棉花品种的抗虫性和抗虫鉴定技术研究

棉花品种抗虫鉴定是棉花品种区域试验中的重要组成部分。棉花品种区域试验中的抗虫鉴定主要对象是红铃虫和棉铃虫。抗虫鉴定方法为网室接虫鉴定,红铃虫的接虫密度是平均每10m2网室接5对成虫;棉铃虫的接虫密度为每10m2网室接虫2对;所接虫源雌雄各占50%。抗红铃虫鉴定指标为种子虫害率;抗棉铃虫鉴定指标为棉株生长点和蕾、花、棉铃受害率。根据棉花受害率将品种的抗虫性分为免疫(I),高抗(HR),抗虫(R),中抗(MR),感虫(S)和高感(HS)共6级。     

棉花抗红铃虫性对产量性状的影响研究

以不同抗性类型的陆地棉抗虫品种(系)和常规棉品种(系)作亲本配制杂交组合,将亲本和F1代杂交种共20个材料在网室、田间进行抗红铃虫鉴定和棉花抗红铃虫性对棉花产量的影响研究,试验表明,具有外源抗虫基因的抗虫棉皮棉产量高,稳产性好,尤其是抗虫杂交棉具有明显的杂种优势。相关分析结果,棉花种子虫害率与皮棉产量、子棉产量、单株成铃数和霜前花率呈极显著负相关;与衣分和僵瓣黄花率成极显著正相关;与单铃重相关性较低。结果表明,利用外源抗虫基因转导的棉花新材料作为杂交亲本,可以培育出丰产高抗棉花害虫的棉花新品种,尤其适合培育抗红铃虫的杂交棉品种。     

利用卡那霉素间接鉴定法进行大

(1)将脱脂棉撕成小条沾取0．05％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1000mg·1-1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。     

转Bt基因抗虫棉近等基因系的研究

培育了 7个转 Bt基因抗虫棉近等基因系。Bt基因转入陆地棉基因组后 ,对棉花的衣分、铃重、单株铃数无明显影响 ,对皮棉产量有一定影响 ,部分组合的抗虫植株产量高于感虫植株 ,对绒长、整齐度、比强度、伸长率、麦克隆值等品质指标亦无明显影响。通过回交可将 Bt基因转育到优良品种的遗传背景上 ,实现抗虫性状与高产、优质等性状的结合。     

小麦品种的麦红吸浆虫抗性分级方法及抗性评价

为了简化小麦品种对麦红吸浆虫抗性的鉴定方法,评价我国冬小麦主栽品种对吸浆虫的抗感性,2008-2012年在河南洛阳田间,连续调查鉴定麦红吸浆虫对我国小麦主栽品种的虫穗率(ISP)与损失率,分析其相关性。结果表明ISP和损失率存在显著的相关性。在田间吸浆虫高密度下,ISP定级方法比相对定级方法更能表现品种的抗性和敏感程度,各抗级的指标依次为0 (免疫)、0 < ISP < 20 (高抗)、20 ≤ ISP < 40 (中抗)、40 ≤ ISP < 60 (中级)、60 ≤ ISP < 80 (感)和ISP ≥ 80 (高感)。我国冬小麦的主要生产品种对吸浆虫均为感虫或高感,而荆麦66表现为高抗,我国小麦中极度缺乏抗虫品种。鉴定结果表明,ISP定级方法简便高效,可以取代相对定级法用于小麦抗红吸浆虫的鉴定。     

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     

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     

绿豆不同品种对绿豆象的抗性初探

为明确抗虫绿豆抗绿豆象的有效成分, 采用室内人工接虫方法, 进行了13个不同绿豆品种(品系)对绿豆象的抗虫性鉴定, 并对筛选获得的抗豆象品种的抗虫成分进行了研究。结果表明, 绿豆象对B18、B20、B23、B27、A22和晋绿7号绿豆的为害率均低于10%, 为高抗型绿豆; 其余7个绿豆品种受害率均在90%以上, 属高感型绿豆。绿豆象卵的孵化率在抗、感绿豆品种间无显著性差异, 而绿豆象发育历期、雌、雄成虫体重及成虫羽化率在抗、感绿豆品种间差异显著, 同一品种去皮绿豆与带皮绿豆相比, 绿豆象卵孵化率、成虫羽化率及种子受害率等指标均无显著性差异。抗虫成分试验表明, 当绿豆象取食添加抗虫绿豆蛋白25%和50%的人工(合成)绿豆后, 其成虫羽化率由30.48%降低到0, 但不随淀粉比例的增加而变化。可见, 抗虫绿豆抗绿豆象的主要成分为其种子中的蛋白质。     

