转crylAh基因玉米花粉对龟纹瓢虫生长发育和成虫移动能力的影响

本文利用花粉饲喂法研究了转crylAh基因玉米花粉对龟纹瓢虫Propyleajaponica生长发育及成虫移动能力的影响。结果显示,与混有适量蚜虫的非转基因亲本对照玉米花粉（花粉与蚜虫重量比为2：1）相比,龟纹瓢虫幼虫取食混有适量蚜虫的转crylAh基因玉米花粉（花粉与蚜虫重量比为2：1）后,幼虫总发育历期、蛹期和成虫寿命均无显著差异,但l、3和4龄幼虫的发育历期显著高于对照,2龄幼虫的发育历期显著低于对照;2龄和4龄幼虫的存活率与对照无显著差异,但3龄幼虫的存活率显著增加;幼虫取食Bt花粉对该虫的蛹重、羽化率和雌雄比与对照无显著差异。幼虫期取食Bt玉米花粉而成虫期取食蚜虫对成虫的日产卵量无不利影响,与对照无显著差异。幼虫取食Bt玉米花粉羽化后雄虫和雌虫的步速和翻跃时间与对照均无显著差异。     

转cry1Ah基因玉米花粉对龟纹瓢虫生长发育和成虫移动能力的影响

本文利用花粉饲喂法研究了转cry1Ah基因玉米花粉对龟纹瓢虫Propylea japonica生长发育及成虫移动能力的影响。结果显示,与混有适量蚜虫的非转基因亲本对照玉米花粉(花粉与蚜虫重量比为2:1)相比,龟纹瓢虫幼虫取食混有适量蚜虫的转cry1Ah基因玉米花粉(花粉与蚜虫重量比为2:1)后,幼虫总发育历期、蛹期和成虫寿命均无显著差异,但1、3和4龄幼虫的发育历期显著高于对照,2龄幼虫的发育历期显著低于对照;2龄和4龄幼虫的存活率与对照无显著差异,但3龄幼虫的存活率显著增加;幼虫取食Bt花粉对该虫的蛹重、羽化率和雌雄比与对照无显著差异。幼虫期取食Bt玉米花粉而成虫期取食蚜虫对成虫的日产卵量无不利影响,与对照无显著差异。幼虫取食Bt玉米花粉羽化后雄虫和雌虫的步速和翻跃时间与对照均无显著差异。     

取食Bt棉的棉粉虱对中华草蛉和龟纹瓢虫幼虫存活和发育的影响

以室内单头饲养方法，比较了取食常规棉泗棉3号、转Bt基因棉GK12和新棉33B棉株的棉粉虱对中华草蛉和龟纹瓢虫幼虫存活和发育的影响。①与对照常规棉相比，GK12上的棉粉虱对中华草蛉幼虫存活和发育没有显著不利影响，未成熟期(幼虫期 茧/蛹期)历期21．3d，死亡率40％，羽化的成虫性比接近1：1。②新棉33B上的棉粉虱显著降低幼虫期和茧期中华草蛉的存活率，延长其发育历期，未成熟期历期24．3d，死亡率85％，羽化成虫全为雌性。③常规棉上的棉粉虱不利于龟纹瓢虫幼虫存活，幼虫期死亡率高达86．7％；但用Bt棉GK12或新棉33B上的棉粉虱饲养，幼虫期死亡率分别为53．3％和26．7％，均显著低于对照。④取食Bt棉GK12和新棉33B上的棉粉虱，瓢虫未成熟期分别为15．5和13．9d，成虫体重分别为4．0和4．2mg，差异均不显著；但取食新棉33B上棉粉虱的瓢虫死亡率显著低于取食GK12上棉粉虱的处理。     

以不同蚜虫为食的龟纹瓢虫生长发育和繁殖规律研究

本文使用不同蚜虫（棉花型棉蚜、瓜型棉蚜、高粱蚜、豆蚜和绣线菊蚜）和不同蚜虫种类混合群体（棉蚜：高粱蚜=1：3、棉蚜：高粱蚜=1：1、棉蚜：高粱蚜：3：1）饲喂龟纹瓢虫的幼虫和成虫,观察其生长发育与繁殖规律。试验结果表明,不同蚜虫饲料中以饲喂高梁蚜时龟纹瓢虫的世代历期最短,为15d,其它的在17．4～19d;10d的单雌累计产卵量最多为143粒;成虫鲜重最高,雌虫为8．93mg,雄虫为6．58mg,其他4种蚜虫饲料间没有显著差异。饲喂不同蚜虫种类混合群体比单一饲喂高粱蚜时1龄幼虫的存活率有显著提高。综合考虑,高梁蚜是龟纹瓢虫的最佳食物,在低龄幼虫期辅以饲喂棉蚜,更有利于龟纹瓢虫种群数量增加。     

