转cry1Ab抗虫水稻对褐飞虱取食及产卵选择行为的影响

通过室内试验研究了褐飞虱在转cry1Ab抗虫水稻(mf-MH3301-1)和非转基因水稻(MH3301)上的取食和产卵选择行为,并通过Y型嗅觉仪研究了褐飞虱对2种水稻的趋性反应.结果表明:转基因水稻mf-MH3301-1对褐飞虱成虫的取食选择行为有一定的影响,在接虫后2、4、8 h,雄成虫在Bt水稻上的着虫率显著低于对照MH3301,而雌成虫在接虫后4、8 h在Bt水稻上的着虫率显著低于对照MH3301.然而,Bt水稻对于褐飞虱的产卵选择性和趋性反应均无显著影响.     

转Bar基因水稻及草铵膦对褐飞虱取食和产卵行为的影响

【目的】研究抗除草剂转基因水稻及其相应的非选择性除草剂草铵膦对褐飞虱取食和产卵行为的影响,为转Bar基因水稻的生态安全性评价提供科学依据。【方法】以褐飞虱[Nilaparvata lugens （Stl）]为研究对象,以转Bar基因水稻Bar68-1、非转基因亲本对照水稻D68以及感虫对照水稻TN1为研究材料,并在转基因抗除草剂水稻上进行喷施0.5%草铵膦处理,对各处理褐飞虱的取食量、取食选择性和产卵选择性进行比较。【结果】褐飞虱在D68上的着虫率和取食量与TN1相比差异不显著,但产卵选择率显著低于TN1;褐飞虱在Bar68-1上的取食量、着虫率和产卵选择率与D68相比差异不显著;喷施0.5%草铵膦处理对褐飞虱取食量、取食选择性的影响与清水对照相比差异不显著,但对褐飞虱的产卵选择率、卵块数和卵粒总数有一定影响,均显著低于清水对照。【结论】抗除草剂转基因水稻Bar68-1对褐飞虱的取食和产卵行为没有影响。     

氮营养对褐飞虱在IR64稻株上取食和产卵行为的影响

研究了褐飞虱对不同含氮量的IR64稻株的取食和产卵选择性、寄主含氮量对褐飞虱种群选择性的影响以及在不同含氮量稻株上取食和产卵的空间分布.结果表明,无论褐飞虱饲养在高氮和低氮稻株上其雌成虫均显著偏爱在含氮量高的稻株上取食和产卵,而若虫对不同含氮量稻株的取食选择性无显著差异.随着稻株含氮量的下降褐飞虱取食和产卵的位置从叶鞘底部逐渐向上部转移,直至叶片中脉.在低氮稻株上若虫和成虫均偏向于较高的位置取食和产卵,而且不同的种群有明显差异.饲养在低氮稻株上的褐飞虱种群在低氮稻株上的取食频次最高,褐飞虱种群的取食频率与其前期饲养的寄主有关.     

转Bt基因棉对多异瓢虫生长发育及中肠组织变化研究

[目的]研究转Bt基因棉花对多异瓢虫生长发育及中肠组织的变化.[方法]用取食转Bt-Cry 1Ab/Ac基因棉棉蚜喂饲多异瓢虫,初步研究了取食转Bt-CryAb/Ac基因棉棉蚜对多异瓢虫的影响.利用透射电镜观察取食转Bt-Cry1Ab/Ac基因花粉和取食对照花粉的多异瓢虫中肠组织的变化.用ELISA检测方法在取食转Bt-Cry1Ab/Ac基因花粉的多异瓢虫体Bt毒蛋白进行了检测.[结果]多异瓢虫Hippodamia variegata取食棉蚜后各个虫态均无显著差异;利用透射电镜观察取食转Bt-Cry1Ab/Ac基因花粉和取食对照花粉的多异瓢虫中肠组织,发现其微绒毛、线粒体、内质网均无显著变化;用ELISA检测方法在取食转Bt-Cry1Ab/Ac基因花粉的多异瓢虫体内没有检测到Bt毒蛋白.[结论]取食转Bt-Cry1Ab/Ac基因棉棉蚜和花粉对多异瓢虫生长发育没有明显影响.     

