转双价基因(Bt+CpTI)抗虫棉对棉蚜羧酸酯酶和乙酰胆碱酯酶比活力的影响(英文)

[目的]研究了转双价基因棉SGK321对棉蚜Aphis gossypii Glover羧酸酯酶和乙酰胆碱酯酶比活力的影响,为转基因棉的生物安全性评价提供理论依据。[方法]在SGK321及其亲本棉石远321上长期饲养棉蚜,研究2种棉花品种对棉蚜短期(第1、2、3代)和长期(第41、42、43代)的影响。[结果]在SGK321上取食1代的棉蚜种群羧酸酯酶比活力显著高于在亲本棉上取食1、2、3代的棉蚜种群,转双价基因棉SGK321上饲养1、2、3代的棉蚜乙酰胆碱酯酶比活力均显著高于在石远321上饲养相同代数的棉蚜。但长期饲养的2种棉蚜之间羧酸酯酶比活力、乙酰胆碱酯酶比活力无显著差异。[结论]长期取食转双价基因棉SGK321的棉蚜通过棉蚜解毒酶的调节作用对SGK321产生了适应性。     

转CrylAc+CpTI双价基因棉对烟粉虱主要解毒酶活性的影响

测定了取食转双价基因棉SGK321及其亲本棉SY321后烟粉虱伪蛹体内羧酸酯酶、乙酰胆碱酯酶、谷胱甘肽S-转移酶等主要解毒酶的活性。结果表明:与SY321烟粉虱种群相比,SGK321对烟粉虱体内羧酸酯酶、乙酰胆碱酯酶、谷胱甘肽S-转移酶活性均值无显著影响,但两个种群中这些酶活性个体分布存在不同程度的差异。与SY321烟粉虱种群相比,SGK321烟粉虱种群α-NA羧酸酯酶活性在<30 mOD/(mgprotein.min)区间分布频率较高,而在30~40 mOD/(mg protein.min)区间较低;SGK321烟粉虱种群乙酰胆碱酯酶活性在2~4 U/mg protein区间内分布频率略低,而在>4 U/mg protein区间内分布频率上升了10个百分点;SGK321烟粉虱种群谷胱甘肽S-转移酶活性在80~140 U/mg protein活性区间内分布频率略有下降,在140~170 U/mg protein区间内分布频率上升了15个百分点。     

寄主植物对不同地区棉蚜-αNA酯酶的作用

[目的]探讨不同地区用药水平-寄主植物-棉蚜三者共同作用对害虫抗药性产生机制的影响。[方法]通过生物测定和生化分析研究了取食寄主植物对不同地区用药水平棉蚜种群杀虫剂的敏感性及解毒酶活力的影响。[结果]用药水平不同对棉蚜种群的抗药性和酯酶活力具有明显的效应,高密地区棉蚜对杀虫剂的耐药性高于北京地区棉蚜,高密地区棉蚜的酯酶总酶活力明显高于北京地区棉蚜,而高密地区棉蚜的酯酶比活力明显低于北京地区棉蚜,这可能与高密地区棉蚜具有显著的高蛋白含量有关;取食不同寄主植物棉蚜的酯酶酶活力之间也具有明显差异,取食棉花和石榴棉蚜的酯酶酶活力显著高于木槿和花椒棉蚜。[结论]不同地区用药水平与寄主植物对棉蚜酯酶酶活力存在明显的交互作用。     

寄主植物对南美斑潜蝇羧酸酯酶及乙酰胆碱酯酶活力的影响

比较了取食不同寄主植物的南美斑潜蝇后代羧酸酯酶和乙酰胆碱酯酶的活力,结果表明：寄主植物对南美斑潜蝇羧酸酯酶和乙酰胆碱酯酶活力影响显著,取食不同寄主植物的南美斑潜蝇后代羧酸酯酶和乙酰胆碱酯酶活力差异显著。     

小菜蛾不同抗性品系杂交后代羧酸酯酶和乙酰胆碱酯酶的活力分析

本文报道小菜蛾抗澳氰菊酯、抗杀虫双品系的正、反杂交后代的羧酸酯酶和乙酰胆碱酯酶活性,并与其亲本及敏感品系的酶活力进行比较.结果表明:后代正反杂交各代羧酸酯酶和乙酰胆碱酯酶之间没有显著差异;抗溴氰菊酯亲本的乙酰胆碱酯酶的活性略低于正反杂交后代的活性,而羧酸酯酶的活性略高于各正反杂交后代的活性.     