龟纹瓢虫对烟粉虱和棉蚜取食选择及适合度比较研究

基于近年来棉田烟粉虱数量上升并与棉蚜呈混合或交替发生的态势,比较研究了棉田优势捕食性天敌龟纹瓢虫对棉蚜和烟粉虱的取食偏好和食物适合度.结果显示,龟纹瓢虫不同虫态对烟粉虱若虫和棉蚜均具有较好的捕食作用;在棉蚜和烟粉虱若虫不同比例共存的情况下,龟纹瓢虫成虫均显著地偏好取食棉蚜;空间增大和蚜虫数量不足有助于增加龟纹瓢虫成虫对烟粉虱若虫的控制效应.取食烟粉虱若虫和棉蚜若虫的龟纹瓢虫幼虫均能完成生长发育,对后代成虫性比亦无影响;但取食烟粉虱若虫的龟纹瓢虫幼虫期延长3d,死亡率升高5.45倍,幼虫和成虫体重明显减轻;成虫取食烟粉虱若虫不能满足其产卵的营养需求.综合分析认为,棉田具有一定数量(经济域值以下)的棉蚜,有利于增加龟纹瓢虫对烟粉虱的控制效应.     

龟纹瓢虫胰岛素信号通路AKT、MAPK、RPS6KB基因序列结构与时空表达模式分析

为明确龟纹瓢虫Propylea japonica胰岛素信号通路中AKT、MAPK和RPS6KB三个基因的序列结构和时空表达模式,基于龟纹瓢虫全基因组序列数据,选取AKT、MAPK和RPS6KB三个基因全长进行序列结构分析,蛋白序列结构分析发现其分别编码522、332和375个氨基酸。利用qRT-PCR检测其在龟纹瓢虫雌虫不同发育时期（羽化后1、3、5、7 d）、不同组织（头、胸、腹、肠）中的表达模式,结果显示AKT、MAPK和RPS6KB基因表达量均在龟纹瓢虫雌虫羽化第7 d显著上调,并达到最高水平;AKT在雌虫羽化第1 d和3 d高表达部位均为头部,第5 d和7 d高表达部位分别为肠道和胸部;MAPK基因在龟纹瓢虫雌虫羽化第1 d、3 d、5 d和7 d,头部表达水平均显著高于胸、腹和肠道;RPS6KB基因在其羽化后第1 d、3d、5d和7d,腹部表达水平均显著高于头、胸和肠道。AKT、MAPK、RPS6KB基因在龟纹瓢虫不同发育时期及不同组织中的表达量存在差异,为进一步研究胰岛素信号通路在龟纹瓢虫生殖发育中的作用奠定了基础。     

异色瓢虫幼虫捕食蚜虫与同种非同胞卵的混合食物对成虫捕食行为的影响

许多研究发现只捕食非同胞卵对捕食性瓢虫的发育、存活和行为具有不良影响,但较少关注少量捕食非同胞卵对瓢虫是否有影响,自相残杀作为瓢虫捕食其他猎物的营养补充乃是自然界的常态。本研究旨在探明异色瓢虫Harmonia axyridis（Pallas）幼虫期在捕食蚜虫的基础上取食非同胞卵是否对成虫捕食行为产生影响。设置3个幼虫期饲喂处理：给各龄幼虫仅饲喂禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi（Linnaeus）（对照）,给各龄幼虫饲喂蚜虫加少量非同胞卵（分散食卵）,给4龄幼虫饲喂蚜虫加较多的非同胞卵、其余龄期只喂蚜虫（集中食卵）等;观察雌、雄成虫体型大小和羽化后连续3 d的捕食行为。对观测的异色瓢虫成虫体重、捕食总时间、捕食攻击频次和首次捕食发生倾向等行为特征进行的数据分析结果表明,在所检验的3个饲喂处理间这些特征均不存在显著差异。说明异色瓢虫在幼虫期除捕食蚜虫外,持续少量或一次性大量取食非同胞卵不影响其在成虫期的捕食行为。     