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。     

分子标记辅助聚合抗褐飞虱基因选育杂交水稻抗性品种初步研究

以携带有bph2NBph3的水稻品系ME1为抗褐飞虱供体亲本,以保持系盟B、先B、天B,不育系RT300、RT181和恢复系R29等6个常用的杂交稻亲本为轮回受体亲本,通过杂交、回交和自交,并结合分子标记辅助选择,将bph2和Bph3基因导入到各杂交稻亲本中。结果6个回交组合在BC2F1代共获得13株双基因杂合株系;结合成型株农艺性状,选取其中6份的BC2F1代自交种子播种进行苗期抗虫鉴定,结果显示,各株系对褐飞虱均表现中抗水平;标记全部309个抗性植株的基因型,共获得21个聚合两个抗性基因的纯合株系。这些纯合材料将可用于组配抗褐飞虱杂交水稻。     

B型烟粉虱取食诱导的烟草对斜纹夜蛾生长发育和繁殖的影响及机制探讨

 【目的】明确外来入侵害虫B型烟粉虱取食诱导烟草植株对后取食的斜纹夜蛾的防御反应和空间效应,探讨B型烟粉虱取食诱导的烟草防御反应在B型烟粉虱与斜纹夜蛾种间竞争中的作用及机制。【方法】室内采用饲喂寄主叶片的方法,研究B型烟粉虱危害诱导的烟草植株不同部位的叶片对斜纹夜蛾生长发育和繁殖的影响,采用生化分析方法测定烟草植株内相关防御酶的变化。【结果】B型烟粉虱取食诱导的烟草植株叶片对后取食的斜纹夜蛾生长发育、存活和繁殖均产生了不利影响,但处理烟草植株的不同叶位对其影响不同。与取食各自的对照叶片相比,其影响顺序为虫体叶＞中间叶＞系统白脉叶,各处理与对照间均差异显著;而处理植株的心叶与对照叶片相比对斜纹夜蛾的影响没有明显差异。B型烟粉虱危害的烟草植株叶片与各自的对照叶片相比,虫体叶、中间叶和系统白脉叶中胰蛋白酶抑制剂含量、β-1, 3-葡聚糖酶和几丁质酶活性均显著增加,而心叶差异不显著。【结论】B型烟粉虱取食诱导烟草植株叶片对后取食的斜纹夜蛾生长发育和繁殖产生不利的影响,且存在空间系统传导性。B型烟粉虱取食的烟草植株内胰蛋白酶抑制剂含量、β-1, 3-葡聚糖酶和几丁质酶活性提高,它们与对斜纹夜蛾的不利影响有关。B型烟粉虱取食诱导的烟草防御反应在对后取食斜纹夜蛾的防御中起重要的作用。     

