转Bt基因棉杀虫蛋白含量时空分布及对棉铃虫产生抗性的影响

采用ＥＬＩＳＡ法（酶链免疫法）、室内初孵棉铃虫生测法和田间棉铃虫为害调查方法，研究和分析了中国构建的 Ｂｔ（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｔｈｕｒｉｎｇｉｅｎｓｉｓ）基因抗虫棉品系ＧＫ３和美国构建的Ｂｔ基因棉品系新棉３３Ｂ的不同生育期以及花铃期不同器官的杀虫蛋白含量、校正死亡率和田间受害率变化趋势以及它们之间的关系。结果表明，转Ｂｔ基因棉Ｂｔ杀虫蛋白含量在棉花生育过程中呈时空动态变化，在时间分布上，各生育期顶尖平展叶表现为：初花期＞蕾期、花铃期＞苗期＞吐絮期；在花铃期，各器官表现为：功能叶、茎尖＞小蕾、幼铃＞花蕊、花瓣、苞叶、老叶。室内生测幼虫校正死亡率与棉株Ｂｔ杀虫蛋白含量高度一致；田间表现与Ｂｔ杀虫蛋白含量有一定的差异，除主要受Ｂｔ杀虫蛋白影响外，棉铃虫取食选择性，以及残存高龄幼虫为害和棉株各部位营养结构等也影响其抗虫性，造成后期棉铃虫主要为害花、蕾和幼铃，两材料抗虫性表现较为一致。     

转基因棉Bt毒性表达的时空动态及对棉铃虫生存、繁殖的影响

转Ｂｔ基因棉３１０品系在不同发育阶段,对棉铃虫的毒性表达测定表明,（１）棉株各空间组织在不同发育阶段均能强力阻止棉铃虫取食,表达出较高的抗虫效果。（２）棉株不同空间组织在同一时期,毒性表达存在差异,以营养组织,中、小蕾高于大蕾和铃。（３）同一组织毒性表达随着棉株生长、发育、成熟、衰老逐渐呈动态下降。（４）前后各阶段,同一组织饲喂棉铃虫,死亡所需要天数呈动态增加,但最终生存率降低到一个较低水平。存活老熟幼虫重量、蛹重及蛹羽化率比对照棉铃虫下降３０％～５０％,羽化的蛾子进行自交或异交均能产下受精率、孵化率很高的卵。取食Ｂｔ转基因棉的雌蛾产卵量比对照减少５０％～７０％。     

转Bt基因棉的其它抗性效应

据美国近年来种植Ｂｔ棉的观察，转Ｂｔ基因棉的主要目的是提高棉花对鳞翅目害虫的抗性，减少农药的使用。自转Ｂｔ基因棉问世并试种以来，表现出对烟芽夜蛾（Ｈｅｌｉｏｔｈｉｓｖｉｒｅｓｃｅｎｓ）的抗性最好，其次为棉铃虫（Ｈｅｌｉｃｏｖｅｒｐａａｒｍｉｇｅｒａ）...     

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％。     

转Bt基因棉的抗虫性研究简报

转Ｂｔ基因棉的抗虫性研究简报ＰｒｅｌｉｍｉｎａｒｙＳｔｕｄｙｏｎＲｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆＴｒａｎｓｇｅｎｉｃＢｔＣｏｔ－ｔｏｎｔｏＩｎｓｅｃｔＰｅｓｔｓ培育和利用转Ｂｔ基因棉是治理抗性棉铃虫最经济、有效的途径之一，由中国农业科学院棉花研究所采用生物技...     

棉铃虫取食转Bt基因棉花后中肠组织的病理变化

利用透射电镜观察棉铃虫 (H elicoverpaarmigera Hübner)取食含转 Bt基因棉的饲料后中肠组织的病理变化。结果发现 ,棉铃虫 3龄幼虫取食含转 Bt基因棉的饲料后中肠组织发生病变 ,随着取食时间的增加 ,变化越来越明显 ,取食 7d后 ,微绒毛脱落 ,质膜界限不清晰 ,线粒体和内质网减少 ,线粒体内嵴不清晰 ;棉铃虫对转 Bt基因棉产生抗性后 ,抗性种群棉铃虫取食含转 Bt基因棉的饲料 ,中肠仍会发生一系列组织病理变化 ,但病变程度减弱。同时 ,与分别取食含 Bt杀虫剂、Bt毒蛋白饲料的棉铃虫进行了比较     

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。     

中棉所育成系列转Bt基因抗虫棉

９０年代以来,针对棉铃虫的暴发为害,中国农科院棉花研究所利用生物技术和常规育种相结合的方法,经过几年努力,培育出对棉铃虫具有高度抗性的中熟、中早熟、杂交和短季转Ｂｔ基因系列抗虫棉。１９９８年元月,转Ｂｔ基因杂交抗虫棉中棉所２９和短季抗虫棉中棉所３０已...     

