转基因玉米Bt蛋白降解规律及其与土壤动物互作研究

以转Cry11Ac基因玉米及其非转基因对照为试验材料,利用大、中、小不同孔径的凋落物分解袋,研究黑土区转基因玉米外源基因表达Bt蛋白的降解规律及其与土壤动物的互作关系。结果表明,第二年春天大孔径凋落物分解袋内转基因玉米残体Bt蛋白含量为初始含量的25.98%,至8月份Bt蛋白只剩下初始含量的0.35%。分解袋孔径对转基因玉米及其对照玉米凋落物分解率和Bt蛋白降解率均有显著影响,表现为大孔径中孔径小孔径,说明大型和中型土壤动物都可以促进凋落物分解和Bt蛋白的降解。与对照玉米相比,转基因玉米凋落物分解率和凋落物内土壤动物群落结构参数都没有显著差异(P0.05,t-test),说明导入Bt基因对玉米残体分解速率和土壤动物均无显著影响。     

卡那霉素浓度和喷洒时间对鉴定转Bt基因棉花的影响

目前对转Bt基因抗虫棉的检测有两方面,一是对转Bt基因抗虫棉抗棉铃虫性生物测定,一是对棉株体内Bt毒蛋白的检测。根据转Bt基因抗虫棉本身携带的含嵌合基因卡那霉素特性,国内李燕娥等人均进行了转基因抗虫棉抗虫性检测,取得了一定的进展。卡那霉素的浓度以及喷洒卡那霉素的时间不同,抗虫棉与非抗虫棉对其反应时间不同。为更有效地鉴定转Bt基因抗虫棉不耽误农时特作本试验。1浓度对鉴定转Bt基因棉花的影响2005年4月在安徽农业大学棉花实验基地进行了用喷洒卡那霉素法筛选转Bt基因抗虫棉的实验,品种是抗虫棉新棉33B,非抗虫棉中棉所35。以40…     

转Bt毒蛋白基因玉米及其抗虫性研究进展

本文从转Bt毒蛋白基因玉米的培育及商品化，Bt毒蛋白基因在转基因玉米中的遗传分离与整合、对玉米螟及其它害虫的杀虫效果、对天敌种群数量和玉米病害发生程度的影响、玉米螟对转Bt毒蛋白基因玉米产生抗性及解决措施、应用转Bt毒蛋白基因玉米潜在的生态风险性等方面对国内外最新研究进展进行了综述。     

转Bt基因玉米的生殖毒性评价

将昆明种小鼠按照体重随机分为5组(分别为高、中、低剂量组、阳性对照组和正常对照组),进行显性致死试验和精子畸形试验,评价转Bt基因玉米的生殖毒性。结果显示,饲喂转基因玉米的3组小鼠各项指标间的差异不显著(P0.05),与正常对照组相比亦无显著差别(P0.05),与阳性对照组差别显著(P0.05)。说明使用添加不同剂量转Bt基因玉米的饲料饲喂小鼠不会造成对雄性小鼠的生殖毒性。     

子房注射法将Bt基因导入超甜玉米

用子房注射法将Bt基因导入超甜玉米品种粤甜3号,获得了1株整合有Bt基因的转基因植株,定名为ZT11,以发芽成苗的植株计算,基因转化效率达9.09%。经PCR和Southernblot分析,证明抗虫基因已经整合在超甜玉米基因组中,并且为单拷贝。T1代植株PCR检测结果表明,Bt基因能够在转基因后代中稳定遗传,基因分离符合1∶1的孟德尔遗传分离规律。     

分子改造Cry蛋白基因的转基因玉米创制及其抗虫功能评价

利用结构域交换和密码子优化方法对苏云金芽孢杆菌(Bt)杀虫晶体蛋白Cry1Ab进行合理化设计改造,获得新型Bt蛋白编码基因cry FLIa。利用农杆菌介导法将该基因转入玉米Hi II中,对转基因后代开展分子鉴定和抗性评价等相关工作。结果表明,cryFLIa基因已整合进玉米基因组中,连续3代自交材料检测显示,转基因玉米目标基因正常表达并稳定遗传;蛋白在植株叶片中发育各时期的表达各异,在灌浆期蛋白表达量较高(471.883 ng/g)。室内生测和田间人工接虫试验表明,转cryFLIa基因玉米具有抗亚洲玉米螟的能力。     

转基因抗虫玉米Bt蛋白表达量的研究

应用酶联免疫吸附测定法(ELISA)定量检测转基因抗虫玉米不同生长期不同部位的Bt蛋白表达量。结果显示:Bt毒蛋白在玉米乳熟末期的第15叶中表达量(0.225%)最高,在花粉中表达量(0.011%)最低。叶、茎、髓、花丝、穗轴及粒的Bt蛋白含量及比例随着作物的生长呈上升的趋势。Bt毒蛋白最低检出量为0.5ng/mL。     