寄主植物对小菜蛾田间种群抗药性衰退及其酯酶活性的影响

通过毒力测定和生化分析,研究小菜蛾[Plutella xylostella(L.)]田间种群对12种杀虫剂的抗性稳定性,探讨花椰菜(Brassica oleraceavar.botrytisDC)、芥兰(B.alboglabraBailey)、上海青[B.campestrisL.ssp.Chinensis(L.)M ak ino]、甘蓝(B.oleraceaKale)等4种不同寄主植物对抗药性衰退的影响,以及在此过程中小菜蛾幼虫乙酰胆碱酯酶和羧酸酯酶的活力变化.结果表明,在脱离选择压力的条件下,用花椰菜饲养4代后,小菜蛾对氯氰菊酯、杀虫双、灭多威、杀灭菊酯、毒死蜱、辛硫磷、甲胺磷抗性水平较快下降,抗性衰退比达1.65-3.68,而对阿维菌素、氟虫腈、虫螨腈、氟啶脲和刺糖菌素的敏感性变化相对较小,抗性衰退比为0.90-1.19.小菜蛾取食不同寄主植物4代后对甲胺磷敏感性变化显著,以取食上海青的小菜蛾种群最为敏感,其次为取食芥兰、甘蓝和花椰菜的种群,F1代与F5代的LC50比值分别为3.68、4.43、5.18、7.70.衰退过程中,不同种群乙酰胆碱酯酶和羧酸酯酶活力均有所下降,F5代各种群间乙酰胆碱酯酶比活力差异不显著,而羧酸酯酶比活力间则有显著差异,比活力大小顺序依次为花椰菜、芥蓝、甘监、上海青的小菜蛾种群,F1代与F5代活力比值分别为1.72、1.90、2.70、5.14;F1种群的米氏常数(Km)值明显高于F5种群,为F5种群的1.61-2.10倍,而F5代各种群变化不大,F1代种群的最大反应速率Vm ax与F5各种群相比没有明显差异.     

不同品种棉花对斜纹夜蛾种群增长的影响

组建2种转Bt基因棉(国抗22、SGK321)及其亲本(泗棉3号、石远321)植株上斜纹夜蛾试验种群生命表和自然种群生命表.结果表明,取食转基因棉的试验种群趋势指数(I)第2代与第1代相比呈上升趋势,而其亲本棉Ⅰ值却有所下降,说明转基因抗虫棉对斜纹夜蛾试验种群增长不但没有影响,可能还有利于种群的增长;在不同品种棉花上自然种群趋势指数都大于1,表明转基因抗虫棉未能控制住斜纹夜蛾自然种群增长;同时发现影响斜纹夜蛾自然种群的关键虫期是1~2龄期,通过进一步分析其影响因子,发现影响斜纹夜蛾种群增长的主要因子是失踪、雨水冲刷,其次是被捕食,再次是病菌感染和蛹期的死亡.     

烟粉虱刺吸诱导转Bt＋CpTI基因棉苯丙氨酸解氨酶和氧保护酶系活性变化

本研究测定并比较了不同时期转双价基因棉SGK321和其亲本常规棉SY321叶片中苯丙氨酸解氨酶（PAL）、过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）的总活性。结果发现,烟粉虱取食诱导使棉叶中PAL、POD的活性上升,SOD的活性则是先下降后升高,CAT的活性基本呈下降趋势。SGK321处理植株叶片中PAL活性在不同时期均高于SY321,而POD活性在不同时期均高于SY321;SGK321处理植株上部叶片SOD活性在处理30d前明显高于SY321,40d时低于SY321;SGK321处理植株叶片中CAT活性多数时期低于SY321。最后,探讨了转双价基因棉花与其亲本常规棉对烟粉虱防御反应的差异。     

取食不同寄主棉蚜的羧酸酯酶和乙酰胆碱酯酶特性比较

以棉花、木槿和南瓜3种寄主作物隔离饲养不同抗性程度的棉蚜（171B、RR1和RR2），取食不同寄主后棉蚜羧酸酯酶的米氏常数（Km)值无显差异，而各品系之间酶的最大反应速度（Vmax)差异显。与取食棉花的棉蚜各品系相比，取食木槿的各品系乙酰胆碱酯酶对甲胺磷的敏感性均有所下降；取食南瓜的各品系以其抗性不同有所差异，抗性最高的RR2品系的敏感性上升，而RR1品系的敏感性有所下降，171B品系的敏感性无显性变化。在不同处理之间，棉蚜AChE的酶学特性（Km值和Vmax)也发生不同程度的改变，中对可能导致这种变化的原因进行了讨论分析。     