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。     

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     

影响Bt转基因棉花抗虫效果的因素

棉铃虫是澳大利亚棉花的主要害虫，每年造成的为害高达１．５亿澳元。１９９６年开始商用种植Ｂｔ转基因棉，打药次数明显下降，但同时也表现出抗性随着季节的进展逐渐下降的明显趋势。在室内与田间同时就此问题进行了研究和测定。结果简介如下。１　Ｂｔ基因有可能出现的问题与原因（１）ＢＴ基因本身；（２）信息ＲＮＡ本身；（３）毒蛋白本身。研究表明有两种趋势：现蕾前至成熟均出现季节性下降趋势；季节早期偶然出现突然下降趋势。下降倍数可以达到３３－２００倍，且表现在所有Ｂｔ棉中。研究认为，环境因子，如滞水、高温、低温、光…     

转Bt基因棉及其抗虫性研究与利用进展

本文综述了转Ｂｔ基因棉的培育及应用,对鳞翅目害虫的抗性及对非鳞翅目害虫和天敌的影响,以及害虫对转Ｂｔ基因棉抗性的预防和治理等方面的研究进展。并针对我国的具体情况,讨论了害虫对转Ｂｔ基因棉抗性的预防策略及转基因棉ＩＰＭ体系的关键技术组成。     

麦套夏播转Bt基因棉田主要害虫及其天敌的发生规律

１９９７年在田间系统研究了转Ｂｔ基因棉品种中棉所３０（Ｒ９３－６）在麦套种植方式下,对棉田主要害虫及其天敌种群的影响。结果表明,转基因棉对棉铃虫（Ｈｅｌｉｏｔｈｉｓａｒｍｉｇｅｒａ）和棉造桥虫（Ａｎｏｍｉｓｆｌａｖａ）有良好的抗性,发生高峰期百株幼虫数量均显著低于对照品种中棉所１６（早熟品种）,但转基因棉田仍需防治三、四代棉铃虫;和常规棉相比,转基因棉自然控制田和转基因棉综合防治田的棉蚜（Ａｐｈｉｓｇｏｓｙｐｉ）分别增加３３．１％和减少２５．１％、红蜘蛛（Ｔｅｔｒａｎｙｃｈｕｓｃｉｎｎａｂａｒｉｎｕｓ）分别增加１３８．９％和减少１８．５％、棉蓟马（Ｔｈｒｉｐｓｔａｂａｃｉ）分别增加３４６．０％和３１５．３％、白粉虱（Ｔｒｉａｌｅｕｒｏｄｅｓｖａｐｏｒａｒｉｏｒｕｍ）分别增加６３．８％和２９．０％、棉盲蝽（Ｌｙｇｕｓｌｕｃｏｒｕｍ）分别增加５７．１％和减少１８．９％、棉叶蝉（Ｅｍｐｏａｓｃａｂｉｇｕｔｕｌａ）分别增１１．５％和１４．２％、龟纹瓢虫（Ｐｒｏｐｙｌａｅａｊａｐｏｎｉｃａ）分别增加１１．８％和４５．５％、草间小黑蛛（Ｅｒｉｇｏｎｉｄｉｕｍｇｒａｍｉｎｉｃｏｌａ）分别减少３．６％和３．６％、草蛉（Ｃｈ     