转Bt基因抗虫棉室内鉴定技术研究

转Bt基因抗虫棉在沙培试验中对卡那霉素不同浓度的反应进行了检测。结果表明,浓度为4000mg/L的卡那霉素液对非抗虫棉最为敏感,反应率为100%,而转Bt基因抗虫棉均无反应。说明棉花室内抗卡那霉素反应能够准确检测转Bt基因抗虫棉纯度,可以作为一种快速、准确、简便的室内检测转Bt基因抗虫棉的方法。同时,不同浓度的卡那霉素液对棉苗胚轴、鲜重均有一定的影响。     

药用菊花对菊花瘿蚊的抗性研究

以单株虫瘿量作为指标就我国常见的14种药用菊花对菊花瘿蚊的抗性进行鉴定,结果表明,祁菊为高感品种;怀小白菊、小亳菊为感虫品种;温茶菊、杭菊、大亳菊、贡黄菊为抗虫品种;贡白菊及3种野菊花等为高抗品种。抗性机制研究表明,菊花瘿蚊对不同菊花资源的产卵存在选择性差异。各菊花品种瘿蚊蛹重差异不大,但死亡率差异较大,存在抗生性差异。     

转Bt基因抗虫棉对棉蚜消化酶的风险评价

棉蚜是转Bt基因抗虫棉(简称Bt棉)上的非目标害虫,也是Bt棉上危害较严重的害虫之一。用酶标仪在室内测定了取食Bt棉GK12不同世代棉蚜中肠消化酶系的活力和比活力,包括蛋白酶、蔗糖酶、海藻糖酶和淀粉酶,并与取食亲本常规棉泗棉3号的棉蚜比较,以研究Bt棉对棉蚜中肠消化酶的短期影响和长期效应。结果发现,取食Bt棉1代、2代、3代和60代以上的棉蚜,与取食常规棉棉蚜的这4种消化酶的活力和比活力之间均无显著差异,在Bt棉上取食不同世代棉蚜的消化酶活力也无显著差异。表明无论从短期影响还是长期效应来看,Bt棉对棉蚜的中肠消化酶系均无显著影响。     

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。     

Relationship between Bt Protein Expression and Nitrogen Metabolism in Insect-Resistant Transgenic Cotton Lines with Different Genetic Backgrounds

[Objective] This study aimed to determine the relationship between Bt protein expression levels and nitrogen metabolism in insect-resistant transgenic cotton lines with different genetic backgrounds and to provide some recommendations for the selection of highly insect-resistant cotton cultivars. [Method] Bt protein contents and nitrogen metabolism-related indexes were measured in young leaves, buds, and bolls of 41 cotton lines at different developmental stages (4–6 leaf, flourishing bud, and flourishing boll setting stages), and the correlations among these indexes were analyzed. [Result] The expression level of Bt protein in vegetative organs was found to be highly significantly positively correlated with the contents of soluble protein and free amino acids but not that of total nitrogen. Bt protein expression levels in reproductive organs were highly significantly positively correlated with soluble protein and total nitrogen contents and significantly positively correlated with free amino acid content. While soluble protein levels showed a relatively steady decrease from seedling to bud stages and from bud to boll setting stages, the highest Bt protein contents were measured in reproductive organs in mid- to late periods. [Conclusion] The expression level of Bt protein had the highest positive correlation with soluble protein and can thus be used as a reliable index for selection of highly insect-resistant cotton cultivars.     

转Bt基因棉Bt蛋白的亚细胞结构定位

为了探明Bt棉晶体蛋白在细胞中定位的特异性,揭示Bt棉抗虫稳定性,以转Bt基因棉GK-12为试材,采用免疫细胞定位的方法,在亚细胞结构水平上研究Bt蛋白的定位取向。结果表明,Bt蛋白主要分布在细胞质和细胞壁间隙中,并且,在细胞质中的分布密度高于细胞壁间隙;在细胞质中,晶体蛋白主要分布在细胞膜、内质网、叶绿体和前质体上,并且在叶绿体和前质体上面高密度集中分布。说明转Bt基因棉GK-12叶肉细胞中,外源晶体毒蛋白的定位取向于惰性细胞器—叶绿体及其前体。     

转Bt基因抗虫棉施钾效应研究初报

试验于2002—2003年分别在安徽合肥及宿州就安徽省推广的主要抗虫棉品种，国抗1号、中棉所29及32B的施钾效应进行了研究。结果表明：（1）在每公顷施用尿素450kg、磷肥600kg条件下，Bt抗虫棉增施钾肥能明显提高其产量，皮棉产量增加2.3%~18.9%，品质也有所改善，以施用氯化钾375kg/hm2为宜。增产的主要原因是施钾提高了单株果枝数、单株结铃数、单铃重和衣分，优质铃率也明显提高；（2）在施钾量相同条件下，不同施钾方法对产量也有显著影响，以基施与追施比6:4的方式肥效更佳；（3）中棉所29施钾处理较对照增产12.7%，32B较对照增产11.2%，产量差异均极显著；中棉所29较32B增产6.7%，且差异显著，其主要生理原因是单株干物质积累多，尤其是中后期的干物质积累速率明显高于32B，显示出杂交抗虫棉具有明显的杂种优势。     