转cry1Ac/sck基因抗虫水稻对稻田主要非靶标害虫的田间影响评价

 【目的】研究转基因抗虫水稻对稻田主要非靶标害虫的田间影响。【方法】以转cry1Ac/ sck双基因抗虫水稻株系MSA、MSB、MSA4及其杂交稻21S/MSB、II-32A/MSB与KF6-304为材料，2002年在福建沙县、2003至2004在湖南湘潭县系统地开展了转基因水稻对稻田主要非靶标害虫白背飞虱、褐飞虱、叶蝉及稻瘿蚊的田间影响评价研究。【结果】秧苗期，MSA、MSB、21S/MSB、II-32A/MSB对稻飞虱产卵没有明显影响，稻飞虱在MSA4与KF6-304秧苗上的产卵量显著低于其对照,但所取样本上的产卵量都非常低。水稻移栽后，转基因水稻株系对白背飞虱与褐飞虱种群数量的影响有一定差异,但与它们的对照均无显著差异,整个生长期的数据分析也显示无显著差异。21S/MSB、II-32A/MSB上的叶蝉数量显著或极显著高于其对照，但叶蝉数量很低,单种叶蝉的种群数量则更低,且MSA、MSB、MSA4与KF6-304没有引起稻田叶蝉数量的明显变化。在成熟收割前，MSA、MSB有增加无效分蘖上葱管数的态势，但在水稻生长中期都对稻瘿蚊有高的抗性，能减少葱管的形成，降低标葱率。【结论】 转cry1Ac/sck 双基因抗虫水稻MSA、MSB、MSA4及杂交稻21S/MSB、II-32A/MSB与KF6-304不会引起关键非靶标水稻害虫数量的明显上升。导入相同外源基因的不同水稻株系对关键非靶标水稻害虫的影响在时间动态与程度上存在一定的差异，转基因作物生态安全评价需要进行个案分析。     

转cry1Ab13基因玉米新种质的创制

【目的】构建包含抗鳞翅目害虫基因cry1Ab13的重组植物表达载体,并利用其创制对玉米螟Ostrinia furnacalis具有优良抗性的转基因玉米Zea may L.新种质。【方法】利用同源重组法将cry1Ab13基因连接到表达载体pCAMBIA3300-Bar上,获得以抗除草剂Bar基因为筛选标记的植物表达载体pCAMBIA3300-cry1Ab13-Bar。通过农杆菌介导法转化玉米自交系H99幼胚,对再生植株进行逐代除草剂筛选、PCR检测及T2代植株的Southern blotting检测、实时荧光定量PCR检测,并对转基因植株进行田间及室内抗虫性鉴定。【结果】构建了cry1Ab13基因的植物表达载体,转化玉米获得3株高抗玉米螟和1株抗玉米螟的T2代转基因植株。Southern blotting证明cry1Ab13基因已经整合到玉米基因组中,实时荧光定量PCR结果表明cry1Ab13基因已经在玉米植株内表达。抗虫性鉴定结果表明,与对照相比转基因植株对玉米螟的抗性显著提高。【结论】将cry1Ab13基因导入玉米并成功表达,显著提高了转基因玉米对玉米螟的抗性,为抗虫玉米新种质的创制奠定了基础。     

转基因水稻及其杂交后代对稻纵卷叶螟的田间抗性检测

 用剥查法，研究了转cry1Ac+SCK基因水稻及其杂交后代对稻纵卷叶螟（Cnaphalocrocis medinalis）的大田抗性。结果显示，在自然生产条件下，转cry1Ac+SCK基因的两个株系MSA与MSB对稻纵卷叶螟具有极强的抗性。转cry1Ac+SCK基因稻的杂交后代21S/MSB与II-32A/MSB都获得了高抗稻纵卷叶螟性状。MSA、MSB、21S/MSB与II-32A/MSB上的稻纵卷叶螟数量、卷叶率、卷叶株率与带虫株率均极显著低于常规对照稻。     

Impact Evaluation of Insect-Resistant Transgenic Rice on the Feeding and Oviposition Behavior of Its Non-Target Insect,the Brown Planthopper, Nilaparvata lugens(Homptera: Delphacidae)

The feeding and oviposition behavior of the brown planthopper (BPH), Nilaparvata lugens on two transgenic indica rice homogenous genotypes (B1 and B6) with cry1Ab gene from Bacillus thuringiensis and transgenic restored line of hybrid rice (MSA) with SCK gene (a modified CpTI gene) were measured, compared with those on their corresponding non-transgenic parental cultivars Jiazao935 and Minghui86 performed by BPH. Under the selection condition of host plants by BPH, loading percentage, oviposition preference and laying egg number of BPH both on transgenic cry1Ab rice and transgenic SCK rice were not significantly different from those on their controls, while their total number of probing wound caused by PBH expect for feeding on B1 plants was markedly more than that on the control. In contrast, under the non-selection condition, total number of probing wound caused by BPH on either transgenic cry1Ab rice or transgenic SCK rice was pronouncedly more than those on their controls. Conversely, their honeydew amount excreted by BPH after feeding for 24 h was significantly less than those on the control. As a conclusion, three tested transgenic rice genotypes with insect resistance acted adverse effect on BHP feeding, and no marked effect on BPH oviposition.     