棉花抗虫性研究与利用

培育和种植抗虫棉是控制棉花害虫最为经济、有效益的途径。“六五”科技攻关以来，我国在棉花抗虫性研究与利用方面取得了重大进展。在已收集到的６１９１份棉花资源材料中，对１０４４份、１０２０份、１０１０份和４９０份分别进行了抗棉蚜、棉铃虫、棉红铃虫和棉叶螨性的多点鉴定，对９８９份进行了抗棉蚜、棉铃虫及棉红铃虫性的多点、同步鉴定，对４７５份进行了抗棉蚜、棉铃虫、棉红铃虫及棉叶螨的多点、同步鉴定；建立了抗棉蚜、棉铃虫、棉红铃虫和棉叶螨性的统一生物学鉴定方法及分级标准，探讨了抗这４种害虫的生理生化鉴定技术与方法。系统研究了棉花抗虫性的形态及生化机制，初步揭示了棉花抗虫性的遗传规律。培育了３０多个常规抗虫棉新品系和３个抗虫棉新品种及６个转Ｂｔ基因抗虫棉新品系；成功地将Ｂｔ基因和胰蛋白酶抑制剂基因同时导入棉株并得到了表达。累计推广常规抗虫棉新品种及试种转Ｂｔ基因棉新品系３５万ｈｍ２，直接经济效益１，１～１．６亿元人民币．社会及生态效正亦十分显著。     

不同转基因棉的抗虫性与Bt毒蛋白含量关系研究

转单价 Bt基因棉和转双价 ( Bt+ Cp TI)基因棉对棉铃虫抗性的时空动态及其 Bt毒蛋白含量变化表明 ,无论是单价 Bt基因还是双价 ( Bt+Cp TI)基因 ,对棉铃虫均有明显的抗性 ,呈现明显的时空动态变化。单价 Bt基因在花铃期以前抗性不如双价 ( Bt+ Cp TI)基因 ,在花铃期单价 Bt基因棉花营养器官的抗性稍好于双价 ( Bt+ Cp TI)基因 ,但生殖器官的抗性不如双价 ( Bt+ Cp TI)基因。转单价 Bt基因棉和转双价 ( Bt+ Cp TI)基因棉的 Bt毒蛋白含量时空动态变化趋势与各自的抗虫性相一致。但转双价 ( Bt+ Cp TI)基因棉的Bt毒蛋白表达量在棉株各生育期同一器官及同一生育期不同器官均比转单价 Bt基因棉略低 ,说明 Cp TI基因对棉铃虫也有一定的抗性     

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。     

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。     

土壤胁迫与温度对转Bt基因棉抗虫性的影响

土壤水分过多和过少均不利于转 Bt基因棉杀虫蛋白的表达 ,土壤涝渍可造成转 Bt基因棉抗虫性的显著下降 ,而土壤干旱的影响则相对较小。低温 ( 1 8℃ )不仅可明显降低转 Bt基因棉抗虫基因的表达活性 ,亦可明显降低已表达于棉株中的杀虫蛋白的抗虫活性。高温 ( 3 8℃ )亦可降低转 Bt基因棉抗虫基因的表达活性 ,但较低温的影响则相对较小 ;高温下已表达于棉株中的杀虫蛋白对低龄棉铃虫幼虫的抗虫活性明显增强。因此 ,应加强转 Bt基因棉田的水肥管理 ,保证转 Bt基因棉抗虫性的高效表达 ,重视各种异常天气后转 Bt基因棉田间的虫量监测 ,适时进行防治     

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。     

F1代法检测棉铃虫种群对Bt棉的抗性等位基因频率变化

 在具有室内高抗Bt棉棉铃虫品系的前提下,F₁代法是检测棉铃虫对Bt棉抗性等位基因频率的最简捷、快速的生物测定方法。2010－2012年采用F₁代法检测了河北省邱县棉铃虫田间种群对Bt棉的抗性等位基因频率变化。结果表明,2010－2012年采集的122、141及124头田间雄虫中,分别有32、22及43头携带抗性基因,抗性等位基因频率分别为0.131(95%置信限CI:0.101～0.162)、0.078(95% CI:0.034～0.122)及0.199(95% CI:0.124～0.274)。2012年采用带毒饲料法测定河北邱县等4个地区Bt棉田间棉铃虫对Cry1Ac的抗性。结果表明,河北邱县棉铃虫种群的抗性最高(抗性倍数RR为19.2倍）,明显高于湖北荆州、湖北枣阳和安徽萧县种群的抗性（RR为4.9～9.3倍)。该地区长期大面积种植转单价Bt棉导致田间棉铃虫抗性进化,需要尽快采取有效的抗性治理措施。