转基因抗虫棉Bt 毒蛋白表达量的传递方式研究

从卡那霉素抗性鉴定、抗虫性鉴定和 Bt毒蛋白含量测定等三个方面对转基因抗虫棉 Bt毒蛋白表达量的传递方式进行了研究。结果表明 ,转基因抗虫棉美棉 3 3 B和 GK-12对棉铃虫具有显著的抗性。盛蕾期饲喂美棉 3 3 B、GK-12棉株顶端叶片 72 h后 ,初孵棉铃虫幼虫死亡率分别为86.8%、75 .1% ,对照 TM-1、泗棉 3号、苏棉 12三个常规棉品种 (系 )初孵幼虫死亡率分别为10 .9%、13 .9%、9.2 %。美棉 3 3 B、GK-12盛蕾期功能叶片 Bt毒蛋白含量分别为每克鲜重 83 6.68ng、682 .5 6ng。饲喂美棉 3 3 B、GK-12与常规棉品种 (系 )杂种一代棉株顶端叶片 72 h后 ,初孵棉铃虫幼虫平均死亡率分别为 84.1%、77.2 % ,两个转基因抗虫棉品种与常规棉品种 (系 )杂种一代功能叶片的 Bt毒蛋白含量平均值分别为每克鲜重 82 0 .5 8ng、683 .77ng。转基因抗虫棉与常规棉杂种一代的抗虫性表现及 Bt毒蛋白表达量与转基因抗虫棉亲本非常接近 ,杂种二代群体 Bt毒蛋白检测阳、阴性反应植株的分离比例符合 3∶ 1,回交世代 BC1 群体 Bt毒蛋白检测阳、阴性反应植株的分离比例符合 1∶ 1,与抗虫性鉴定结果高度一致。转 Bt基因抗虫性状的遗传是受一对完全显性基因控制的 ,Bt基因与 NPT II基因是紧密连锁或完全连锁的。Bt毒蛋白表达量按照一对显     

Bt抗虫棉新品系毒蛋白表达差异分析

【目的】本研究旨在探讨部分抗虫棉不抗虫的原因。【方法】通过室内生物测定、卡那霉素、Bt-Cry1Ab/Ac试纸条、PCR分析、Southern blot检测和Bt蛋白含量检测等方法分析了23个抗虫棉新品系的抗虫性。【结果】生测结果表明供试品系间幼虫死亡率差异显著。卡那霉素、Bt-Cry1Ab/Ac试纸条、PCR分析和Southern blot检测结果表明,Bt基因在供试材料中整合并稳定遗传且为单拷贝。RT-PCR结果表明,各试验品系Bt基因相对表达量差异较大,花期叶片Bt基因的相对表达量最高;Bt蛋白检测结果发现抗虫棉Bt蛋白表达量在生育前期大于后期,营养器官中的大于生殖器官,不同年份Bt蛋白含量差异显著。幼虫死亡率与Bt基因相对表达量的相关系数仅为0.1745,与Bt蛋白的相关系数为0.7130,表明Bt蛋白含量越高,抗虫性越好;各组织器官的Bt蛋白与Bt基因的相对表达量相关系数为-0.3659~0.2542,二者表达趋势不一致,表明遗传背景对抗虫棉Bt蛋白的表达具有一定影响。且Bt基因可能在转录后受到调控导致Bt蛋白含量发生变化,从而影响了抗虫棉的抗虫性。【结论】这些结果有望为抗虫棉育种提供参考。     

转Bt基因棉Bt毒蛋白表达量的时空变化

采用抗体夹心ELISA技术,对转Bt基因抗虫棉植株中Bt毒蛋白含量进行了测定.结果表明,Bt基因在所有检测到的器官中均有表达,但是不同器官中的Bt毒蛋白含量明显不同.在苗期全展功能叶中Bt毒蛋白含量最高,根、茎和叶柄中Bt毒蛋白含量较低;在花铃期当日开花的子房中Bt毒蛋白含量较高,雌雄蕊中Bt毒蛋白较低,花瓣及苞叶Bt毒蛋白含量最低.表明Bt基因在不同器官中的表达强度存在差异.不同生育期的功能叶中Bt毒蛋白含量差异显著,Bt毒蛋白含量在苗期叶片中最高,蕾期次之,花铃期最低.随着棉花生长发育进程的推进,Bt基因在叶片中的表达强度逐渐减弱.Bt基因在棉花体内的表达随着器官的不同、生育时期的不同而表现出时空动态变化.这可能是人们所观察到的转Bt基因抗虫棉对棉铃虫抗性呈时空动态变化的根本原因.     

