华北地区棉铃虫与转Bt杀虫蛋白基因棉花间的互作研究

 转Bt杀虫蛋白基因棉花（Bt棉）对棉铃虫杀虫活性存在明显的时间差异和器官间的差异。其杀虫活性在华北地区的第二代棉铃虫发生期较高，而在第三、四代发生期明显降低。在不同器官之间，花的杀虫效果最低。棉铃虫初孵幼虫从Bt棉的花上开始取食，存活幼虫可继续取食棉铃，其相对化蛹率达28.1%，并能正常羽化，致使Bt棉在田间对第三、四代棉铃虫起到抗性汰选作用。棉铃虫幼虫在室内经Bt棉汰选17代，平均每代的汰选强度为67.2%，对Cry1A型Bt杀虫蛋白的抗性指数增至7.1倍，导致Bt棉对汰选种群的抗虫等级由高抗级降低为中抗级。根据试验结果讨论了我国Bt棉的抗性预防和治理对策。     

基于三级营养传递Cry1Ac蛋白对普通草蛉酶活力及生长发育的影响

【目的】研究Cry1Ac蛋白通过棉花、棉蚜的传递对普通草蛉酶活性及生长发育的影响,为转Bt基因棉花的安全性评价提供参考和依据。【方法】采用ELISA方法,检测Bt棉、取食Bt棉的棉蚜和捕食棉蚜普通草蛉体内Bt杀虫蛋白含量;通过酶活力测定普通草蛉幼虫取食Bt棉花上棉蚜后其体内的类胰蛋白酶、类胰凝乳蛋白酶和氨肽酶的酶活性;室内生物测定普通草蛉取食Bt棉花上的棉蚜后对其生长发育的影响。【结果】Cry1Ac杀虫蛋白在棉叶中的表达量为788. 76 ng/g,远高于棉蚜体内的2. 35 ng/g,取食Bt棉花上棉蚜的普通草蛉3龄幼虫体内并未检测到Bt杀虫蛋白;通过三级营养传递的Cry1Ac蛋白对普通草蛉酶活力影响甚微。【结论】棉蚜取食Bt棉花后体内仅能累计微量Cry1Ac蛋白;普通草蛉取食Bt棉花上的棉蚜后,对其体内三种酶活性和生长发育均没有负面影响。     

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 3283、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。     

Bt杀虫蛋白在转基因抗虫棉中的表达

【目的】评价转基因抗虫棉的生物安全性。【方法】利用3个由花粉管通道法获得的转Bt基因的抗虫棉品系,通过Southern杂交技术研究了抗虫棉的插入数,通过棉铃虫饲喂、半定量RT-PCR和ELISA测定了抗虫棉的Bt杀虫活性的时间和空间的动态变化。【结果】Bt基因在抗虫棉中为1~2个拷贝数;Bt蛋白杀虫活性的时空动态表现为在不同生育期的同一器官中,苗期叶片的表达比花铃期的叶片强,在同一生育期内,不同器官表达不同,叶片和铃壳的表达高于苞叶、花和雌雄蕊。【结论】Bt杀虫蛋白在转基因抗虫棉中的抗性具有时空表达特异性。     

高温对转基因抗虫棉中Bt杀虫基因表达的影响

 Bt抗虫棉中Bt杀虫基因能否稳定表达是影响转基因抗虫棉应用前景和商品化生产的重要因素。以转基因双价抗虫棉139-20的R5代材料，通过不同温度处理，研究温度处理对Bt杀虫基因表达的影响。结果表明，温度变化影响抗虫棉早期的生长发育和Bt杀虫基因的表达，从而影响了抗虫棉生长发育过程中Bt杀虫蛋白含量降低的时间。高温处理后可使Bt杀虫基因在生长发育期中的沉默时间提前，导致Bt杀虫蛋白含量急剧降低，具体原因可能是由于转录后水平的基因表达调控，引起特异Bt 杀虫基因mRNA的降解。因此，在生产实际中，应予以提前采取措施，预防高温期棉铃虫危害。     