转基因棉对非靶标害虫棉蚜适合度研究

室内比较了棉蚜在单价转基因棉(导入Bt致毒基因)、双价转基因棉(导入Bt致毒基因和胰蛋白酶抑制剂基因)和常规棉上连续饲养时各代种群的增长,同时比较了3个棉花品种上第14代棉蚜体型。结果表明,在连续17代饲养中,仅在第11代,取食双价转基因棉的棉蚜净增殖率显著低于常规棉(P<0 05),而取食单价转基因棉的棉蚜则与取食常规棉的棉蚜无差异,其余各代次品种间无差别;内禀增长率差异不同于净增殖率,在第8代,取食单价转基因棉棉蚜内禀增长率显著高于取食常规棉的棉蚜(P<0 05),而取食双价转基因棉棉蚜则与取食常规棉的棉蚜无差异,其余代次均无显著差异。各品取食棉蚜寿命也仅在第8代出现差别,表现为转基因棉上棉蚜寿命显著短于常规棉(P<0 05)。各品种上第14代棉蚜头宽、体宽和体长均无显著差异,而腹管长存在差异,其中取食单价转基因棉的棉蚜腹管显著短于取食常规棉的棉蚜(P<0 05),而取食双价转基因棉的棉蚜则显著长于取食常规棉的棉蚜(P<0 05)。     

南疆地区棉田蚜虫种群数量动态研究

2002～2004年研究了南疆地区棉花蚜虫的发生和种群动态及棉花品种的影响.结果表明为害棉花的蚜虫有棉蚜(Aphis gossypii Glover)、棉长管蚜(Acyrthosiphon gossypii Mordvilko)、桃蚜(Myzus persicae Sulzer)、拐枣蚜(Xerophilaphis plothikovi Nevsky)和棉黑蚜(Aphis atrata Zhang),其中棉蚜和棉长管蚜是主要为害种类.2002、2003和2004年,棉蚜和棉长管蚜的最高密度分别为15 138和2 787头/百株,25 333和1 213头/百株,343 925和13 643头/百株.对转基因抗虫棉GK19(表达Cry1A杀虫蛋白)、SGK321(表达Cry1A+CpTI杀虫蛋白)和普通棉花泗棉3号、石远321的研究表明几种蚜虫在不同品种上的季节性数量动态没有显著性差别.     

Effects of insect-resistant transgenic cotton on ground-dwelling beetle assemblages(Coleoptera)

We compared the ground-dwelling beetle assemblages under four scenarios in which transgenic Bt(Cry 1Ac) cotton(33B),transgenic Bt(Cry 1Ac)+CpTI cotton(SGK321),conventional cotton(33),conventional cotton(Shiyuan 321) in North China.During the survey in two years(2009-2010),24 ground beetle species were captured with pitfall traps in 20 plots which included five replicates for each cotton type.No significant difference was observed in the number of ground beetle species captured,activity density,evenness and Shannon-Wiener diversity among the four cotton varieties.Chlaenius posticalis was less abundant in transgenic Bt+CpTI cotton(SGK321) fields than its conventional cotton(Shiyuan 321),but more abundant in transgenic Bt cotton(33B) fields compared with its conventional cotton(33).There was no significant difference for other abundant species between in transgenic cotton and in conventional cotton fields.Based on non-metric multidimensional scaling(NMDS) analysis,ground-dwelling beetle assemblages were similar in transgenic and conventional cotton over the two years,but the ground-dwelling beetle assemblages in transgenic cotton 33 B significantly differed from that in the conventional cotton(strain 33) in 2010.No strong evidence that the transgenic cotton effect on ground-dwelling beetle assemblages was found in this study.     

转双价棉种植对土壤酶活性及土壤微生物的影响

转 Bt＋CpTI基因棉因其具有强有效的杀虫性能,近年来种植面积不断扩大,其种植对土壤生态系统的影响是环境风险评价的重要组成部分。本研究以转基因双抗虫棉sGK321和亲本同源常规棉石远321为研究对象,通过比较分析了不同生育期（苗期、蕾期、花铃期、吐絮期）转双价基因棉与其非转基因棉亲本在大田条件下种植13年后,根围土壤酶活性（脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶）变化和土壤可培养微生物（细菌、真菌、放线菌）数量的变化。结果表明,转双价棉与常规棉根际土壤脲酶、过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性以及土壤可培养细菌、真菌、放线菌数量随生育进程的推进变化趋势一致。土壤细菌和放线菌数量在同一时期均无显著差异;土壤脲酶、过氧化氢酶、碱性磷酸酶和土壤真菌数量在一些时期差异明显,转双价棉脲酶苗期、碱性磷酸酶苗期和蕾期,土壤可培养真菌数量花铃期低于常规棉,土壤过氧化氢酶苗期、碱性磷酸酶花铃期高于同源常规棉。聚类分析表明,土壤酶活性和土壤微生物种群数量变化主要受生育期的影响,而转双价 Bt＋CpTI种植对土壤酶活性和微生物影响是有限的。     

