转Bt基因棉花杀虫蛋白含量的时空表达及对棉铃虫的毒杀效果

用ELISA法和室内生测法研究分析了3个转Bt基因棉花株系新棉33B、GK12、GK2不同生育期、不同组织器官的杀虫蛋白表达量、校正死亡率及它们之间的关系.结果表明,杀虫蛋白表达量在棉花生育过程中有明显的时空动态变化.总的趋势是苗期和蕾期杀虫蛋白表达量较高,花期呈下降趋势,花铃期下降最为明显,到铃期和吐絮期含量略有回升.不同组织器官的杀虫蛋白表达量也有显著的差异,其顺序为叶＞铃、花心、花萼、蕾＞花瓣＞苞叶.室内生物测定棉铃虫幼虫校正死亡率与其杀虫蛋白表达量高度一致.转Bt基因棉花应加强中后期对棉铃虫的监测和补充化学防治.     

新疆南部棉区转Bt基因棉花Bt杀虫蛋白表达规律研究

为研究新疆南部植棉区转Bt基因棉花Bt杀虫蛋白时空表达规律,本文利用ELISA技术于2009年和2010年对南疆种植的转Bt基因棉花‘中棉所41’、‘中棉所43’、‘236’、‘K9030’、‘T3’、‘中棉所44’、‘中棉所45’、‘K7’和‘SGK321’各生育期中不同器官中的Bt杀虫蛋白含量进行测定。结果发现：在时间表达上,大多数转Bt基因棉花叶片的Bt杀虫蛋白含量随着棉花发育进程而逐渐下降,在子叶期含量最高,至蕾期或吐絮期达到最低点。并且不同品种间Bt杀虫蛋白含量差异显著。在空间表达上,在花铃期,棉铃和花苞叶的Bt杀虫蛋白含量最低,大多数品种表现为叶片＞棉蕾＞花瓣（花柱）＞棉铃和花苞叶。     

Bt蛋白在水稻不同遗传背景下的含量及对抗虫性的影响

为明确Bt基因在水稻杂交转育过程中抗虫作用的稳定性,以分别转入cry1C和cry2A基因的抗虫水稻品系T1C-19和T2A-1为供体亲本,与10个恢复系杂交并回交,筛选BC1F3代转基因纯合株系,用ELISA法测定水稻叶片和茎秆中Bt蛋白含量。结果表明,4个转cry1C株系和5个转cry2A株系叶片和茎秆的蛋白含量显著低于亲本,且降低了16.62%~62.03%;相同遗传背景下,叶片和茎秆中的Bt蛋白含量之间呈显著正相关;在室内转cry1C株系和转cry2A株系上二化螟幼虫的校正死亡率分别为62.50%~95.83%和37.50%~83.33%,其中在cry2A株系上的校正死亡率与茎秆中的Cry2A蛋白含量呈极显著正相关;在田间自然发虫条件下,纯合株系的单株卷叶数和枯心率最高仅为3.97和9.37%,受害程度与相应组织中Bt蛋白含量之间存在相关性。表明Bt蛋白含量会受到水稻遗传背景的影响,但杂交后代株系在田间仍能表现出很好的抗性。     

转Bt基因玉米对棉铃虫的抗性评价

棉铃虫Helicoverpa armigem（Htlbner）是常年危害玉米的重要害虫。转Bt基因抗虫玉米为害虫的防治提供了新的途径。采用室内离体生物测定方法测定了孟山都转Bt基因抗虫玉米Yield—Gard不同组织对棉铃虫初孵幼虫的杀虫活性以及田间人工接虫抗性鉴定。Bt玉米花丝、苞叶和幼嫩雌穗对棉铃虫具有较高的杀虫活性，取食Bt玉米花丝和幼嫩雌穗（籽粒和穗轴）的棉铃虫初孵幼虫不能存活和完成幼虫期发育，而对照分别有51．0％和22．0％个体完成幼虫期发育。以Bt玉米雌穗苞叶饲养棉铃虫初孵幼虫，5天后幼虫全部死亡，而非Bt玉米对照仅为16．0％，差异显著。田间花丝期人工接种棉铃虫抗性鉴定试验结果表明，Bt玉米雌穗被害率为3．5％，危害级别为0．007，百株存活幼虫14．3头。而非Bt玉米雌穗被害率达到82．5％，危害级别为2．51，平均百株存活幼虫79．6头，显著高于Bt玉米。这些结果说明转Bt基因玉米穗期对棉铃虫的防治效果明理．     