转基因抗虫性水稻恢复系选育及特性分析

将优质抗稻瘟病水稻恢复系成恢177与转基因水稻Bt明恢63杂交并回交1次,采用PCR分析、试纸条检测、室内和田间人工接虫鉴定抗虫性,并结合系谱法选择农艺性状,病圃接种鉴定稻瘟病抗性,育成具转基因抗虫性的水稻新恢复系Bt5198。采用离体茎秆法接种二化螟卵块,新恢复系Bt5198和Bt明恢63的幼虫死亡率均为100%。在田间人工接虫条件下,该恢复系对二化螟和三化螟均表现高抗,与4个不育系配制的杂种F1仍保持良好的抗虫性,且杂种优势明显。两年稻瘟病抗性鉴定结果表明,新恢复系Bt5198的叶瘟和颈瘟抗性水平与成恢177相当,明显优于Bt明恢63。Bt5198的种子发芽率和花粉量与成恢177相当,Bt基因导入水稻恢复系不会对种子生活力和制种产量造成显著影响。在无选择标记基因的转基因后代中,结合利用试纸条检测和室内、田间人工接虫鉴定是筛选Bt基因抗虫性的有效方法。     

转基因大麦中gfp基因的遗传及表达研究

为了探索转基因遗传及染色体重组对转基因表达的影响,以4个转绿色荧光蛋白基因(gfp)大麦系与野生型大麦相互杂交,通过对F<,2根尖和花粉细胞中绿色荧光蛋白(GFP)的检测,研究了转基因的遗传方式和表达.结果表明,绿色荧光蛋白基因在单位点和双位点插入的转基因系与野生型大麦杂交的F<,2群体中分别表现3:1和15:1的遗传分离,符合孟德尔式遗传,并表现基因的剂量效应;不同转基因系问相互杂交后代同样表现孟德尔式遗传,并出现转基因gfP表达水平提高的个体;转基因沉默系参与的杂交后代继续表现其转基因沉默.     

转基因棉子壳中Bt蛋白含量测定方法研究

应用农大试剂盒测定三种转基因棉子仁中 Bt蛋白的含量。以这三种转基因棉子仁为标准参考物 ,确定了 Agdia试剂盒测定棉子仁中 Bt蛋白的回归方程和线性范围。确定了该试剂盒测定棉子壳中 Bt蛋白的线性关系。测定了棉子壳中 Bt蛋白含量 ,中棉所 42、99B、33B棉子壳中 Bt蛋白含量平均值分别为 5 8.6、 6.8、 4.4ng· g-1。     

Yield benefit and underlying cost of insect-resistance transgenic rice: Implication in breeding and deploying transgenic crops

The rapid development of transgenic biotechnology has greatly promoted the commercialization of genetically modified (GM) crops including the insect-resistant crops worldwide. Apart from the enormous yield benefits brought by the GM crops, the cryptic fitness cost associated with transgenes has also been detected under experimental conditions although it is considered to be rare. To estimate the yield benefit and cost of insect-resistant GM rice, we studied field performances of three insect-resistant GM rice lines, involving their non-GM parental variety as comparison. Great benefits as estimated by the yield-related traits were observed in the GM rice lines when high insect pressure was recorded, but a cryptic yield loss was detected when the level of insect pressure was extremely low. Given the fact that cryptic yield loss presented in the GM rice lines under the low insect pressure, a strategic field deployment should be required when insect-resistant GM rice are commercialized to circumvent the unnecessary yield losses. This is probably true for other insect-resistant GM crops. Effective biotechnology and breeding measures are also needed to particularly minimize the potential underlying cost of an insect-resistance transgene before commercial production of the GM crops.     

Breeding and Characterization of a New Rice Restorer Line Containing Bt Gene

Bt5198, a new rice restorer line containing Bt gene, was developed from the cross and backcross of the elite restorer line Chenghui 177 with Bt Minghui 63, a transgenic Bt restorer line. The inbred lines were evaluated using PCR amplification, test paper evaluation, insect resistance evaluation in both the laboratory and paddy fields, nursery evaluation of rice blast resistance and pedigree selection of agronomic traits. Larval mortalities on Bt5198 and Bt Minghui 63 were 100% when rice culms were inoculated with the eggs of the striped stem borer (SSB) in the laboratory. Bt5198 was highly resistant against SSB and the yellow stem borer (YSB) under field conditions. The F₁ hybrids derived from Bt5198 and four cytoplasmic male sterile (CMS) lines were also highly resistant to SSB and YSB and had a significant heterosis. Two-year evaluation of rice blast resistance confirmed that the resistance levels of Bt5198 to leaf blast and neck blast were similar to those of Chenghui 177 and significantly better than those of Bt Minghui 63. Seed germination ability and pollen yield of Bt5198 were similar with Chenghui 177, suggesting that the introduction of the Bt gene into the new restorer line had no significant effects on seed vitality or the yield of seed production. To identify the presence of the Bt gene, it was effective to combine test paper examination with the evaluation of insect-resistance, both in the laboratory and under field conditions.     

