转基因抗虫玉米Bt毒蛋白的时空表达分析

对2个转Bt基因玉米抗虫系株系进行Bt毒蛋白表达量的分析测定。结果显示,转基因株系中的毒蛋白可以在其后代稳定的遗传和表达,毒蛋白的表达为组成性表达,在玉米的各个发育时期和植株的各个部位均有表达,但其表达的量有显著差异,毒蛋白表达量随着植株的生长而减少,比较植株的各个器官,叶片毒蛋白含量最高,茎次之,根、种子和花丝中的毒蛋白含量较少。     

转双Bt基因巨霸杨外源基因表达及抗虫性检测

为提高转基因杨树中Bt基因的表达效率并扩大抗虫谱,以同时转入Cry1Ac和Cry3A基因的转双Bt基因巨霸杨(Populus deltocdes‘55/56’×P.deltocdes‘2KEN8’)株系1年生苗为材料,对外源基因的表达和抗虫性进行检测。经PCR检测,证明目的基因已被整合到巨霸杨基因组中。利用荧光定量PCR和ELISA技术检测了4个转基因株系叶片中Bt基因的转录丰度和毒蛋白表达量。结果表明:不同株系间Bt基因的转录丰度存在显著差异,Cry3A基因的转录丰度显著高于Cry1Ac基因的转录丰度;2种Bt毒蛋白表达量在各株系间存在显著差异,Cry3A毒蛋白质量分数均显著高于Cry1Ac毒蛋白质量分数。各株系对鳞翅目害虫美国白蛾(Hyphantria cunea)幼虫抗虫效果不明显,且无显著差异;对鞘翅目害虫柳蓝叶甲(Plagiodera versicolora)表现出极高抗虫效果,且均显著高于转单基因Cry3A 741杨高抗株系CC84,不同株系间存在显著差异。     

ELISA方法鉴定转Bt基因抗虫棉

采用ELISA（酶联免疫）方法，对转Bt基因抗虫棉种子、子叶及苗期叶片中Bt毒蛋白的含量进行了测定，同时比较了两种不同pH值的样品提取缓冲液及不同的提取时间对测定棉花叶片中Bt毒蛋白含量的影响，以进一步完善测定转Bt基因抗虫棉Bt毒蛋白含量的ELISA方法，并探讨了ELISA方法鉴定转Bt基因抗虫棉的可行性。     

转抗虫基因棉花和玉米花粉对家蚕生长发育影响的评价

 苏云金杆菌 (Bacillusthuringiensis,Bt)杀虫蛋白基因和蛋白酶抑制剂基因是培育转抗虫基因植物的两大类基因。为了正确评价转抗虫基因作物花粉对非靶标重要经济昆虫的安全性 ,本试验以家蚕为对象 ,研究转cry1Ac基因棉花、转cry1A +CpTI双价抗虫棉花以及转cry1Ab基因玉米花粉对家蚕生长发育的影响。结果表明 ,与非转基因常规棉花或玉米花粉以及无花粉对照相比 ,转抗虫基因棉花或转抗虫基因玉米花粉对家蚕各龄期的死亡率、蛹重、茧重、茧层重、化蛹率、羽化率和产卵量均无多大影响 ,且无明显的剂量效应。虽然取食转抗虫基因花粉后家蚕一龄历期有所延长 ,但与非转基因的花粉处理相比 ,则无显著差异 ;同样 ,家蚕三龄眠蚕体重虽与无花粉对照相比表现出较大差异 ,但其体重均大于对照。可见 ,转抗虫基因棉花和玉米花粉对家蚕的历期和体重亦无多大影响。综上所述 ,转抗虫基因棉花和玉米花粉对家蚕的生长发育不会产生明显的负面影响。     

玉米干黄秸秆发酵条件的优化

为解决低温条件下玉米干黄秸秆不能微贮饲料化的问题,研究接种低温乳酸菌复合系LAC-1后发酵体系中不同水分含量、培养温度和接种量处理对玉米干黄秸秆微贮的影响。结果表明:水分含量、发酵培养温度和接种量均对发酵体系的pH有显著影响,最佳的发酵条件为含水率60%~70%,培养温度10~20℃,接种量为1%~5%。接种该低温乳酸菌复合系在较低的环境温度下可实现玉米干黄秸秆的发酵。     