新疆棉区棉铃虫对Bt毒蛋白(Cry1Ac蛋白)敏感基线的测定

【目的】测定新疆棉区棉铃虫对Bt毒蛋白(Cry1Ac蛋白)的敏感基线。【方法】实验采用梯度浓度测定法对新疆8个主要常规棉区的棉铃虫进行敏感性测定。【结果】测得新疆棉区棉铃虫对Bt毒蛋白(Cry1Ac)的敏感基线:平均致死中浓度(LC50)为0.033μg/mL,范围为0.022~0.048μg/mL。LC90的值为0.899μg/mL,范围为0.526~1.333μg/mL。抗性识别浓度LC99的值为1.020μg/mL。采集的所有种群都对Bt毒蛋白(Cry1Ac)具有高度的敏感性。95%置信区间方差分析表明,新疆主要常规棉区棉铃虫对Bt毒蛋白(Cry1Ac)的敏感度差异不显著。【结论】实验所得到的数据可作为今后新疆棉区棉铃虫抗性监测的基准。     

Cry1Ac抗、感棉铃虫碱性磷酸酯酶（ALP1）的表达量比较

【目的】通过比较Cry1Ac抗、感棉铃虫昆虫中肠碱性磷酸酶（ALP1）表达量的差异及抗性棉铃虫取食Cry1Ac蛋白对ALP1表达量的影响,分析ALP1表达量变化与抗性的关系,为进一步明确Bt抗性机制、制定抗性治理策略提供理论依据。【方法】利用实时荧光定量PCR技术,比较敏感棉铃虫、Cry1Ac抗性棉铃虫取食含Cry1Ac蛋白的饲料和正常饲料后ALP1表达量的差异。【结果】ALP1在棉铃虫整个发育期都表达,幼虫的表达量最高,蛹期表达量最低,在成虫体内也有较高的表达;ALP1在幼虫中肠表达量最高,其次是后肠、前肠、马氏管,表皮中的表达量最低;与敏感品系相比,对Cry1Ac具有中等水平抗性的棉铃虫ALP1表达量明显增加,尤其是取食含Cry1Ac蛋白饲料的抗性棉铃虫幼虫的ALP1的表达量显著升高,但抗性棉铃虫取食正常饲料后,2、3龄幼虫的ALP1的表达量与敏感棉铃虫差异不显著;所有的抗性品系4龄棉铃虫幼虫中肠ALP1的表达量都显著高于敏感品系,而且随着棉铃虫抗性倍数的升高,ALP1的表达量呈逐渐降低的趋势。【结论】抗性棉铃虫中肠ALP1表达量的改变可能与Cry1Ac抗性、Cry1Ac代谢有一定的关系。     

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基因玉米幼苗残体中Cry1Ab杀虫蛋白田间降解动态

 【目的】研究间苗后留在田间地表的转Bt基因玉米幼苗残体中Cry1Ab杀虫蛋白的降解规律，比较两种Bt玉米幼苗残体中Cry1Ab杀虫蛋白的降解速度。【方法】以两种表达Cry1Ab杀虫蛋白的转Bt基因抗虫玉米MON810和Bt11为材料，采用ELISA方法测定各取样时期中幼苗残体中Cry1Ab杀虫蛋白残留量。【结果】转Bt基因玉米幼苗残体中杀虫蛋白降解是逐渐的，且降解速度较快，到50 d时幼苗残体已经完全腐烂，Bt11幼苗残体中的杀虫蛋白已经完全降解，在MON810中还能检测到微量的杀虫蛋白。两种转基因玉米幼苗残体中的Bt杀虫蛋白的初始含量差异不显著，但在同一时间段的Bt杀虫蛋白降解速度存在差异均显著，在30 d前MON810幼苗残体中Bt杀虫蛋白降解速度比Bt11降解的快，30d后，则降解趋势相反，到50 d取样结束时MON810和Bt11分别降解了初始含量的99.81%和100%。【结论】两种转Bt基因玉米间苗后留在田间的幼苗残体中的Cry1Ab杀虫蛋白降解速度不同，在50 d完全腐烂时，其中的杀虫蛋白完全降解或仅有微量残留。     