应用单管巢式和半巢式PCR检测转基因玉米MON89034

根据MON89034玉米的5’端和3’端边界序列分别设计1组转化体特异性的巢式PCR引物,采用中途进退式PCR策略建立MON89034玉米的转化体特异性检测方法,扩增产物分别为491 bp和188 bp。以转基因玉米MON89034及8种其他转基因作物为材料,证明此方法对MON89034玉米具有高度特异性。灵敏度测试结果表明,此方法的相对检出限达到0.01%,绝对检出限为4个单倍体基因组拷贝数,比普通PCR提高了5倍。建立的单管巢式和半巢式PCR方法可准确、高效地检测转基因玉米MON89034及其产品。     

水稻植株在二化螟为害后的生理变化

研究了不同类型水稻品种在二化螟为害后植株体内的一些生理变化,包括叶绿素含量、根系活力和钾元素吸收能力。不同水稻品种在主茎受二化螟为害形成枯心后,分蘖的叶绿素含量均降低,但与健康植株相比无显著差异。常规杂交稻汕优63和超级杂交稻两优培九在主茎枯心过程中根系活力显著增强,而粳稻秀水11枯心后根系活力反而显著下降。采用86Rb标记示踪原子法研究了在二化螟为害后水稻根系对土壤中钾的吸收能力的变化,发现秀水11主茎枯心24 h和48 h后分蘖中铷的含量比健康植株分别降低了5.23%和47.5%,说明对钾的吸收能力下降,而汕优63和两优培九分蘖中铷的含量分别比健康植株增加了2.91%和14.36%、21.3%和15.9%,即对钾的吸收能力提高。     

转Bt基因水稻克螟稻杂交转育后代农艺性状的研究

 对转Bt基因水稻与常规品种的杂交后代进行了GUS活性的组织化学分析和农艺性状考察。结果表明，报告基因gus与抗虫基因 cry1Ab是连锁遗传和协同表达的，利用GUS组织化学染色法可快速筛选抗虫杂种植株；无论是籼粳交，还是粳粳交后代，抗虫和感虫的两类植株间在株高、穗长、单株分蘖数、播始历期和千粒重等主要农艺性状上无显著差异，这无疑为利用Bt水稻培育优良的抗虫品种提供了科学依据。     

铅胁迫下不同品种水稻对铅与微量元素的吸收分配差异

通过盆栽试验研究两个水稻品种汕优63和扬粳9538对不同土壤Pb浓度的吸收分配差异及Pb对水稻3种矿质元素(Fe、Cu、Zn)吸收的影响.结果表明,在相同Pb浓度处理条件下,两个水稻品种根系对Pb吸收差异不显著(P>0.05),而地上部差异显著(P<0.05),汕优63地上部Pb浓度显著高于扬粳9538;根系活力与根系吸收Pb的能力没有必然联系.Pb对水稻分蘖的影响主要表现在分蘖早期,对水稻成穗数无影响.低浓度Pb处理对水稻矿质元素的吸收无显著影响;高浓度Pb(3 115 mg/kg)处理均增加两个水稻品种根系Fe含量,降低汕优63地上部Fe含量及降低汕优63根系Cu、Zn含量.     

茉莉酸甲酯对杂交水稻同化物运输的调节

 在杂交水稻拔节期及灌浆初期施用不同旅度(10～30mg/kg )JA—Me溶液，结果表明 JA—Me能促进杂交水稻对 P和 N的吸收；加速剑叶中同化物向穗部运输；同时提高剑叶的光合速率以及提高谷粒产量等。     

转Bt基因水稻Cry1Ab杀虫蛋白在水稻土中的降解

室内研究了转 Bt基因水稻克螟稻 2号和华池B6 叶片中的Cry1Ab杀虫蛋白在稻田水稻土中的降解动态。分别将克螟稻 2号的粉碎叶片和华池B6 的整张叶片埋入 3种土壤 (即老黄筋泥田、青紫泥田和黄松田 )中 ,此后每隔 6～ 10d测定土壤或叶片中的Cry1Ab含量。克螟稻 2号粉碎叶片中的Cry1Ab均以处理后的前 36d,尤其是前 6d的降解较快 ,其中在青紫泥田中最快 ,黄松田中最慢。在处理后 6～ 36d内 ,不同土壤中的Cry1Ab残留量有显著差异 ,黄松田中的明显最高 ,老黄筋泥田中的次之 ,青紫泥田中的为最低 ;此后土壤间的残留量差异逐渐缩小 ,至处理后 78d差异已不明显。土壤淹水可显著加快华池B6 叶片中Cry1Ab的降解 ,且淹水后其降解动态在不同土壤之间十分相似 ;淹水对Cry1Ab降解的促进作用仅发生在前 12d之内 ,此后多数时间内残留量在淹水与非淹水处理间无显著差异。建立了各处理中Cry1Ab降解的动力学指数方程 ,相应地得出了其降解的半衰期。还讨论了土壤有机质和微生物等因子对土壤中Cry1Ab降解的影响。