转 Bt 基因玉米对土壤养分含量的影响

试验以转 Bt 基因玉米丹 BT01为研究对象,研究了在大田种植条件下转 Bt 基因玉米对苗期、拔节期、大喇叭口期、抽雄期、灌浆期和成熟期土壤养分含量的影响。结果表明,转 Bt 基因玉米抽雄期和成熟期土壤有机质含量,灌浆期全磷含量,大喇叭口期和成熟期缓效钾含量显著高于非转基因玉米,其余生育时期与非转基因玉米的土壤有机质、全氮、全磷和缓效钾含量无显著差异。转 Bt 基因玉米土壤水解氮含量在大喇叭口期显著高于非转基因玉米,在抽雄期和灌浆期显著低于非转基因玉米;硝态氮含量则在拔节期和抽雄期显著低于非转基因玉米,在成熟期却显著升高;土壤铵态氮含量在大喇叭口期和抽雄期显著低于非转基因玉米。从拔节期开始,除了灌浆期的速效磷含量,非转基因玉米的速效磷和速效钾含量显著高于转 Bt 基因玉米。     

转Bt基因玉米秸秆浸提液对小麦种子萌发的影响

为研究转Bt基因玉米秸秆还田后秸秆中外源Bt蛋白的释放是否会对后茬作物的萌发产生不利影响,本试验以转Bt基因玉米及其受体品种（非转基因）郑58秸秆浸提液作为处理,采用以小麦（多抗一号）为材料进行室内培养,通过测定对小麦发芽率、幼苗生长的影响,比较了不同浸提液对小麦的作用效应。结果表明,2种秸秆浸提液的质量体积比较低（1∶100）时对小麦萌发处理效应与对照差异不大,当浸提液质量体积比为1∶25时表现轻微抑制作用,以非转基因秸秆表现明显,差异达到显著水平;幼苗的形态上低质量体积比（1∶100）的转基因秸秆浸提液处理的株高（9.70cm）和根长（10.84cm）均显著高于对照和非转基因玉米秸秆处理,而质量体积比为1∶25的非转基因秸秆浸提液处理的株高（6.90cm）和根长（4.28cm）则明显受到抑制。转基因秸秆浸提液中虽然含有Bt蛋白,但以不同浓度Bt蛋白溶液浸种24h对小麦的萌发并没有影响。因此,一定比例的转Bt基因的玉米秸秆还田对后茬作物的萌发没有不利影响。     

转Bt基因棉花秸秆对土壤多酚氧化酶、纤维素酶活性和毒素的影响

用转Bt基因抗虫棉秸秆和非转基因棉花秸秆分别处理同种土壤,在不同时期分析土壤多酚氧化酶、纤维素酶活性及土壤毒素的变化。结果表明:两个棉花秸秆处理之间及其与对照之间的土壤多酚氧化酶没有差异;两个棉花处理均可明显提高土壤纤维素酶活性,而以非转基因棉花秸秆处理的酶活性略高一些,但两者差异不显著;与对照相比,以非转基因棉花秸秆处理的土壤毒素略强一些,而转Bt基因抗虫棉秸秆处理与对照相差不大,说明转Bt基因抗虫棉秸秆不会增加土壤的毒素。因此,转Bt基因抗虫棉残留物对土壤多酚氧化酶、纤维素酶活性及毒素没有明显影响,该研究结果可为评价转Bt基因抗虫棉的安全性提供依据。     

Bt毒蛋白在转基因植物中的表达

随着抗虫转基因植物的推广和大面积商业化种植,Bt毒蛋白在转基因植物中的表达引起了人们的重视。综述了玉米、棉花、水稻等抗虫转基因植物的Bt毒蛋白表达及其时空变化规律。     

转基因抗虫棉Bt毒蛋白含量时空变化及土壤降解研究

[目的]研究转基因抗虫棉Bt毒蛋白含量的时空变化及其土壤降解。[方法]采用ELISA法(酶链免疫法)研究和分析了转Bt-cry1Ac基因抗虫棉的根、茎和叶片组织在不同发育时期毒蛋白的含量变化及转Bt基因抗虫棉(GK45)和非转基因棉花(新陆早36号)在根际土壤、表层土壤和后茬种植区土壤中Btcry1Ac毒蛋白的年平均含量变化。[结果]BtCry1Ac毒蛋白含量在抗虫棉生长过程中均呈动态下降趋势,而根中下降的速率最快,茎和叶片次之;棉花种植区土壤表层中均检测到Btcry1Ac毒蛋白,且后茬种植区中表层毒蛋白的含量增加,而根际土中含量极低。[结论]Btcry1Ac毒蛋白的含量检测为种植转基因作物的风险评价及转基因作物的土壤生态系统安全性评价提供了科学依据。     