棉铃虫幼虫对转Bt基因棉的行为学反应研究

转Bt基因棉花的育成及应用将对棉花害虫特别是棉铃虫的防治产生深刻的影响。本文初步探讨了棉铃虫幼虫对转Bt基因棉的行为学反应,旨在为组建以转Bt基因棉为基础的棉虫综合治理体系提供理论指导。 1 材料与方法 1.1 供试材料供试转Bt基因棉品系(代号R93-4)及其亲本对照(中棉所12)均由中国农科院棉花所提供。供试棉铃虫幼虫为前一年秋季田间采老熟幼虫室内化蛹越冬、室内饲养所得。     

种子生测法鉴定转Bt基因棉抗虫性

通过室内应用单粒种子生测法鉴定转Bt基因棉抗虫性,明确了单粒棉种室内生测鉴定转Bt基因棉抗虫性的最佳生测条件。将转Bt基因棉种子25℃萌动72 h后匀浆,与0.45 g饲料混匀,以2日龄棉铃虫幼虫为试虫,测定其死亡率。建立了相应的抗性标准:棉铃虫幼虫校正死亡率小于25％为中抗,处于25％-50％为抗,50％-65％为高抗,大于65％为特高抗。准确性验证表明,种子生测法同叶片生测法的结果相符,具有较好的准确性。     

取食转Bt基因棉对斜纹夜蛾幼虫存活的影响

以常规棉泗棉3号为对照,测定了取食转Bt基因棉GKl2的不同部位(花、蕾、铃和不同空间部位叶片)10d对斜纹夜蛾初孵幼虫存活率的影响。结果表明：棉花品种和植株部位对斜纹夜蛾幼虫存活率均产生显著影响,但两者之间没有交互作用。取食Bt棉顶部新叶(倒1叶)、中上部展开叶片(倒3叶和倒6叶)和蕾10d的斜纹夜蛾幼虫,其存活率与对照没有显著差异。取食Bt棉下部成熟叶片(倒14叶)4d后,幼虫存活率方显著低于对照。取食Bt棉花朵的幼虫初期(≤4d)存活率低于对照,但随着对照死亡率的增加,6～10d内两者差异不再显著。取食Bt棉棉铃的幼虫存活率始终低于对照,但两者差异基本不显著。根据GKl2对棉铃虫和斜纹夜蛾杀虫效果的比较,初步探讨了斜纹夜蛾为害趋势加重的原因。     

转Bt基因杨树对杨扇舟蛾的抗性

通过室内饲养和组织切片,研究了表达Cry1A杀虫蛋白的中嘉8号杨树转Bt基因植株对杨扇舟蛾的抗虫效果。结果表明：随着饲养时间的延长,幼虫死亡率和体重抑制率呈上升趋势,处理2d仅分别为10%和6.85%,处理4d分别增加到48.33%和27.93%,处理10d分别达81.67%和63.03%。此外,处理12d取食非转基因杨树幼虫化蛹率100%,而取食转Bt基因杨树幼虫的化蛹率仅为18.18%。组织切片观察表明,取食转Bt基因杨树叶片幼虫的中肠上皮细胞排列松驰,与肠壁基底膜分离,细胞界限较模糊,部分上皮细胞形成空泡。因此,初步认为转Bt基因杨树对杨扇舟蛾幼虫的抗性表现为毒杀作用和抑制其生长发育。     

转Bt基因植物对不同抗性棉铃虫的生长抑制作用

采用转Bt基因的烟草和棉花 ,对经转Bt单基因、转Bt与CpTI双基因烟草汰选 1 8代和常规烟草处理的棉铃虫种群进行生长抑制作用的比较测定。结果表明 ,转Bt烟草对以汰选后的抗Bt单基因汰选棉铃虫种群的体重抑制作用显著低于转双基因烟草汰选种群和对照种群 ;转Bt棉花对单基因种群的杀虫活性、体重、龄期发育以及化蛹率的抑制作用亦显著低于双基因种群和对照种群     