2005-2020年转Bt基因棉花抗虫性变化及其与产量性状的相关性分析

为了给转Bt基因棉花在科研和生产上多世代可持续利用提供依据,以转Bt基因棉花品种银山8号为试验材料,从2005年开始,连续16年进行跟踪研究。结果表明,随种植世代的增加,生物测定银山8号第2～4代棉铃虫幼虫校正死亡率、铃期叶片和铃期小铃杀虫蛋白表达量均有不同程度的线性上升趋势,同时皮棉产量线性回归也呈增长趋势;苗期叶片、蕾期叶片和蕾期小蕾杀虫蛋白表达量呈线性下降趋势。相关性分析表明,抗虫棉的抗虫性与皮棉产量间均呈正相关,株铃数和衣分是构成皮棉产量的重要因子,与皮棉产量的相关性分别达到极显著和显著水平。外源Bt基因转入棉花后能稳定遗传给后代,通过卡那霉素鉴定和系统选择可以持续保持转Bt基因棉花多世代的抗虫性,甚至通过提纯复壮逐年优选,可实现转Bt基因抗虫棉特定生育时期或部分棉花器官抗虫性的提高。     

转Bt基因抗虫棉抗虫性遗传研究

以转 Bt基因抗虫棉 R55为材料 ,利用ELISA( Enzyme-linked Immunosorbent Assay)检测方法 ,通过对不同亲本与抗虫亲本 R55杂交F1～ F5、BC1、BC2 世代材料 Bt晶体杀虫蛋白的定性、定量测定 ,结合大田自然感虫条件下的抗棉铃虫鉴定 ,研究了转 Bt基因抗虫棉 Bt基因的遗传规律。结果表明 :F1均表现阳性 ,F2 阳、阴性株符合 3∶ 1的分离比例 ,回交 BC1阳、阴性株呈现 1∶ 1的分离比例 ,说明 Bt基因的遗传基本符合显性主基因遗传规律。但 Bt基因的遗传又有其特殊性 ,表现在亲本的遗传背景对 Bt基因的表达有着较大影响 ,不同亲本与抗虫亲本杂交 F1代 Bt晶体蛋白的表达量存在较大差异 ;杂交方式对 Bt基因的表达亦有一定影响 ;不加选择的连续回交 ,有可能使 Bt基因“丢失”。未发现 Bt基因的表达随世代的递增、农艺和经济性状的改进而降低的趋势 ,Bt基因可以稳定遗传     

转Bt+Sck基因双价抗虫棉的抗虫性及遗传分析

对通过花粉管通道注射获得的转Bt Sck双价基因抗虫棉纯系312-5T2和332-2T2进行了生物抗虫性测定,转基因纯系对棉铃虫的抗性显著高于非抗虫对照苏棉16和抗虫对照品种sGK321,与抗虫对照R19抗虫性相当.遗传分析表明,转Bt Sck双价基因抗虫棉的抗性基因符合一对显性基因的分离规律.对转Bt Sck双价基因抗虫棉与R19及sGK321的杂交F1进行了抗虫性测定,所有的F1植株都表现出与转Bt Sck基因纯系亲本一致的抗虫性.转Bt Sck双价基因抗虫棉纯系312-5T2和332-2T2等位性测验证明:312-5T2与R19、sGK321的抗虫基因整合位点不连锁,表现为15∶1的自由组合比例;而332-2T2与R19中抗虫基因的整合位点表现连锁,与sGK321的抗虫基因表现自由组合.这为培育新的双价抗虫棉品种(系)提供了优良的育种材料.     

棉花arf1启动子驱动Cry1A基因在烟草中特异性表达研究

在新一代Bt作物以及Bt作物安全性研究方面, Bt毒蛋白在植物特定发育阶段的表达特性渐受关注。本研究构建了植物表达载体pGBI121.A1Bt, 其携带棉花arf1启动子驱动Cry1A基因的表达盒, 启动子后面有一个Ω序列; 对照载体pGBI121.4AB携带P2E35S启动子(增强子加倍的修饰CaMV 35S启动子)驱动Cry1A基因的表达盒, 在启动子后面也有一个Ω序列。利用根癌农杆菌介导法, 将植物表达载体pGBI121.4AB和pGBI121.A1Bt转化烟草, 分别获得44株和42株转基因烟草再生植株。ELISA检测表明, 在pGBI121.A1Bt转基因烟草的蒴果、蒴果壳、花瓣和叶中Cry1A基因的平均表达水平分别为pGBI121.4AB的1.5、1.5、1.4和0.3倍。棉花arf1启动子在烟草中表达, 证明了该启动子在植物生殖器官中具有优势表达特性, 为arf1启动子应用于转基因抗虫棉, 在棉花蕾铃中优势表达Bt毒蛋白, 提高转基因棉花蕾铃抗虫性的新一代抗虫棉研究提供了依据。     