绿色木霉固态发酵生产纤维素酶条件优化与酶的固定化

以麸皮与秸秆粉为主要原料,对影响绿色木霉固态发酵的因素如麸皮与秸秆粉的比例、发酵温度、时间、含水率、初始pH值、氮源浓度等进行研究。在单因素实验的基础上,采取正交实验设计,结果表明最佳固体发酵条件为：麸皮与秸秆比例4∶1,含氮量2%,培养温度28℃,培养时间72 h,起始pH 5,接种量10%,含水率175%（相对于固体发酵底物）。在此条件下,CMC 酶活达到1 1325 U·g-1,比未优化条件下酶活6124 U·g-1,提高了849%。利用包埋、交联和交联包埋三种方法对纤维素酶进行固定化,其中交联包埋法效果较好。     

Degradation of Cry1Ab Protein Within Transgenic Bt Maize Tissue by Composite Microbial System of MC1

Environmental safety issues involved in transgenic plants have become the concern of researchers, practitioners and policy makers in recent years. Potential differences between Bt maize（ND1324 and ND2353 expressing the insecticidal Cry1Ab protein） and near-isogenic non-Bt varieties（ND1392 and ND223） in their influence on the composite microbial system of MC1 during the fermentation process were studied during 2011-2012. Cry1Ab protein in Bt maize residues didn＇t affect characteristics of lignocellulose degradation by MC1, pH of fermentation broth decreasing at initial stage and increasing at later stage of degradation. The quality of various volatile products in fermentation broth showed that no signifi cant difference of residues fermentation existed between Bt maize and non-Bt maize. During the fermentation MC1 efficiently degraded maize residues by 83%-88%, and cellulose, hemicelluloses and lignin content decreased by 70%-72%, 72%-75% and 30%-37%, respectively. Besides that, no consistent difference was found between Bt and non-Bt maize residues lignocellulose degradation by MC1 during the fermentation process. MC1 degraded 88%-89% Cry1Ab protein in Bt maize residues, and in the fermentation broth of MC1 and bacteria of MC1 Cry1Ab protein was not detected. DGGE profi le analyses revealed that the microbial community drastically changed during 1-3 days and became stable until the 9th day. Though the dominant strains at different fermentation stages had signifi cantly changed, no difference on the dominant strains was observed between Bt and non-Bt maize at different stages. Our study indicated that Cry1Ab protein did not infl uence the growth characteristic of MC1.     

不同处理玉米秸育肥肉牛效果比较

试验利用干玉米秸、微贮秸秆、氨化秸秆、黄贮秸秆和整株青贮玉米饲喂肉牛,通过对玉米秸秆营养价值的评定、肉牛经济效益的比较,评价出合理利用玉米秸秆的肉牛饲养模式。结果表明:肉牛对玉米秸秆干物质采食量整株青贮、微贮秸秆与氨化秸秆极显著高于干玉米秸(P<0.01)。秸秆经处理后饲喂肉牛,日增重显著提高,整株青贮组、微贮秸秆组、氨化秸秆组、黄贮秸秆组分别比干玉米秸组提高126.31%(P<0.01)、97.88%(P<0.01)、82.49%(P<0.01)、48.54%。综合结果,同时考虑饲料成本核算,饲养模式以整株青贮最好、微贮效果次之、氨化再次、黄贮最次。     

转Bt基因抗虫玉米根茬和根际土壤中Cry1Ab杀虫蛋白的田间降解动态

【目的】研究转cry1Ab杀虫蛋白基因玉米收获后玉米根茬及其根际土壤中Cry1Ab杀虫蛋白的降解动态,比较两种Bt玉米根茬和根际土壤中Cry1Ab杀虫蛋白的降解速度。【方法】以两种表达Cry1Ab杀虫蛋白的Bt抗虫玉米MON810和Bt11为材料,采用ELISA方法测定玉米收获后根茬残体和根际土壤中Cry1Ab杀虫蛋白的田间降解动态。【结果】转Bt基因玉米根茬残体和根际土壤中杀虫蛋白是逐渐降解的,Bt玉米MON810根茬中Cry1Ab杀虫蛋白含量较高,降解的速度也较慢,收获后8个月时还不能完全降解;Bt玉米Bt11根茬中Cry1Ab杀虫蛋白含量较低,降解速度比MON810根茬中Cry1Ab杀虫蛋白降解速度快,到7个月时已检测不到Cry1Ab杀虫蛋白。Bt玉米MON810根际土壤中Cry1Ab杀虫蛋白的降解较Bt11的慢,MON810和Bt11根际土壤分别在8个月和7个月时检测不到Cry1Ab杀虫蛋白。【结论】种植过Bt11和MON810抗虫玉米的田块,在第二年春播农作物已经出土时,其根茬和根际土壤中残留的Cry1Ab杀虫蛋白尚不能完全降解,还有少量残留。     