转Cry1Ac/1Ab基因棉花对棉铃虫的控制效果及对甜菜夜蛾和斜纹夜蛾生长发育的影响

为评估转Cry1Ac/1Ab基因棉花对棉铃虫Helicoverpa armigera的抗性及对非靶标害虫甜菜夜蛾Spodoptera exigua和斜纹夜蛾S.litura生长发育的影响,采用室内生测法测定其对棉铃虫的抗性及对甜菜夜蛾和斜纹夜蛾不同龄期幼虫存活率、营养代谢及中肠酶活性的影响。结果表明,转Cry1Ac/1Ab基因棉花对棉铃虫第2代幼虫的抗性程度最高,幼虫校正死亡率达91.33%,但对甜菜夜蛾和斜纹夜蛾的抗性程度较低,幼虫校正死亡率分别为15.33%和13.33%。甜菜夜蛾和斜纹夜蛾各龄期幼虫取食转Cry1Ac/1Ab基因棉花后,其存活率与取食常规棉花对照无显著差异;甜菜夜蛾对转Cry1Ac/1Ab基因棉花叶片的相对取食量、近似消化率分别为16.68和93.12%,均高于取食常规棉花对照的10.72和92.00%,但差异不显著,而斜纹夜蛾取食转Cry1Ac/1Ab基因棉花后的各项营养指标均低于取食常规棉花对照,差异也不显著。取食转Cry1Ac/1Ab基因棉花后,甜菜夜蛾的过氧化物酶活性为0.02 U/mg prot,显著低于取食常规棉花的0.05 U/mg prot;斜纹夜蛾的酸性磷酸酶活性为0.15 U/mg prot,高于取食常规棉花的0.10 U/mg prot,但差异不显著,其它中肠酶活性均低于对照,亦无显著差异。     

Effect of Bt cotton expressing Cry1Ac and Cry2Ab, non-Bt cotton and starvation on survival and development of Trichoplusia ni (Lepidoptera: Noctuidae)

Effects of Bollgard II cotton containing two Bacillus thuringensis var. kurstaki Berliner (Bt) toxin proteins (Cry1Ac and Cry2Ab), non-Bt cotton (DPL 491) and starvation on survival and development of cabbage looper, Trichoplusia ni (Hübner), were determined in the laboratory. Larvae of the first four larval instars died when they fed on the terminal leaves of Bt cotton plants at 50 days after planting (DAP). However, 51.3% of fifth instars that fed on 50 DAP Bt cotton leaves pupated, and 87.1% of the pupae successfully developed into adults. Of the unfed fifth instars (starved), 55.6% pupated and 88.1% of the pupae emerged. Pupae that developed from larvae fed on Bt cotton leaves and unfed were significantly smaller, being 89.7 and 73.2% of the weight of the pupae that developed from larvae fed on non-Bt cotton leaves. Leaves of 120 DAP Bt cotton were less toxic to T. ni larvae. When the first instars continuously fed on 120 DAP Bt cotton leaves, 75.9, 60.6, 56.4 and 38.4% of larvae survived to second, third, fourth and fifth instars respectively, and 20.9% pupated and 17.9% successfully became adults. However, it took the surviving first instars 37.1 days to become adults, which was 7.2 and 8.9 days longer than those fed on 50 and 120 DAP non-Bt cottons respectively. Pupae that developed from larvae that fed on 120 DAP Bt cotton leaves were only 50.9 and 52.6% of the weight of those developed from larvae that fed on 50 and 120 DAP non-Bt cotton respectively. Non-Bt cotton, both 50 and 120 DAP, did not exhibit significant effects on larval survival and development, except that the pupae in the 50 DAP non-Bt cotton treatments developed over a significantly longer time than those in the 120 DAP non-Bt cotton treatment.     

转基因抗虫棉花对棉铃虫生长发育影响的系统评价

以我国研制的转基因抗虫棉(Bt棉)品系CK595-1为材料,系统研究了对棉铃虫1～5龄幼虫存活及生长发育的影响。结果表明,Bt棉对棉铃虫的杀虫活性和体重抑制率有明显的器官和幼虫龄期间差异,其活性顺序为叶>蕾>铃>花,其作用随着幼虫龄期的增大而降低。棉铃虫1～4龄幼虫连续取食Bt棉叶片和棉蕾不能正常化蛹,5龄幼虫可部分化蛹及羽化;1～4龄幼虫取食Bt棉的花及2～5龄幼虫连续取食Bt棉铃后均可部分化蛹及羽化,化蛹率随龄期增大而增加。     