棉蚜茧蜂对不同品种、不同生育期棉花的趋性行为反应

【目的】研究棉蚜茧蜂对不同品种、不同生育期棉花的趋性行为反应,为了解天敌昆虫与寄主之间关系,利用棉蚜茧蜂对棉蚜等害虫进行防控。【方法】以生产上大面积种植的GK-12(对照为泗棉3号)、新棉33B(亲本为新棉33)和SGK321(亲本为石远321)等3组棉花品种为材料,于棉花7叶期、现蕾前期和现蕾期,设计无虫棉植株、被棉蚜为害后剔除虫体的植株以及棉蚜+有虫株等3种不同处理,借助“Y”型嗅觉仪,检测棉蚜茧蜂在棉花不同生育期对这3种不同处理的趋性。【结果】棉蚜茧蜂无法识别健康的常规棉和转基因棉花植株;对不含棉蚜的被害棉来说,转基因棉对棉蚜茧蜂更具吸引力。而对含有棉蚜的有害棉来说,除7叶期GK12、新棉33B和现蕾期GK12这3组处理外,其他各组的转基因棉对棉蚜茧蜂均具较强的吸引作用。【结论】两类不同的棉花品种对棉蚜茧蜂不存在排斥性,棉蚜为害转基因棉花后更能吸引棉蚜茧蜂。     

南疆地区棉田棉蓟马种群数量动态研究

2002～2004年研究了南疆地区棉田棉蓟马的种群动态及棉花品种的影响.结果表明和以前相比棉蓟马依然是南疆棉花的重要害虫,2002、2003和2004年棉田棉蓟马日最高密度分别为5 328、3 033和3 383头/百株.对转基因抗虫棉GK19(表达Cry1A杀虫蛋白)、SGK321(表达Cry1A+CpTI杀虫蛋白)和普通棉花泗棉3号、石远321的研究表明棉蓟马在不同品种上的季节性数量动态没有显著差异.     

双价抗虫转基因棉花研究

构建了携带人工合成的GFM CryIA杀虫基因和经过修饰的CpTI基因的高效双价杀虫基因植物表达载体pGBI121S4ABC。采用花粉管通道法,将pGBI121S4ABC转入到石远321、中棉所19号、3517和541中国棉花生产品种中,首次获得了双价转基因抗虫棉株系。叶片室内抗虫生物学鉴定表明,抗性好的株系棉铃虫幼虫校正死亡率大于96%;经分子检测,证实了双价杀虫基因在棉花基因组中的整合与表达。     

二代棉铃虫不防治下SGK321与石远321叶片衰老的比较

以双价转基因抗虫棉SGK321和非抗虫棉石远321为试验材料,在大田条件下研究了二代棉铃虫不防治条件下两品种叶片衰老方面的差异。结果表明,在二代棉铃虫不防治条件下,非抗虫棉石远321棉铃虫危害严重,幼蕾脱落比SGK32I平均每株多6个;受害石远321的单位叶面积载铃量和根冠比显著低于SGK321,叶面积和叶面积系数显著高于SGK321,叶片内细胞分裂素类物质含量在盛花期高于SGK321,而脱落酸含量整个生育期则明显低于SGK．321;与SGK321相比,石远321的主茎功能叶具有较高的SOD活性、较高的叶绿素含量和较低的MDA含量。因二代棉铃虫危害而损失部分早期蕾,改变了非抗虫棉的库源关系,在一定程度上延缓了石远321叶片的衰老。     

转Bt＋CpTI基因棉对烟粉虱种群动态影响及其几丁质酶和β-1，3-葡聚糖酶活性变化

本研究调查了转Bt＋CpTI基因棉SGK321棉田、其亲本常规棉SY321棉田以及间作棉田烟粉虱成虫种群的数量,测定了不同时期SGK321棉与SY321棉叶片中几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶的活性及蛋白质的含量。结果表明：在整个生长期间,SGK321棉田烟粉虱的种群数量一直高于SY321棉田和间作棉田。烟粉虱取食的SGK321植株叶片几丁质酶活性呈下降-上升-下降-上升的趋势;SY321上部叶片中呈下降-上升-下降-上升的趋势,其下部叶片为先下降后上升趋势;SGK321叶片中β-1,3-葡聚糖酶活性变化呈下降-上升-下降-上升趋势,而SY321叶片基本上均呈先下降后上升趋势;SY321与SGK321上部叶片中蛋白质相对含量均呈先上升后逐渐下降趋势,下部叶片与上部叶片相似但略有不同。SGK321与SY321处理植株叶片几丁质酶活性之间没有明显差异;SGK321处理植株叶片β-1,3-葡聚糖酶的活性多数时期高于SY321。探讨了棉花防御反应与棉田烟粉虱种群数量差异的相关性,以利于揭示双价抗虫棉对烟粉虱的影响及其生理防御机制,为烟粉虱的综合治理以及棉花育种等提供理论依据。