转基因抗虫棉田释放赤眼蜂增强生物控害功能的研究

为了增强转基因抗虫棉与自然天敌的联合控害功能,为转基因棉田害虫控制策略的调整和制定提供依据,于2002年在山东省惠民县转基因抗虫棉田设置化防田和以释放赤眼蜂为主的综防田,研究了棉铃虫卵的分布格局、释放赤眼蜂对棉铃虫的控制效果及生态效应。结果发现:棉铃虫卵在棉株不同部位的分布差异较大,2代棉铃虫卵主要分布在叶正面、叶背面和茎尖,3代棉铃虫卵主要分布于蕾铃;在放蜂田,赤眼蜂对棉株不同部位棉铃虫卵的寄生率差异较大,2,3代棉铃虫时期对叶正面、叶背面、茎尖、蕾铃的棉铃虫卵寄生率均较高,对叶柄和茎杆处卵的寄生率较低;并以3代棉铃虫时期的寄生率较高;在2,3代棉铃虫时期分别连续释放3次赤眼蜂,对棉铃虫具有很强控制作用,2,3代棉铃虫卵的被寄生率分别为66.0%～70.7%和76.0%～81.2%,均显著高于化防田的自然寄生率(2代:7.0%～12.3%,3代:5.2%～7.4%);蕾铃被害率分别为2.2%和3.1%,均显著低于化防田(2代:8.5%,3代:20.9%);2代棉铃虫时期,放蜂田和化防田的棉铃虫卵量和幼虫数量差异均不显著,但3代棉铃虫以后,放蜂田棉铃虫卵量和幼虫数量均显著低于化防田,且放蜂田的捕食性天敌数量显著高于化防田。可见,转基因抗虫棉田棉花生长中后期通过释放赤眼蜂可有效防治棉铃虫,降低其为害,并有利于棉田捕食性天敌的保护。     

转基因水稻恢复系及其F1代Bt蛋白的时空表达分析

本研究以抗虫水稻恢复系9311(Bt)及其杂交种F1(Bt)为研究材料,以非转基因的9311为阴性对照,利用ELISA方法研究9311(Bt)及F1(Bt)各生育时期可溶性总蛋白和Bt蛋白的时空变化规律,为转Bt基因抗虫水稻的安全监管提供科学依据。结果表明：外源基因的导入没有引起水稻组织中可溶性总蛋白含量的明显变化;9311(Bt)的Bt蛋白表达量在整个生长周期的各个部位均高于相应的F1(Bt)植株;同一植株不同组织器官中Bt蛋白表达量为：叶片跃胚乳跃颖壳及茎秆跃根;同一植株不同发育期叶片Bt蛋白的测定结果整体表现为：营养生长阶段跃生殖生长阶段跃成熟衰老阶段。研究结果为转Bt基因抗虫水稻适宜检测时期的选择提供了一定的参考。     

转基因抗虫棉对棉蚜生长发育和繁殖的影响

以常规棉泗棉3号上饲养10代的棉蚜作为虫源,以其亲本为对照,在室内分别研究了转单、双价基因抗虫棉对棉蚜的短期影响,及单价抗虫棉对棉蚜的长期效应。结果发现,单价抗虫棉GK12和双价抗虫棉SGK321在短期内对棉蚜生长发育、繁殖和生命表参数无显著影响。在抗虫棉上取食1代的棉蚜,各龄发育历期、成虫寿命、产仔数和产仔历期、内禀增长率、净增长率、平均发育历期等和取食亲本的棉蚜之间均无显著差异。在GK12上取食37代的棉蚜与取食亲本常规棉泗棉3号和在GK12上取食1代的棉蚜之间以上各指标也无显著差异。可见,单价抗虫棉GK12和双价抗虫棉SGK321在短期内对棉蚜的生长发育和繁殖均无显著影响,GK12在长期内对棉蚜也未产生显著影响。     

转基因抗虫棉Bt基因的遗传连锁分析

对中美两国所获得的转基因抗虫棉品种GK— 1 2、新棉 33B分别进行了 Bt基因的连锁测验。分析表明两个品种的试验结果相似 ,Bt基因未整合在棉花第 I、II、III、IV、V、VI、VII、IX、X、XI、XII、XIII、XVII连锁群及 cu、pg、gl1等基因所涉及的染色体上。阐明了 Bt基因染色体图谱定位的复杂性 ,并提出以原位杂交技术实现 Bt基因在棉花染色体组上的物理标图