转Bt基因玉米对亚洲玉米螟的抗性评价

转Bt基因抗虫玉米为诺华公司含Bt11转化系的杂交种NX4777,能全株表达Cry1Ab杀虫蛋白,以其非转基因受体玉米品种NX4906为对照。在玉米生长至心叶中期(50~60cm高)、抽雄前期和抽丝散粉期分别进行人工接亚洲玉米螟[Ostriniafurnacalis(Guenée)]初孵幼虫40~60头。以食叶级别、存活幼虫数、蛀孔数、隧道长度和雌穗被害级别等,分别作为评价玉米心叶期和穗期的抗性标准。结果表明,Bt玉米食叶级别仅为1级,显著低于对照的7级。Bt玉米平均每株存活幼虫0.04~0.20头、蛀孔0.11~0.15个、隧道长度0.13~0.41cm,雌穗被害级别为0,植株折茎率为0,而对照玉米平均每株存活幼虫6.19~12.41头、蛀孔4.48~7.05个、隧道长度12.41~24.09cm,雌穗被害级别为5.9,植株折茎率高达73.6%~95.5%。室内生测结果亦表明,取食Bt玉米心叶、雄穗的初孵幼虫3d全部死亡,取食花丝7d死亡率达到99%,相比之下取食常规玉米的存活率在88.7%以上。表明表达Cry1Ab杀虫蛋白的Bt对亚洲玉米螟具有很高的抗虫性,能够保护玉米全生育期免受玉米螟的危害。     

绿色木霉F6降解玉米秸秆的固体发酵条件优化

[目的]探寻绿色木霉(Trichoderma viride)F6固体发酵降解玉米秸秆的最佳发酵条件。[方法]研究发酵温度、基质含水率、通气状况、接种量及基质初始pH对玉米秸秆降解率的影响,在此基础上采用二次正交旋转组合设计对这5个因素及其交互作用对玉米秸秆降解率的影响进行分析,并对其发酵条件进行了优化。[结果]玉米秸秆固体发酵的最适条件为31.6℃下调节基质含水率61.7%,pH6.0,接种5.0 ml液体菌种,6层纱布封口。经验证,该条件下玉米秸秆的降解率可达46.38%。[结论]绿色木霉F6固体发酵降解玉米秸秆效果良好,操作简单,经济高效,有较高的应用价值。     

Field Evaluation of the Asian Corn Borer Control in Hybrid of Transgenic Maize Event MON 810

In this study,a transgenic Bt maize hybrid(event MON 810 from Monsanto Company)expressing Cry1Ab protein derived from Bacillus thuringiensis(Bt)and its negative isoline hybrid were evaluatrial. Maize plants were artificially infested with neonate larvae of Asian corn borer at the mid-whorl(firstgeneration),pre-tassel(first-and/or second-generation),and silk(second-generation)growth stages.The transgenic Bt maize hybrid sustained significantly less leaf feeding damage(rating 1.0±0.0)than its negative isoline control(rating 7.3±0.1).With the Bt maize,1.3-6.8%of plants were damaged by corn borer tunneling with＜0.5 cm tunneling per stalk under different levels of infestation,compared with 100%of plants damaged with 9.3-25.0 cm tunneling per stalk for the negative isoline control. On average,transgenic Bt maize hybrids had only 0.01-0.05 tunnels per stalk and no stems were broken.In contrast,the negative isoline control had 3.11-8.36 tunnels per stalk and 31.2-73.9% of stems broken.Yields were significantly higher in trahsgenic Bt maize than in the control. These results demonstrate that transgenic Bt maize can significantly minimize yield losses caused by the Asian corn borer through resistance to the first-and second-generation larvae.     

微胚乳超高油玉米籽粒可溶性总糖含量的动态研究

[目的]为微胚乳超高油玉米的改良及种质资源研究提供参考。[方法]以高油玉米115为对照,研究互为正反交的2种微胚乳超高油玉米籽粒的胚、非胚部位及整粒可溶性总糖含量的动态变化。[结果]微胚乳超高油玉米Ⅰ和对照的胚可溶性总糖单粒含量在授粉后49 d达到峰值,微胚乳超高油玉米Ⅱ则在授粉后42 d达到峰值。2种微胚乳超高油玉米非胚部位及整粒的可溶性总糖含量均在授粉后28 d达最高值。微胚乳超高油玉米Ⅰ非胚部位及整粒的可溶性总糖鲜重百分含量均在授粉后21 d出现较小峰值,49 d达到最大峰值。授粉后21～42 d,2种微胚乳超高油玉米的胚、非胚部位及整粒的可溶性总糖鲜重百分含量都高于对照,且微胚乳超高油玉米Ⅰ高于微胚乳超高油玉米Ⅱ。3种玉米籽粒生长发育的大部分时期非胚部位的可溶性总糖单粒含量高于胚。[结论]非胚部位可溶性总糖的动态变化在玉米籽粒发育过程中起决定性的作用。