双价基因(Bt+CpTI)抗虫棉对棉铃虫的杀虫活性及抑制生长作用

比较了转 Bt+ Cp TI双价基因抗虫棉 (双价棉 )与转 Bt单基因棉 ( Bt棉 )对棉铃虫不同Cry1 Ac抗性种群杀虫活性的时间动态和对不同龄期幼虫的抑制生长作用。结果表明 ,双价棉叶对棉铃虫的杀虫活性于 6月底最高 ,7月底和 8月下旬逐渐下降 ,高于同期测定的 Bt棉的杀虫活性。双价棉对棉铃虫抗性种群 2～ 5龄幼虫的死亡率、存活幼虫体重、化蛹率和成虫羽化率等生长发育的影响 ,均显著高于 Bt棉。用 Bt棉叶连续饲养不同龄期抗性棉铃虫 ,2龄幼虫就可部分化蛹和羽化 ,而用双价棉饲养 ,5龄以下幼虫不能化蛹和羽化 ,表明双价棉对抗性棉铃虫具有较强的抗虫性。     

对Bt毒蛋白不同抗性水平棉铃虫品系的生物学研究

用对Bt毒蛋白(Cry1Ac)具有一定抗性水平的安阳品系和相对敏感的新疆品系棉铃虫进行Bt毒蛋白(Cry1Ac)的室内毒力测定结果表明,两品系的LC50值分别为8.7645g·L 1和0.2547g·L 1,前者是后者的34.4倍。用转Bt基因抗虫棉中棉所29和常规棉花品种中棉所35蕾期的倒3叶饲养安阳品系和新疆品系棉铃虫的初孵幼虫(孵化后24h),结果表明:两个棉铃虫品系在取食抗虫棉后的累计校正死亡率在1～2d内差异不明显;新疆品系棉铃虫在转Bt基因抗虫棉上发育的最高龄期为4龄,其比率为6.7%;而安阳品系部分棉铃虫能够在转Bt基因抗虫棉上完成生长发育,其4龄幼虫的比率为45.5%,5、6龄幼虫的比率分别为12.6%和3.8%,有1.6%的幼虫能够正常化蛹;用常规棉棉叶饲养的安阳品系和新疆品系棉铃虫各龄幼虫的发育历期差异不显著,而用转Bt基因抗虫棉棉叶饲养的安阳品系棉铃虫幼虫的发育历期与新疆品系虽然差异不显著,但前者的发育历期均短于后者。     

单、双价转基因抗虫棉对棉铃虫适合度及其抗药性的影响

 室内以分别用转双价基因棉中棉所41（Cry1Ac+CpTI）、转单价基因棉中棉所44（Cry1Ac）和常规棉中棉所49（CK）连续筛选16代的AYBC、AYBT和AYCK棉铃虫种群为材料,分别继续用上述材料再连续筛选10代,研究抗虫棉对棉铃虫适合度及其抗药性的影响。试验结果表明：经室内连续筛选26代后,与AYCK对照种群相比,AYBC和AYBT种群的幼虫发育历期明显延长,蛹重、产卵量、卵孵化率均明显降低,蛹历期和雌虫百分率差异不显著;与AYBT种群相比,AYBC种群的幼虫发育历期明显延长,产卵量显著降低,蛹重、蛹历期、雌虫百分率和卵孵化率差异不显著。17－26代,AYBC种群与AYBT种群同一筛选代数间对Cry1Ac毒素的抗性倍数差异不显著,并且随着筛选代数的增加,AYBC和AYBT种群的抗性倍数都有所增加。     

Bt基因在不同陆地棉基因型的表达研究

研究了Bt基因在陆地棉不同遗传背景下的表达差异。结果表明,(1)Bt基因在不同陆地棉基因型中均能充分表达,与常规(非抗虫)棉相比抗虫性极为显著。(2)不同陆地棉基因型品系(种)之间抗虫性比较,有差异且部分品系间达极显著水平。(3)Bt基因在不同陆地棉基因型的表达,前期(对二代棉铃虫的抗性)差异较大;中期(对三代棉铃虫的抗性)差异变小;后期(对四代棉铃虫的抗性)没有显著差异。(4)转Bt基因抗虫棉Bt基因的表达随棉花的生育进程呈逐渐降低趋势,即对二代棉铃虫的抗性>对三代棉铃虫的抗性>对四代棉铃虫的抗性。     