转cry1Ab基因抗虫水稻的培育

采用农杆菌介导的遗传转化法,将cry1Ab基因导入优良三系恢复系明恢63,共获得了92个独立转化株,其中13株为单拷贝。通过发芽试验,获得了11个单拷贝转基因纯合系。ELISA检测结果表明:不同株系其Bt蛋白含量不一样,但杂种的Bt蛋白含量与其亲本一致。室内人工接虫试验及田间抗虫性试验初步表明:5个纯合株系表现高度抗性,且农艺性状与原品种没有显著差异。由此说明,所获得的这些单拷贝转基因株系可作为育种材料,用于抗虫水稻的培育。     

转cry2Ab4和vip3Aa11基因烟草对小地老虎杀虫效果研究

小地老虎严重危害农业生产,通过转基因技术提高作物对小地老虎的杀虫效果是一条切实可行的途径。cry2Ab4和vip3Aa11是从苏云金芽胞杆菌（Bacillus thuringiensis,Bt）中克隆到的两个杀虫基因。分别构建了pCS2Ab和pCSvip3A两种植物表达载体,利用农杆菌介导法转化烟草（Nicotiana tabacum L.）NC89,并得到32株和35株阳性转基因植株。通过对其进行RT-PCR分析、Western杂交分子检测证实两种外源基因在烟草植株中可以正常表达。人工饲喂初龄小地老虎幼虫,对两种转基因植株进行生物活性检测,结果显示饲喂转基因叶片的小地老虎幼虫死亡率在82%以上,抗虫能力比对照显著提高,转vip3A植株抗虫效果优于转cry2Ab植株。     

粳稻转基因恢复系的研究

利用基因枪转化法将抗除草剂的bar基因和抗二化螟的SCK(修饰后的CpTI)基因导入到优质粳稻恢复系超优一号中。经对转基因植株进行分子检测,表明外源基因已整合到水稻基因组中;经田间除草剂抗性检测和二化螟接种鉴定,表明转基因稳定株系直到T6仍表现高抗除草剂且没有分离,说明bar基因能稳定遗传并高效表达;转基因恢复系与非转基因恢复系相比,抗虫性有所提高,但提高程度在株系间有差异。经对转基因恢复系所配杂交组合进行除草剂检测和优势测定,表明转基因杂交稻也高抗除草剂,且F1全部正常结实,结实率达80%以上,并具很强的杂种优势,说明亲本抗性基因通过制种已转移到F1中并得到高效表达,同时说明外源基因的导入没有改变原受体的优良性状;经对部分转基因杂交稻进行纯度鉴定,表明秧田喷施除草剂后,本田的不育株率和杂株率明显降低,特别是两系杂交稻效果更明显。     

农杆菌介导法获得籼稻温敏核雄性不育系转Bt基因植株

通过农杆菌介导法将Bt融合型基因cry1Ab/cry1Ac导入籼稻温敏核雄性不育系03B198S和03B199S的愈伤组织,经过多轮潮霉素筛选,获得了一批独立转化体,同时,从每一个独立转化体至少再生出5株绿苗。经PCR、RT-PCR检测证实该Bt融合型基因已整合到部分受体基因组中,并表现出不同程度的表达。这些阳性转基因植株在异地异季低温条件下割蔸栽植,部分恢复可育,且表现出很强的抗螟虫性能。