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

[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。     

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)。     

不同地理种群棉蚜三种关键性酶活差异及其与抗性相关性

【目的】研究新疆不同地理种群棉蚜3种酶的活性及抗药性的差异。【方法】测定新疆库尔勒、五家渠、石河子、奎屯、哈密地区棉蚜和实验室敏感种群羧酸酯酶、谷胱甘肽-S-转移酶、乙酰胆碱酯酶活性,并分析3种酶活性与吡虫啉抗性之间的关系。【结果】库尔勒、五家渠、石河子、奎屯和哈密地区乙酰胆碱酯酶和谷胱甘肽-S-转移酶的比活力比值分别为4.2、2.7、2.3、2.5、2.1倍和2.3、1.5、1.3、2.5、2.1倍,差异显著（P<0.05）;羧酸酯酶比活力比值为6.5、4.2、3.4、2.7、1.2倍,除哈密地区相对接近外,其余地区均明显高于1.0,差异显著（P<0.05）,2种棉蚜关键解毒酶和1种神经传导关键性酶与抗药性之间存在一定相关性。【结论】各地理种群棉蚜3种酶活性均显著高于敏感种群（P<0.05）,且彼此之间存在差异性,羧酸酯酶在棉蚜感受到吡虫啉杀虫剂胁迫时极有可能起到重要作用。     

土耳其斯坦叶螨对转基因棉花的寄主选择性

为了研究土耳其斯坦叶螨对转基因棉及其亲本常规棉寄主选择性,以及转基因植物生化特性及形态特征对叶螨寄主选择性的影响,以转基因棉花中棉41、SGK321及其亲本常规棉中棉23、石远321为材料,通过半叶碟选择性试验研究棉叶螨对棉花的取食选择性及产卵选择性,并测定不同品种棉花的营养物质和次生代谢物的质量分数及形态指标。结果表明,棉叶螨对常规棉中棉23和石远321表现出明显的取食偏好和产卵偏好性;转基因棉花中次生代谢物棉酚的质量分数显著高于亲本棉花。因此,土耳其斯坦叶螨对常规亲本棉花的寄主偏好性可能与外源基因导入引起植株代谢变化有一定关系。     

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.     

棉花茎尖农杆菌转化体系的建立

[目的]建立高效的以草甘膦为选择剂的棉花茎尖农杆菌遗传转化体系。[方法]以中棉35号、中棉27号、石远321和珂字312号4个陆地棉品种茎尖为遗传转化受体材料,采用农杆菌介导转化法,结合草甘膦筛选,探讨了影响棉花茎尖遗传转化效率的几个重要因素。[结果]棉花茎尖对草甘膦极为敏感,所有品种棉花茎尖均在60μmol／L草甘膦浓度下停止生长。对茎尖用OD600=1．0菌液浸染20min、预培养2d、恢复培养1周和共培养72h的处理能显著提高棉花遗传转化效率。对所有成活转基因棉株进行PCR检测的结果表明,所有植株均能扩增出目的基因aroA—M1 1．3kh的特定条带。[结论]该研究为进一步加速转基因棉花的产业化进程奠定基础。     

河北省棉花育种回顾与前瞻

50年来河北省先后开展抗枯萎病、抗黄萎病、优质中长绒棉、低酚、杂交种、适合短季栽培和转基因抗棉铃虫等类型的棉花新品种选育,育成了冀棉1号、冀棉7号、冀棉8号、冀棉10号、冀棉11号、冀棉18号、冀棉19号、冀棉22号、冀棉25号、石远321、冀668和SGK321等有影响的棉花品种,在远缘杂交育种、种质资源创新、杂种优势利用及转基因后代选育等方面具有明显优势。先后进行了7次大规模品种更新,为棉花生产的持续稳定发展做出了较大贡献。今后应在保持适纺中支纱棉花新品种选育优势的同时,加强适纺高支纱和中低支纱棉花新品种选育,育成品种必须抗(耐)枯、黄萎病,抗棉铃虫,霜前花率高,增强稳产性和适应性,并重视转基因育种技术的应用。     

转基因抗虫棉叶围卡那霉素抗性细菌种群动态及nptⅡ基因漂移研究

 【目的】研究转基因抗虫棉叶围卡那霉素抗性细菌的种群动态变化，并监测nptⅡ基因向叶围细菌漂移的情况。【方法】采用常规培养的方法分析转基因抗虫棉33B、SGK321和GK12、受体棉33、石远321和泗棉3号叶围具有卡那霉素抗性的细菌在整个生育期的种群动态变化，并以质粒pBI121为对照，根据nptⅡ基因设计特异性引物，采用菌落PCR方法对分离的叶围卡那霉素抗性细菌进行nptⅡ基因漂移监测。【结果】6个棉花品种的叶围卡那霉素抗性细菌总数量和群落多样性指数随着时间的变化，在同一棉花品种不同采样时间之间差异显著，而同一采样时间抗虫棉和对应的受体棉间多数差异不显著。在转基因抗虫棉品种SKG321，GK12及受体棉泗棉3号的叶围细菌中发现阳性片段。【结论】叶围卡那霉素抗性细菌的总数量及群落多样性指数在抗虫棉与对应的受体棉之间多数差异不显著。转基因抗虫棉中的nptⅡ基因可能向叶围细菌漂移。     

转基因棉花连续种植对土壤AM真菌群落结构的影响

为评价转基因棉花种植对土壤中AM真菌群落结构的影响,以转基因棉花013011（抗旱）、SGK321（抗虫）和非转基因棉花TH2（抗旱受体）、石远321（抗虫受体）为材料,研究不同生育期转基因棉花土壤中AM真菌的群落结构。采用PCR-DGGE技术对土壤中AM真菌的群落结构进行分析。结果发现：转基因棉花与非转基因棉花在花铃期和吐絮期土壤中AM真菌群落的最小相似度均大于0.6,这说明了转基因棉花的种植在花铃期和吐絮期均未对土壤中AM真菌的群落结构产生影响。另外转基因棉花和非转基因棉花的种植在花铃期和吐絮期均未对土壤AM真菌的丰富度（S）造成影响;土壤AM真菌香农-维纳指数（H）仅在吐絮期石远321显著低于SGK321,其余品种和时期均未出现显著性差异;土壤AM真菌的均匀度（E_H）仅在吐絮期发现TH2显著高于013011,其余品种和时期均未出现显著性差异。DGGE指纹图谱结果表明转基因棉花与非转基因棉花同一生长时期多为共有条带,且同一时期土壤AM真菌群落结构相似性较高,AM真菌的群落结构无明显变化。两个不同生育期优势属均为Glomus（球囊霉属）。研究表明：土壤AM真菌的群落结构变化只随着棉花生育期的不同会有短暂的变化,与是否为转基因棉花无显著性相关。     

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。     

从石抗39抗虫棉的主要性状分析探讨系统选育在现实育种中的作用

利用系统育种的方法,以双价转基因抗虫棉SGK321为亲本,经过群体内连续单株选择育成棉花新品种石抗39。该品种产量、品质、抗病性以及主要农艺性状较选择亲本SGK321均有明显提高。表明在杂交育种方法作为主流育种手段的今天,系统育种方法仍是作物新品种改良的一条重要途径。