抗虫杂交棉F1代与亲本Bt蛋白表达量及抗虫差异性研究

对转 Bt基因抗虫杂交棉正、反交 F1代与抗虫亲本的 Bt蛋白表达量及抗棉铃虫差异性研究表明 :抗虫亲本与其杂种 F1代均高抗棉铃虫 ,但抗虫亲本的抗虫性略好于其杂种 F1代 ,并且明显地高于非抗虫亲本 ;正、反交杂种 F1代间的抗虫性几乎没有差异。生长前期的抗虫性好于后期 ,同一时期嫩叶或侧枝生长点的抗虫性好于幼蕾。抗虫亲本叶片和花瓣的 Bt蛋白含量明显地高于其杂种 F1代 ,抗虫亲本功能叶的 Bt蛋白含量明显地高于其上部非功能叶 ,而杂种 F1代功能叶的 Bt蛋白含量则明显地低于其上部非功能叶。盛花期后至吐絮期前 ,叶片和花瓣的 Bt蛋白表达量明显增加 ,在抗虫亲本中表现最为明显。与叶片相比 ,在花瓣中检测到的 Bt蛋白含量极低。正、反交 F1代间的 Bt蛋白表达量差异较小或无规律可循     

双抗虫亲本杂交棉F1的生物学抗虫性及有关经济性状分析

研究分析了父母本皆为抗虫棉的正反交组合"宁SQK-1"与"宁SQK-2"的抗虫性表现及其有关经济性状的表达特征.结果显示,具有来自父母本2个Bt基因的抗虫杂交棉,其正反交F1均表现高抗棉铃虫特性,它们的抗虫性甚至超过了具有1对Bt抗虫基因的双亲;双抗虫亲本的F1抗虫性表达不存在母本效应.产量比较试验与纤维品质测试结果表明,"宁SQK-2"与"宁SQK-1"的子、皮棉产量与纤维品质均优于对照泗棉3号.     

蕾期低温及湿度胁迫对Bt棉杀虫蛋白表达量的影响

以Bt基因来源于美国和我国的常规棉花品种DP410B和泗抗1号、杂交种岱杂1号和泗抗3号为材料,应用盆栽试验, 探讨蕾期18℃低温及不同湿度不同时间胁迫对叶片Bt杀虫蛋白表达量的影响。结果表明,蕾期18℃下不同湿度6 h胁迫对叶片Bt蛋白的含量都没有显著影响,但48 h胁迫导致2个不同Bt来源常规品种的叶片Bt杀虫蛋白表达量显著下降,与对照相比,下降6.8%~7.2%,杂交种泗抗3号也明显下降,岱杂1号则未受影响;18℃下高湿度与低湿度胁迫间没有显著影响。因此蕾期长时低温会对Bt棉抗虫性有一定影响,影响程度与品种及类型密切相关。     

高衣分转Bt+GNA双价基因抗虫棉新种质的选育与利用

本研究对转觑和GNA双价基因后代植株,经南繁加代、抗虫检测、自交、单株和株系选择、纤维品质测定和产量比较试验,选育出双价转基因抗虫棉种质系BGsm16。该种质系高抗棉铃虫等鳞翅目害虫,对蚜虫有一定的抑制作用,抗虫性稳定且不随世代的增加而减弱,衣分高（48．0％左右）,配合力好,结铃性强,通风透光,皮棉产量比受体材料苏棉16号增产11．1％,品质两者相当。与其配置的杂交棉组合衣分高,丰产性好,品质高于对照南农8号,有着很强的杂种优势。转＆和GNA双价基因抗虫棉种质系BGsm16的成功选育,加强转基因棉花的抗虫能力,拓宽了抗虫谱,并有助于延缓害虫对抗虫棉产生抗（耐）性;同时改变了传统对常规抗虫棉衣分低的认识,丰富了抗虫棉种质资源,对选育高衣分杂交抗虫棉有良好的应用前景。     

外源抗虫基因对棉花杂种优势的影响

利用3种不同外源抗虫基因棉及其受体和同一常规棉杂交,研究外源抗虫基因对棉花杂交F1的抗虫性和主要农艺性状的影响。结果表明,3种外源基因对杂交F1的优势影响较一致。杂交F1的抗虫性没有杂种优势,不同发育阶段叶片的抗虫性均不高于其抗虫亲本,但和其抗虫亲本有相似的时间变化规律。在花铃期杂交F1的不同器官的抗虫性差异     

利用卡那霉素间接鉴定法进行大规模的棉花转基因育种技术

:( 1 )将脱脂棉撕成小条沾取 0 .0 5%的卡那霉素溶液 ,粘附于棉花植株倒 2新生叶上。 5d后所有沾有卡那霉素溶液的感虫棉株的叶片均出现明显的黄色斑块 ,而转 Bt基因抗虫棉的叶片仍为正常绿色 ,无任何症状。 ( 2 )转 Bt基因抗虫棉种子接种于加有 1 0 0 0 mg· l- 1卡那霉素的 MS培养基中。四天后 ,抗虫棉子叶均表现为正常绿色 ,而常规品种子叶全为黄色 ,表明卡那霉素间接鉴定法是鉴定转 Bt基因抗虫棉的简便而又准确的方法     