三种饲料对异色瓢虫和龟纹瓢虫的饲喂效果

比较了3种饲料（米蛾卵、赤眼蜂蛹和桃蚜）对异色瓢虫和龟纹瓢虫发育和生殖力的影响，在瓢虫生长发育全过程中，分别用3种饲料饲养的结果表明，取食米蛾卵的两种瓢虫在低龄幼虫期即全部死亡；取食赤眼蜂蛹或桃蚜的瓢虫65.2%-84.6%均能羽化成虫,性比无差异；但取食赤眼蜂蛹的瓢虫，其幼虫和蛹的发育历期较取食桃蚜的显著延长，羽化的成虫体重也显著较轻，在瓢虫不同生长发育期（幼虫期和成虫期）喂饲不同饲料，对成虫产卵能力有明显的影响：幼虫期用赤眼蜂蛹、成虫期用赤眼蜂蛹或米蛾卵作饲料的瓢虫都不能产卵；幼早期用桃蚜、成虫期用赤眼蜂蛹或米蛾卵作饲料的亦不能产卵；幼虫期用赤眼蜂蛹、成虫期用桃蚜作饲料的瓢虫能产少量的卵（221粒）；幼虫期和成虫期全部用桃蚜作饲料产卵较多（404粒）。研究表明，米蛾卵不适于饲养这两种瓢虫；桃蚜饲养瓢虫的效果最好；桃蚜饲养瓢虫的效果最好；桃蚜供应不足时，在瓢虫幼虫期可适当用赤眼蜂蛹作为补充饲料。     

龟纹瓢虫对柑橘木虱的捕食功能反应及猎物偏好性

为评估龟纹瓢虫Propylea japonica对柑橘木虱Diaphorina citri的生物防治潜能,在实验室条件下测定龟纹瓢虫1~4龄幼虫和成虫对柑橘木虱5龄若虫的捕食功能反应、搜寻效应、自身密度干扰反应以及捕食偏好性。结果表明,龟纹瓢虫1~4龄幼虫和成虫对柑橘木虱5龄若虫的捕食功能反应均符合Holling II型功能反应类型,其各虫态龟纹瓢虫的瞬时攻击率分别为0.313、0.610、0.234、0.585和0.675,处理时间分别为0.088、0.077、0.013、0.008和0.016 d,龟纹瓢虫4龄幼虫对柑橘木虱5龄若虫的捕食能力最大,为73.125,龟纹瓢虫成虫、3龄幼虫、2龄幼虫、1龄幼虫次之,捕食能力分别为42.188、18.000、7.922和3.557。各虫态龟纹瓢虫对柑橘木虱5龄若虫的搜寻效应随柑橘木虱5龄若虫密度升高而下降;在柑橘木虱5龄若虫密度一定的条件下,各虫态龟纹瓢虫对柑橘木虱5龄若虫的捕食率随自身密度升高而下降,其自身密度干扰方程为E=0.421P^-0.52;当柑橘木虱5龄若虫和豆蚜Aphis craccivora 4龄若虫2种猎物共存时,龟纹瓢虫成虫对其食物选择性指数均小于1,表明龟纹瓢虫成虫对这2种猎物无捕食偏好性。表明龟纹瓢虫对柑橘木虱5龄若虫有较强的防控潜能。     

龟纹瓢虫残食同种卵行为的研究

本文初次研究了龟纹瓢虫残食同种卵的行为。结果表明:龟纹瓢虫幼虫和成虫均有明显的残食同种卵行为。初孵幼虫取食2粒卵即可完成一龄发育,但生存时间明显延长。以其卵作食料可完成幼虫发育,但发育历期较慢;成虫残食同种卵则无生殖能力。因此认为,当自然界缺乏猎物时,龟纹瓢虫卵可作为增加它的生存机会及种群延续的一种替换食料。这种残食同种卵行为对于种群自我调节和繁衍有着重要的生物学意义。     

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.     