转Bt基因抗虫棉外源Bt蛋白的差异表达

【目的】研究转Bt基因抗虫棉外源Bt蛋白表达的时空规律,明确Bt蛋白表达量和转Bt基因抗虫棉抗性的内在联系,更加有效降低靶标害虫危害。【方法】采用ELISA(Enzyme-linked immunosorbent assay)蛋白定量检测方法,以转Bt基因抗虫棉鄂抗虫棉1号(GK19)为研究材料,对转Bt基因抗虫棉不同组织器官、不同生长时期主茎功能叶和不同生长时期主茎不同叶位叶片的Bt蛋白含量进行检测。【结果】转Bt基因抗虫棉不同组织器官Bt蛋白含量存在差异,苗期叶片最高,花、蕾、铃次之,根、茎较低;不同生长时期主茎功能叶Bt蛋白含量呈现出随生长发育时间推进而降低的趋势;不同生长时期主茎不同叶位叶片Bt蛋白含量差异较大,苗期和盛蕾期第1~7叶呈现出逐渐下降的趋势,而盛花期和盛铃期第1~7叶呈现出先缓慢升高后逐渐稳定的趋势。【结论】Bt蛋白在转Bt基因抗虫棉各生长时期,各组织器官都有表达,且表达量呈时空动态变化。     

转Bt基因抗虫杂交棉的应用技术研究

从转Bt基因抗虫棉田主要害虫的发生规律、棉铃虫对转Bt基因抗虫棉的为害损失及其防治指标、适合本农区种植的转Bt基因抗虫棉品种、转Bt基因抗虫棉不同种植比例对棉铃虫发生程度的影响、转Bt基因抗虫棉田天敌种群的消长动态、主要害虫的监测要点及棉铃虫的综合防治措施等7个方面,探讨了转Bt基因抗虫棉在江苏沿海地区的应用技术。     

转Bt基因抗虫棉棉铃虫防治技术研究

１９９５～１９９７年就转Ｂｔ基因抗虫棉对棉铃虫的抗性及棉铃虫的防治技术进行了研究。结果表明，抗虫棉对棉铃虫具有很强的内在抗性，对初孵幼虫致死率达９０％以上，对幼虫的生长发育影响严重，其毒力随幼虫龄期的增大而降低。在棉铃虫大发生年份，对二、三代棉铃虫不进行药剂防治则显著减产。初步提出抗虫棉的棉铃虫防治策略为：二代以保棉株生长点为主，三代要重点防治以保蕾铃。其防治指标是：二代棉铃虫百株累计卵量２００～３００粒，三代百株累计卵量８０～１２０粒。     

转Bt基因抗虫棉品种(系)生育特点与种植效益比较研究

对３类抗虫棉品种（系）生长发育和种植效益的比较研究结果表明,抗虫杂交棉６Ｈ１和Ｈ９５１３在生长发育上有明显的优势,常规抗虫棉美国３３Ｂ表现苗弱、前期生长慢、后发性强的特点。两个抗虫杂交棉品系的产量显著高于对照中棉所９４１８,两个常规抗虫棉的产量比对照低５％～２０％。抗虫棉品种（系）的总治虫用工可减少５７％,其中减少防治棉铃虫用工７０％;总治虫用药投入减少７０％,其中防治棉铃虫用药投入减少９０％。     

转Bt基因抗虫棉棉田棉铃虫化学防治研究

棉铃虫是造成棉花减产的主要害虫之一,使用转基因抗虫棉和化学防治,可有效控制棉铃虫对棉花的危害。转Bt基因抗虫棉田棉铃虫2代百株累计卵量在400粒左右时,第1次防治时间应在300粒左右,随后如百株幼虫超过5头时应进行第2次防治;3代百株累计85粒左右时,第1次防治应在50~70粒开始,第2次应在百株幼虫45头时进行。     

新疆棉花植棉比较效益分析

【目的】研究新疆棉花植棉比较效益的变化。【方法】1981年至2009年近30年间相关资料汇编及年鉴。【结果】近30年间新疆棉花与小麦、棉花与玉米、棉花与(小麦+玉米)的整体平均净产值和减税纯收益均呈下降趋势,尤其是近5年棉花植棉效益下降明显(2010年除外)。造成植棉比较效益下降的主要原因有:棉花市场价格波动、植棉成本上升、产量徘徊、植棉环境的制约和扶持政策少;尤其是近年来劳动力成本的大幅上升使棉花比较效益优势明显降低,直接影响着新疆棉花的竞争力和棉农增收。【结论】从政策、市场、科技、投入等方面全面提升新疆棉花植棉比较效益,对提高新疆棉花产量和劳动生产率、降低成本、实现品种、技术和环境的高效统一,以及新疆棉花可持续发展,提高植棉效益和全面均衡增产,促进棉农节本增收和保护环境都具有重要的现实意义。     

