) larvae were fed continuously with leaves of selected clones of transgenic (Bt + API) triploid Chinese white poplar in order to evaluate additive insect-resistant effects of transgenic triploid Chinese white poplar. When the two generations were subcultured with the high and medium level insect-resistant transgenic poplar, the high and medium level insect-resistant transgenic poplar manifested its obvious additive resistance to C. anachoreta (Fabricius), with higher mortality of the second generation C. anachoreta (Fabricius) larvae and longer larvae growth period of the second generation than those of the first generation. Furthermore, the weight of pupa and the fecundity of the second generation were lower than those of the first generation. However, there was no significant difference between both generations when subcultured with low level insect-resistant transgenic poplar. These results implied that the population of C. anachoreta (Fabricius) would decline gradually to under the economic threshold even when planting the medium level insect-resistant transgenic poplars in the environment.     

转双抗虫基因741杨节肢动物群落生态安全性评价 --转基因741杨对节肢动物群落空间结构的影响

应用群落抽样调查方法,在田间试验林,调查比较研究了转双抗虫基因741杨不同抗虫株系节肢动物群落的垂直结构和组成,发现转基因植株和土壤节肢动物亚群落对抗虫基因的灵敏性较高,且优于对照741杨。其中高抗虫741杨植株亚群落结构较为合理。而土壤节肢动物群落则以中等抗虫株系为好。转双抗虫基因741杨地表层和灌草层节肢动物群落多样性、均匀度指数高,优势集中性指数低,稳定性较强,且3个转双抗虫基因741杨株系群落之间差异不大。综合分析表明,转双抗虫基因741杨对节肢动物群落垂直结构具有一定的正面效应。     

转基因741杨林节肢动物群落结构的研究

研究了不同抗虫性的转基因 74 1杨节肢动物群落的组成结构及节肢动物群落、害虫亚群落、天敌亚群落的丰富度、优势度、均匀度和多样性指数 ,并对不同抗虫性转基因 74 1杨的节肢动物群落进行相似性分析 .结果表明 ,转基因74 1杨能明显降低群落中食叶害虫的数量 ,同时 ,使群落中食叶害虫优势种的优势度降低 .随抗虫性的增强 ,害虫亚群落的多样性指数和均匀度有不同程度的增高 .不同抗性的转基因 74 1杨 ,抗性越强所形成的节肢动物群落与未转基因节肢动物群落的相似性越低 .     

转双抗三倍体毛白杨对舞毒蛾幼虫中肠解毒酶的影响

[目的]为转基因植物的合理利用提供理论依据。[方法]以转Bt基因和慈姑蛋白酶抑制剂基因三倍体毛白杨叶片喂4～5龄舞毒蛾幼虫,对其中肠几种重要解毒酶的活性进行了测定。[结果]幼虫中肠酯酶的比活力变化是先升高后降低,24 h后达到高峰,而在48 h后,比活力明显下降;谷胱甘肽-S-转移酶的比活力是一直在升高。取食抗虫杨Pb1、Pb33和Pb47叶片48 h后的舞毒蛾幼虫中肠酯酶的比活力分别为取食CK幼虫酯酶比活力的62.9%、70.7%和74.5%;24 h后的幼虫中肠谷胱甘肽-S-转移酶的比活力分别比取食CK幼虫谷胱甘肽-S-转移酶比活力下降了25.7%、27.7%和17.9%。[结论]导致幼虫中肠解毒酶活性的改变可能是转基因叶片毒杀害虫的作用机制之一。     

导入抗逆基因的转双抗虫基因741杨的获得

为培育更多抗非生物胁迫的转基因杨树,以转双抗虫基因741杨(P.alba×(P.davidaiana×P.sirnonii)×P.tomentosa)为材料,建立了叶片诱导的转双抗虫基因741杨的高频再生体系,并采用根癌农杆菌介导法,探索了影响其遗传转化效率的主要因子。结果表明:最佳不定芽诱导培养基为MS+1.0 mg/L 6-BA+0.1 mg/L IBA;继代培养基为MS+0.5 mg/L 6-BA+0.05 mg/L IBA,最佳生根培养基为1/2MS+0.05 mg/L IBA。对影响转化因子的研究结果表明,共培养时间为3 d时,不定芽诱导率最高;共培养培养基加入乙酰丁香酮、pH值调到5.2时,诱导潮霉素抗性芽效果最显著;最佳潮霉素筛选质量浓度为3 mg/L;将抗逆基因AtNDPK2通过农杆菌导入到转基因741杨中,经PCR检测,在抗性植株DNA中扩增出与目的基因大小相同的片断,初步确认目的基因已经整合到转基因741毛白杨基因组中。     

转双抗虫基因三倍体毛白杨抗虫性分析

对经过6年田间栽植的转双抗虫基因(Bt cry1Ac和API)三倍体毛白杨部分系号再次进行分子生物学检测,初步证明外源基因在杨树基因组中稳定存在。同时以成树转基因系号叶片对杨扇舟蛾(Lymantria disparL.)和舞毒蛾(Lymantria disparL.)幼虫进行室内饲虫试验,并对幼虫致死率及树木生长情况进行了相关分析。结果表明:所检测的19个转基因系号,对两种昆虫均表现出抗虫性,分别有63.15%和31.58%的系号对舞毒蛾和杨扇舟蛾幼虫表现出高抗性(校正致死率超过80%),且不同系号对两种昆虫抗性大小是一致的,两者存在显著相关性;不同转基因系号对两种昆虫致死率与幼树相比均已明显下降;转基因明显抑制存活幼虫生长发育,且以不同系号所饲养幼虫的发育存在显著差异;转基因系号对幼虫致死率与其生长情况之间相关性不显著,表明外源基因转入时对生长没有产生影响。