抗性棉铃虫在转基因棉花上某些生命参数的研究

用室内转Bt基因棉叶汰选的低抗种群及同源对照种群,测定对田间不同生育期转基因抗虫棉叶及常规棉叶的反应.结果表明,抗性和敏感种群在常规棉叶上,幼虫存活率、化蛹率、幼虫历期及蛹重等指标均无显著差异,但抗性种群的每雌产卵量降低.抗性种群在转基因棉花上存活随棉花不同生育期的变化而出现差异.在7月下旬、8月下旬开始接虫的两代,第10天幼虫存活率,抗性种群比敏感种群提高;而在6月下旬开始接虫,抗性种群与敏感种群一样均不能化蛹,抗性种群化蛹率的提高仅在棉花生长后期(8月下旬开始接虫).比较敏感种群,抗性种群在转基因棉花上幼虫存活率提高,但存活幼虫生长缓慢,幼虫历期延长,蛹重明显减轻.结果表明,低水平抗性种群虽然对转基因棉花有一定适应性,但在转基因棉花上仍然生长发育不正常.     

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     

转双价基因抗虫棉对棉铃虫的抗虫性及时空动态

室内研究了转双价基因(CryIAc+CpTI)抗虫棉6种不同组织器官对棉铃虫不同龄期幼虫的抗虫性及时空动态、对棉铃虫幼虫生长发育及营养效应的影响。结果表明,除棉叶外,转双价基因抗虫棉的棉蕾、棉苞叶、花蕊、花瓣和棉铃的抗虫性均好于转单价基因抗虫棉,特别是对高龄幼虫的抗虫性增强;棉叶的抗虫性呈明显的时空动态,而上述其它组织器官抗虫性较为稳定。取食转双价基因抗虫棉后,棉铃虫幼虫的体重和蛹重明显降低,幼虫和蛹的历期延长,化蛹率和羽化率明显降低,成虫寿命缩短;幼虫的相对取食速率和近似消化率明显降低,相对代谢速率明显升高。     

农杆菌介导转Bt基因海岛棉的获得及抗棉铃虫效果分析

本研究采用农杆菌介导法,对海岛棉胚性愈伤组织进行遗传转化。经抗性培养基筛选得到抗性胚性愈伤组织,进而嫁接得到抗性植株。通过对抗性植株进行PCR以及Southern blot检测,确定了Bt基因已经整合至抗性植株的基因组中。通过对这些转基因植株进行室内抗虫性鉴定,调查棉铃虫幼虫的死亡情况、幼虫对转基因植株叶片的取食情况以及幼虫的生长状况为指标来综合评价其抗性程度,结果表明,6棵转基因植株对棉铃虫均具有一定的抗性,5号及6号植株抗性级别达到了抗。     

生长前期转Bt基因棉对棉铃虫(Helicoverpa armigera Hübner)的抗性研究

生长前期转 Bt基因棉对低龄棉铃虫幼虫具较强的抗性 ,子叶期抗性最强 ,真叶后下降 ,随后逐渐上升 ,至 1 0叶期达顶点 ,之后又开始下降 ;沿江棉区一代棉铃虫幼虫发生期 ,正处于 Bt基因棉的生长前期 ,转 Bt基因棉对 1龄和 2龄幼虫在较短的时间内即表现出较强的抗虫效果 ,对 3龄和4龄幼虫抗虫效果明显下降 ,但连续取食后全部不能存活 ,对 5龄幼虫抗虫效果较差 ,连续取食后可部分化蛹但化蛹率明显低于对照。同时测定了降雨对生长前期转 Bt基因棉抗性表达的影响     

转Bt基因棉不同品种杀虫蛋白季节性表达及其对棉铃虫的控制作用

实验室条件下研究了不同品种转Bt基因棉花对棉铃虫抗性的差异、不同生育期棉花抗虫性的变化及Bt毒蛋白季节性表达。结果显示,不同品种转Bt基因棉在不同发育阶段,其棉叶均有阻止棉铃虫取食的作用,表现了明显的抗性,但其抗性强弱存在明显差异。DP 99B抗性表现最好,Hanza154抗性相对较差,6 d平均校正死亡率分别为89.23%和75.91%。转基因棉不同品种对棉铃虫的抗性在时间上呈现动态变化,以植株发育阶段划分,表现为蕾期盛花期花铃期铃期。ELISA测定结果表明,Bt毒蛋白在转基因棉不同器官中的含量差异显著,叶片中Bt毒蛋白的表达量显著大于其它组织器官。随着棉花生长发育的推进,叶片(鲜重)中Bt毒蛋白含量则明显降低,表现为七叶期三叶期蕾期铃期花铃期。     