分子标记辅助选择聚合棉花Rf1育性恢复基因和抗虫Bt基因

胞质雄性不育恢复系0-613-2R与转Bt基因抗虫棉R019(轮回亲本)杂交、回交产生BC2群体。利用CMS恢复基因Rfl紧密连锁的3个SSR标记和Bt基因的PCR标记开展分子标记辅助选择培育聚合有Rfl和Bt的转基因抗虫棉恢复系。在分析的59个BC2单株中55株存在恢复基因标记，54株存在Bt基因；综合标记分析结果，共获得54个同时具Rfl与Bt基因的聚合单株；这些聚合单株自交后，通过标记辅助选择，获得10株含Bt基因且Rfl纯合的单株。为棉花优良恢复系的快速培育提供了重要基础。     

转基因抗虫棉产量性状的遗传效应及其杂种优势分析

采用加性-显性与环境互作的遗传模型,分析了9个亲本和36个F1的皮棉产量、单株铃数、铃重和衣分的两年资料,估算了转基因抗虫棉各项遗传方差和成对性状间各项遗传效应的相关性.结果表明,转基因抗虫棉的产量性状受加性和显性效应共同控制,皮棉产量、铃重和衣分都以基因的显性效应为主,而单株铃数是以加性效应为主,单株铃数和衣分还具有基因与环境互作效应.遗传相关分析表明,转基因抗虫棉的皮棉产量与单株铃数的基因型和表现型相关系数都比较大而且比较接近;皮棉产量与单株铃数、铃重和衣分的加性相关系数都达到极显著水平,而且皮棉产量与单株铃数、衣分的数值比较大.利用亲本和F1的资料预测了F2基因型值和杂种优势,结果表明,转基因抗虫棉F2的皮棉产量、单株铃数、铃重和衣分的群体平均优势分别为4.0%、5.1%、-1.3%和3.2%,群体超亲优势分别为-7.3%、-6.0%、-4.2%和-0.5%.     

人工模拟“庇护所”和“非庇护所”条件下棉铃虫对Bt棉的抗性演变

 人工饲料中添加转Bt基因杂交棉品种中棉所29棉仁粉,建立杂交和自交品系分别模拟“庇护所”和“非庇护所”条件,连续多代进行棉铃虫对Bt棉的抗性筛选。结果表明：经11代筛选,棉铃虫自交品系和杂交品系的幼虫死亡率下降,体重和体长增加,幼虫历期缩短,化蛹率和羽化率增加。依据幼虫死亡率、体重、体长、幼虫历期以及化蛹率、羽化率等生命参数的演变,相较杂交品系,自交品系对Bt棉能更快地产生适应性。11代筛选后,利用不同抗性品系棉铃虫进行转基因棉抗虫性评估,结果表明：相比敏感品系,杂交品系测定4个转基因棉品种的抗虫性等级未发生变化,而中棉所29等3个转基因棉品种对棉铃虫自交品系的抗性下降了1个等级。对Bt制剂的抗性测定结果表明,杂交品系的抗性倍数为2.5215,自交品系的抗性倍数为9.3876。据本研究初步结果,利用“庇护所”策略延缓棉铃虫对转Bt基因棉的抗性产生是可行的。     

转Bt+GNA双价基因抗虫棉花中抗虫基因及其抗虫性的遗传稳定性

采用PCR和PCR-Southern跟踪检测,Bt和GNA两个抗虫基因在转Bt+GNA双价基因抗虫棉花TL1的3个连续世代均稳定存在,完全连锁遗传;室内棉铃虫生物测定表明,该转基因植株的3个世代都高抗棉铃虫,各世代之间抗性水平一致,没有显著性差异;温室蚜虫抗性试验显示3个世代均对蚜虫具有较好的抑制作用,且抑制效果相当。因而,两个抗     

Field evaluation and fiber analysis of transgenic cotton

We report the field evaluation of second generation of transgenic cotton expressing Bacillus thuringiensis (Bt) genes cry1Ac and cry2A under CaMV 35S promoter. Sixty-five transgenic lines were grown under RCBD design. Transgenic plants exhibited inherent ability to resist target insect (p < 0.05 and 0.01). Morphological studies showed significant reduction in plant height making them favorable for breeding. Yield was significantly increased for the transgenic lines. Fiber analysis showed improved gin turn out 40% for transgenic lines in comparison to 32% for non-transformed lines. Fibre quality of transgenic lines was not affected when compared with non transgenic lines. Inheritance pattern for transgenic lines suggests the need of further studies to understand the complex molecular mechanisms for resistance management and biosafety studies to develop new Bt cotton varieties.