不同熟性棉花品种棉铃时空分布及产量比较

【目的】研究新疆南疆地区不同熟性棉花品种棉铃时空分布及产量的差异规律，为新疆南疆地区选择适宜熟性品种种植提供理论依据。【方法】于2020年设置中早熟品种(中棉所96A)、中熟品种(塔河2号、新陆中73号),分析不同熟性棉花品种棉铃时空分布及其产量的变化规律。【结果】中熟品种(塔河2号、新陆中73号)的株高、茎粗显著高于中早熟品种(中棉所96A),塔河2号、新陆中73号的株高较中棉所96A分别增加了22.28%、9.84%,茎粗分别增加了25.01%、11.55%,中熟品种的果枝始节高度大于中早熟品种；“三桃”比例中伏前桃表现为塔河2号>新陆中73号>中棉所96A,伏桃为中棉所96A>新陆中73号>塔河2号，秋桃为新陆中73号>塔河2号>中棉所96A;棉铃空间分布上，中棉所96A的棉铃主要分布在中下部内围铃，而塔河2号和新陆中73号则分布在下部、上部内围铃；中熟品种中部外围铃的蕾铃脱落率高于中早熟品种相同部位；中早熟品种的单铃重显著高于中熟品种，中棉所96A的单铃重较塔河2号、新陆中73号分别增重了3.15%、7.73%,中棉所96A与塔河2号的籽棉产...     

新疆南疆不同棉花品种的生长特征及其品质分析

【目的】测定不同品种的生育期、生物量、冠层结构、产量及纤维品质等指标,分析其各自的特征差异,筛选出适宜于新疆南疆地区种植的优良棉花品种。为新疆南疆机采棉高产优质栽培提供理论依据。【方法】以6个棉花品种为试验材料,于2016~2018年度在新疆南疆阿拉尔地区设置品种比较试验。【结果】年际与品种对棉花熟性、地上部干物质、光辐射截获率、叶面积指数均存在影响,但品种作用更大。在机采棉种植模式下,鲁棉研36号和中棉所57号早熟,中棉所75号、中棉所88号和中杂7号中熟,中棉所60号晚熟。6个棉花品种相比,中棉所88号生育期适中,叶面积指数和光截获率均最高,干物质积累量最大,其增幅较最低的鲁棉研36号分别达到31.48%~36.59%、25.52%~28.02%,22.85%~29.97%,籽棉和皮棉产量均最高,分别达到6 470.87和2 612.65 kg/hm²,;产量构成因子中,中棉所88号棉铃数高且空间分布更合理,衣分和铃重显著提高,有利于增产;纤维品质指标中,中棉所88号上半部平均度、整齐度数和断裂比强度均最高,3年中均值分别达到30.21 mm、85.12%、30.48 cN/tex,马克隆值和断裂伸长率均最低,纤维品质综合表现较好。【结论】中棉所88号是较为适合南疆种植的棉花品种。     

滴灌条件下北疆棉铃虫发生程度和发生预期的研究

【目的】探讨北疆棉区棉铃虫发生和气象条件的关系。【方法】通过对新湖垦区膜下滴灌棉田棉铃虫系统调查,结合当地气象资料研究,明确了积雪厚度与棉铃虫年发生程度的关系。【结果】建立了年发生程度与积雪厚度的数学模型Y=0.015X2-0.082X+0.884;应用期距预测法对棉铃虫一代和二代高峰期进行预测,构建了两个数学模型Y1=-0.839X12+35.742X1-341.685和Y2=1.157X22-60.187X2+816.588。【结论】对以上三个数学模型进行回判和预测验证,准确性较高,可以作为该区棉铃虫预测预报模型使用。