长江中游棉区转CryI A基因棉花对棉铃虫的抗性评价

对转 Bt棉 GK-19和转 Bt美棉 BG-15 60进行了室内生测和大田调查。结果显示 ,室内生测两Bt棉品系对棉铃虫的抗性随组织器官和生育期的不同而变化。总体上 ,繁殖器官的抗性效率大于其它器官 ,7月份的抗性水平显著高于 8月和 9月 ;田间调查 ,在对照田第 3和 4代棉铃虫高峰虫量百株 14头和 2 8头密度下 ,Bt棉 GK-19和 BG-15 60对第 3和 4代棉铃虫的控制效果分别为 86.2 1%、87.89%、93 .10 %和 92 .19%。表明长江中游棉区转 Cry1A基因棉花对棉铃虫的田间种群数量亦有很强的控制作用。     

转基因抗虫棉抗虫性状的遗传研究

转 Bt基因抗虫棉新棉 33B和 GK- 1 2对棉铃虫具有显著的抗性。盛蕾期饲喂抗虫棉株系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 1 2号三个常规品种 (系 )初孵幼虫死亡率分别为 1 0 .9%、1 3.9%、9.2 %。转 Bt基因抗虫棉的杂种一代能明显延缓棉铃虫的发育进程。饲喂新棉 33B、GK- 1 2与常规品种 (系 )的杂种一代 72 h后 ,存活幼虫以1龄虫为主 ,分别占 92 .4%、85 .1 % ,并有少量 2龄幼虫。而同批次对照苏棉 1 2号和泗棉 3号以 2龄虫为主 ,分别占 89.6%、86.8% ,并有少量的 3龄虫出现。以抗虫棉与常规棉杂种 F1叶片饲喂棉铃虫 ,其发育进度较取食对照品种的延缓 1个龄期。转 Bt基因抗虫棉抗虫性状的遗传是受一对显性基因控制的。 Bt基因是以单一位点的方式整合到棉花基因组 ,不存在多位点的整合方式     

转Bt基因棉对棉铃虫抗性的时空动态

在室内研究了转Ｂｔ基因棉对棉铃虫抗性的时空动态及对棉铃虫幼虫取食行为的影响,结果表明,整个棉花生长期,棉花不同器官随着时间的变化其抗性有较大的差异,如７月以后,棉叶对棉铃虫幼虫的抗性明显下降,由６月下旬的１００％下降到８月初的６２．５％,然后抗性又逐渐回升,但仍为下降的趋势;从空间抗性来看,营养器官的抗性高于繁殖器官,接虫２４ｈ后,棉铃虫幼虫在转基因棉繁殖器官上分布数量较多;转基因棉对棉铃虫幼虫取食行为有较大的影响,和常规棉相比,在转基因棉上取食时间减少５７．６％,吐丝下垂、爬行和静息的时间分别延长３９６．１％、２２．４％和４．０％。     

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     

昼夜不同温度对2种Bt棉苗期叶片杀虫蛋白表达量和棉铃虫死亡率的影响

为探讨Bt棉的抗虫性对不同昼夜温差变化的响应机理,应用生物测定和ELISA方法,于苗期对2种不同来源的Bt棉棉株进行连续96 h的不同昼夜温度处理,用处理后的叶片饲喂棉铃虫,研究昼夜温度变化对Bt蛋白表达及棉铃虫死亡率的影响。结果表明,白天高温35℃,夜间低温18℃,能显著影响Bt棉蛋白表达量和幼虫死亡率,且随着胁迫时间的延长,杀虫蛋白含量和幼虫死亡率急剧下降;虽然白天高温35℃,夜间正常温度28℃,也会影响杀虫蛋白表达量和幼虫死亡率,但影响程度较小,且随着胁迫时间的延长,Bt蛋白的下降幅度趋于稳定。2个不同基因来源的品种间,美国棉‘邯杂154’蛋白表达量高于‘皖棉11’,且美国棉品种受到昼夜温度变化的影响较小。白天极端高温,晚上极端低温可以显著影响Bt棉抗虫性,并且胁迫时间越长,影响越强,该研究结果将为中国棉花种植过程中经常出现的极端天气下Bt棉的抗虫性安全应用提供理论基础。     

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。     

形态抗虫棉对棉铃虫实验种群发育的影响研究

通过室内系统饲养，采用组建种群生命表的方法，研究了取食不同抗性品种对棉铃虫实验种群的影响。结果表明，取食形态抗虫棉的棉铃虫，不仅种群生长发育受阻，其存活率和生殖力均下降，从而使种群数量增殖减缓。取食形态抗虫品种川棉243的种群，幼虫、蛹的发育历期延长、体重减轻，成虫寿命及产卵期缩短、产卵量降低，在同一特定年龄均以取食川棉243的种群的死亡率较取食对照品种的高，种群累计存活率和繁殖力低，砷群数量增长指数仅为161．7，分别较取食感虫品系中无151和常规推广品种中棉所12的低52．6%和39．4％。