Interaction of Cry1Ac toxin (Bacillus thuringiensis) and proteinase inhibitors on the growth, development, and midgut proteinase activities of the bollworm, Helicoverpa zea

Potential resistance development to Bt cotton in certain lepidopterans has prompted research to develop strategies that will preserve this environmental-friendly biotechnology. Proteinase inhibitors are potential candidates for enhancing Bt toxicity against lepidopteran pests and for expanding the spectrum of control for other insects. Interactions of Bt toxin from Bacillus thuringiensis and proteinase inhibitors were investigated by monitoring growth, development, and gut proteinase activities of the bollworm, Helicoverpa zea. Several proteinase inhibitors were combined with Bt protoxin Cry1Ac in artificial diet and fed to newly molted 3rd-instar bollworm larvae to determine effects on larval body weight and length, pupation progress, and mortality rate. Major midgut proteinase activities, including caseinase, tryptic, and chymotrypsin activities, were examined after treatment. A concentration of Bt at a level causing minimal mortality (<10%), was mixed with the following proteinase inhibitors: benzamidine, phenylmethylsulfonyl fluoride (PMSF), and N-α-tosyl-l-lysine chloromethyl ketone (TLCK). When compared with controls, the synergistic effect of Bt toxin and proteinase inhibitors caused significant decreases in mean larval weight and length over time. Midgut samples tested against the substrates azocasein, α-benzoyl-dl-arginine-p-nitroanilide (BApNA), and N-succinyl-alanine-alanine-proline-phenylalanine-p-nitroanilide (SAAPFpNA) showed significant decreases in the protease activity of larvae fed Bt plus inhibitor versus control. Interaction of Bt and proteinase inhibitors significantly retarded larval growth and resulted in developmental delay and up to 20% mortality.     

转基因棉花对草间小黑蛛生长发育及其相关酶活性的影响

为评估转基因抗虫棉花对天敌的安全性,用取食常规棉(中棉所49)、单价棉(中棉所45)和双价棉(2009002)的棉铃虫幼虫饲喂草间小黑蛛,采用酶联免疫和分光光度计法研究转基因抗虫棉对草间小黑蛛生长发育及其相关酶活性的影响。结果显示,与常规棉花相比,单价棉花使草间小黑蛛4～5龄幼虫发育历期显著延长,对其余龄期影响不显著;双价棉花对草间小黑蛛1～3龄幼虫发育历期影响不显著,4～5龄幼虫发育历期显著延长,6龄后大量死亡。2种转基因棉对草间小黑蛛体重及其体内外源蛋白含量的影响均不显著,除谷胱甘肽-转移酶和单价棉处理的过氧化物酶外,对其它相关酶活性亦无显著影响。     

Cry1Ac和Cry2Ab蛋白对大草蛉生长发育及酶活力的影响

为明确转Cry1Ac和Cry2Ab基因棉花对大草蛉的影响,运用Bt蛋白与人工饲料混合的方法,以大于转基因棉花叶片中蛋白含量20倍的剂量饲喂大草蛉初孵幼虫,初步研究了Cry1Ac和Cry2Ab对大草蛉生物学参数和消化酶、解毒酶活性的影响。结果表明：取食含Bt蛋白饲料的大草蛉幼虫的发育历期、体重、蛹重、成虫体重、羽化率等生物学参数与对照相比均没有显著差异;在大草蛉幼虫体内可以检测到含量较高的Cry1Ac和Cry2Ab蛋白,分别为974.92~1 282.39 ng/g鲜重和5 592.62~6 082.92 ng/g鲜重,而在大草蛉成虫体内检测到的Cry1Ac和Cry2Ab蛋白含量非常低,分别为0.29~0.39 ng/g鲜重和50.34~56.71 ng/g鲜重;取食含Bt蛋白的饲料对大草蛉幼虫的类胰蛋白酶、类胰凝乳蛋白酶、氨肽酶和谷胱甘肽-S-转移酶活性有一定的影响,但对大草蛉成虫影响与对照差异不显著。表明大草蛉取食含Bt蛋白的人工饲料后,虽然体内可以检测到一定含量的Bt蛋白,但对大草蛉的生长发育并没有显著的直接不利影响。     