The selective feeding of cotton bollworms (Helicoverpa armigera) on transgenic and non-transgenic cotton leaves from consecutive cultivation fields

Abstract

The aim of this study was to determine whether target-insects selectively feed on transgenic or non-transgenic crops after consecutive cultivation in fields. We sampled leaves from insect-resistant single-transgenic cotton (expressing Cry1Ac gene), pyramided-transgenic (expressing Cry1Ac and CPTI genes) and conventional cotton that were consecutively cultivated for three years in a field. Cotton bollworm (Helicoverpa armigera) collected from the cotton field was reared and its next-generation larvae were fed the three types of cotton leaves in a laboratory. The leaf area damaged by the cotton bollworm larvae was not significantly different among single-transgenic, pyramided transgenic and conventional cotton leaves. There was no significant difference found in the leaf damage among the combination groups of the three cotton types. The survival rate of the bollworms was comparable among the combination groups. The results demonstrated that the cotton bollworms did not selectively feed on transgenic or non-transgenic cotton leaves after consecutive cultivation, which may be due to the resistance evolution of the target-insects and decreased Bt content in transgenic cotton leaves.     

不施药条件下转基因抗虫棉的种植表现

通过对8个试种的转基因抗虫棉品种对棉铃虫抗虫性的对比试验和系统观察,表明中29F1、南抗3号和GK22等品种对棉铃虫的抗性较强,且丰产性能好,可作为治理棉铃虫的一项重要措施进行推广;杂交抗虫棉只有其F1代种有较高的使用价值,F2代性状分离严重,不宜在生产上推广使用。     

Bt棉田中绿盲蝽防治技术的研究

通过设置转Bt棉综防田(种植诱集作物和适当使用农药控制害虫)、对照田(依靠自然天敌控制害虫)和化防田(使用农药控制害虫)3种处理,研究了冀南棉区绿盲蝽与捕食性天敌种群关系及绿盲蝽对棉花生长的影响。结果表明,在Bt棉田,绿盲蝽分别于6月29日、8月14日和9月4日出现了3个发生高峰。其中6月29日综防田、对照田和化防田百株发生量差异不显著(p>0.05);8月14日,对照田的百株虫量显著多于化防田和综防田。差异极显著(p<0.01);9月4日,对照田的虫量达到60头/100株,且不同类型田差异显著(p<0.05)。Bt棉生长前期和中后期,捕食性天敌在综防田的百株天敌量明显高于化防田和对照田,其中6月29日、8月29日和9月9日综防田的天敌量达65、70、75头/100株。分析3种不同类型田绿盲蝽对棉花叶危害株率、落蕾率、落铃率和成铃量影响顺序均为对照田>化防田>综防田,除化防田与综防田的落铃率无显著差异,其余均表现差异显著。     

转 Bt基因抗虫棉对棉大卷叶螟抗性的研究

:转Bt基因抗虫棉对棉铃虫有很好的抗性,对棉大卷叶螟(SyleptaderogataFabricius)的抗性未见报道。作者研究表明,棉大卷叶螟在棉田为聚集分布型,低龄幼虫有集中为害习性;抗虫棉对其有很好的抗性,平均虫株率为2.2%,较常规棉中棉所12降低96.6%;百株虫量为133.8头,较常规棉降低88.4%。     

转Bt基因棉生态风险的研究进展

从转Bt基因棉对棉田天敌、非靶标害虫的影响、抗虫的持久性、毒蛋白表达的时空性等方面综述了转Bt基因棉生态风险的研究进展。     

部分GK系列Bt棉对棉铃虫抗性的田间评价

１９９７～１９９８年在河北省廊坊市和１９９８年在河南省新乡市分别研究了转ＣｒｙＩＡ Ｂｔ抗虫基因棉花ＧＫ－２、ＧＫ－５和ＧＫ－１２对棉铃虫的抗性水平。研究结果表明,ＧＫ－２和ＧＫ－１２在整个生育对棉铃虫皆保持极高的抗性,在对照普通棉花品种棉铃虫高峰期百株幼虫２代４４～１３８头,３代１１３～１３８头和４代１４４头密度下,对棉铃虫的控制效果分别达８８．７１％～９５．４５％、９２．７５％～９７．６５％和