苏云金杆菌亚致死浓度对美国白蛾及其寄生蜂生长发育的影响

为阐明苏云金杆菌Bacillus thuringiensis(Bt)与白蛾周氏啮小蜂Chouioia cunea Yang的协同作用,分别用103~108孢子/m L的6个Bt浓度处理美国白蛾Hyphantria cunea 2龄幼虫后,通过室内试验测定了Bt对其致死、亚致死效应,及亚致死浓度Bt对寄生蜂子代出蜂的影响。结果表明,浓度106孢子/m L处理组美国白蛾均未能化蛹;而106孢子/m L处理组均能化蛹并羽化,且幼虫发育历期随Bt浓度的增加而延长,平均蛹重在74.92~92.18 mg之间,均高于对照的68.66 mg,但蛹重不呈线性规律变化。当Bt对美国白蛾平均校正死亡率低于17.17%时,幼虫发育历期延迟不明显,但平均蛹重为101.11~124.34 mg,均高于对照;接蜂后能够正常出蜂,出蜂率为33.13%~51.25%,每蛹出蜂量为117.43~143.42头,均显著高于对照。表明用平均校正死亡率低于20%的Bt处理对白蛾周氏啮小蜂的寄生有利,2种生防措施协同作用存在增效潜力。     

转基因棉和常规棉叶片对抗Cry1Ac近等基因系棉铃虫生长发育的影响

利用室内饲喂法,以抗Cry1Ac近等基因系棉铃虫为材料,比较转基因棉花33B和SGK321及其对照亲本DP5415和石远321对抗、感棉铃虫生长发育的影响。结果表明,抗性棉铃虫在取食常规棉叶后表现出一定的适合度代价。取食DP5415和石远321两种常规棉花后,抗性品系棉铃虫的幼虫存活率显著低于敏感品系,取食33B和SGK321两种转基因棉花的抗性棉铃虫,不仅其幼虫存活率显著高于敏感品系,而且致死中时间也比敏感品系延长。取食9天后,抗性品系在常规棉花石远321和DP5415上发育到3龄和4龄幼虫的比例显著低于敏感品系,取食33B和SGK321转基因棉花的抗性品系发育到3龄幼虫的比例均显著高于敏感品系。抗性品系在常规棉上的蛹重均显著低于敏感品系,部分取食转基因棉花的抗性品系棉铃虫可以化蛹,而敏感品系不能在转基因棉花上化蛹。     

新疆地区棉铃虫自然种群对Bt棉的抗性频率监测

为监测新疆棉区棉铃虫Helicoverpa armigera(Hübner)田间种群对Bt棉的抗性频率,在2010年和2011年分别采集石河子和喀什地区莎车的棉铃虫单雌系,以Cry1Ac毒蛋白作为人工饲料,用单雌系F1/F2代法进行棉铃虫种群抗性个体检测。2010年筛选了123个石河子的棉铃虫单雌系,2 011年筛选了152个莎车的棉铃虫单雌系。两地的棉铃虫种群均没有筛选到相对平均发育级别≥0.8的抗Bt棉个体,估算出石河子和莎车的棉铃虫种群的抗性频率低于10-3。莎车F2单雌系与其对应的F1单雌系相对平均发育级别有明显差异。研究表明新疆石河子地区田间棉铃虫种群仍保持敏感状态,喀什地区田间棉铃虫种群对Bt棉的耐受性增高。     

转cry1Ac玉米对亚洲玉米螟的抗性评价

目标性状的有效性评价是转Bt基因抗虫玉米研发和安全性评价研究的重要内容之一。采用酶联免疫吸附剂测定（ELISA）、室内生测和田间人工接虫鉴定研究了转cry1Ac玉米纯合群体BT-X和分离群体BT-38、BT-181、BT-43、BT-105等转化事件Cry1Ac蛋白的表达量以及对亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis（Guenée）的室内杀虫和田间抗虫效果。转cry1Ac玉米鲜组织中Cry1Ac蛋白含量在44.07～438.00 ng/g之间,不同转化事件及不同组织之间差异显著,其中BT-X鲜花丝中Bt蛋白表达量显著低于未展开心叶。室内生测试验中除BT-43与对照没有显著差异外,取食其它转基因玉米心叶的亚洲玉米螟初孵幼虫6或7天的存活率为0～15.3%,显著低于非转基因对照;取食夏播BT-X鲜花丝6天的幼虫存活率为62.5%,显著低于Bt11及非转基因对照。田间心叶期接虫鉴定显示BT-X高抗亚洲玉米螟。说明转cry1Ac玉米BT-X、BT-181、BT-38和BT-105对亚洲玉米螟有很高的杀虫作用,BT-X田间抗虫效果良好。     

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。