低磷胁迫对转基因抗虫玉米苗期生长的影响

为了了解导入Bt基因是否会引起玉米对磷元素利用能力发生改变,本研究采用转基因抗虫玉米Bt 38及其背景材料郑单958(ZD 958)为试验材料,进行水培试验,设置正常供磷(1mmol/L)和低磷(1μmol/L)两个水平。结果表明:在相同磷浓度下,ZD 958与Bt 38的某些生物性状、生理性状显著地不同,在生物性状上,正常供磷条件下与ZD 958相比,Bt 38根长极显著降低,全展叶叶面积极显著减小,低磷条件下与ZD 958相比,Bt 38株高、根长、茎粗、叶长,叶宽、地上鲜重、地下鲜重均极显著增加,根冠比显著下降;在生理特征上,相同供磷条件下,与ZD 958相比,抗虫玉米心叶、全展叶叶绿素含量及Chla/Chlb均有显著性变化,抗虫玉米不同部位可溶性糖、淀粉含量、激素含量亦有显著性变化。此外,全展叶中可溶性蛋白含量和抗氧化物酶活性也有显著性变化。综上,Bt基因的导入改变了ZD 958苗期对磷元素的利用能力,从而使ZD 958与Bt 38在不同磷环境下表现出不同的生存能力。     

黄瓜磷效率评价及其基因型差异

在水培条件下,评价了来源不同的18个黄瓜基因型的磷效率,并初步分析了导致黄瓜磷效率基因型差异的生理机理。结果表明,两周的低磷胁迫严重抑制了黄瓜地上部生长,但刺激了根系的生长,主要表现在叶片数、叶面积、株高和茎粗降低,根冠比、比根长、总根长和总根表面积增加,根变细、根平均直径降低等。与高磷处理下供试黄瓜相比,低磷处理导致植株的总磷吸收量都不及高磷处理下的一半,下降了62.66%~93.96%,但磷利用效率提高了2~7倍。大部分根系形态指标(包括主根长、总根长、根表面积等)与黄瓜磷吸收效率显著相关。黄瓜的磷效率与其磷吸收效率极显著正相关,而与其利用效率相关性不大。磷胁迫改变了黄瓜地上部和地下部形态构型、显著降低了黄瓜植株总磷效率和磷吸收效率,磷利用效率则显著提高,基因型间差异显著。黄瓜的总磷效率主要由磷吸收效率决定。供试黄瓜中,基因型3、10、13和17为磷低效低敏感型,而基因型1、14、15和18为磷高效高敏感型,可用于培育磷高效黄瓜品种。     

不同玉米杂交种亲本磷营养特征及对低磷胁迫的响应

为比较不同玉米杂交种亲本在不同磷水平下植株生长和养分吸收特性,以及养分在体内的循环和分配的差异,选取我国在生产中大面积推广且抗逆性较强的玉米杂交种亲本:郑58/昌7-2(郑单958),PH6WC/PH4CV(先玉335),利用营养液培养的方法进行了这些玉米磷营养特征的研究,通过供磷和缺磷营养液培养研究缺磷对不同基因型玉米生长发育,根系形态、活性和生理特性的影响,玉米苗期光合速率变化,并比较基因型间差异。结果表明,与供磷相比,缺磷亲本的干质量降低,磷增长量降低,根干质量增加,根冠比增加;根长增长,根半径降低,根表面积增加,总吸收面积和比表面积均降低;pH值降低;吸收H2PO4-和耐低磷能力提高,叶面积和光合速率下降。不同亲本间存在显著差异,其中,PH4CV具有相对较大的根长和根表面积,较活跃的根系吸收活性,干重增长较大,吸收速率大,叶面积和光合速率下降幅度较低,耐低磷能力强。     

低磷胁迫下不同磷效率基因型棉花的根系形态特征

【目的】从根系形态变化的角度阐述磷高效基因型棉花对低磷胁迫的响应特征及适应机理,为找出影响棉花磷素吸收的主要因子和通过根系塑性提高养分利用效率的遗传改良提供科学依据。【方法】以磷高效基因型棉花品种新海18号（XH18）、中棉所42号（CCRI-42)、新陆早19号（XLZ19）和磷低效基因型棉花品种新陆早13号（XLZ13）、新陆早17号（XLZ17）为材料,通过特殊土培系统,研究不同磷效率棉花在不同磷水平下（低磷胁迫0、正常供磷150 kg·hm^-2）根系形态及其与植株磷素吸收的关系。【结果】低磷胁迫显著降低棉花生物量和磷累积量,其中磷高效基因型的生物量和磷吸收量在各施磷水平下分别为低效基因型的1.21-2.08和1.35-1.91倍。施磷可显著增加土壤中Olsen-P含量。低磷胁迫下各基因型棉花品种Olsen-P较适磷条件显著降低,且磷高效基因型棉花降低幅度大于磷低效。在低磷胁迫条件下,磷高效基因型棉花品种在0-25 cm土层中土壤Olsen-P浓度低于磷低效,较磷低效基因型XLZ13和XLZ17分别平均降低了21.1%和30.1%。棉花的总根长、总根表面积、总根体积、平均根系直径在低磷胁迫下显著降低,其中磷高效基因型棉花在各施磷水平下的总根长、总根表面积、总根体积分别为低效基因型的1.54-1.97、1.52-1.92、1.47-1.84倍。低磷胁迫下,磷高效基因型棉花比根长、比根表面积和比根体积均显著大于磷低效基因型棉花品种,分别为低效基因型的1.10-1.25、1.07-1.22、1.01-1.16倍,而平均直径显著低于磷低效基因型,为磷低效基因型的34.2%-70.2%;主成分分析表明,总根长、总根表面积、总根体积、根干质量、中根长、粗根长受基因型差异的影响较为明显,是区分两类磷效率基因型棉花根系形态差异的主要指标。一般线性模型方差分解结果表明,总根长、总根表面积、总根体积、中根长、粗根长等根系参数是植株磷素吸收的重要影响因子。【结论】磷高效基因型棉花可较大幅度增加细根比例,降低根系总体细度,促使比根长增加,提高根系的构建效率,以适应低磷胁迫。     

不同氮效率基因型玉米根系对低铁胁迫的响应

[目的]揭示不同基因型玉米根系对低铁胁迫的响应,为玉米铁营养研究提供理论依据。[方法]采用营养液培养的方法,研究2种不同氮效率的玉米基因型(ZD958和XY335)在低铁(5μmol/L)和高铁(200μmol/L)条件下生物量累积和分配、根系形态和养分吸收的变化。[结果]低铁胁迫下,2种基因型玉米的苗干重、根干重、总根长、根体积和根表面积均有不同程度的降低,ZD958的苗干重、根干重、根体积、根表面积比XY335分别高45.00%、28.33%、21.27%、16.41%,但2个品种在低铁处理下根质量比与平均根直径明显增加;在低铁胁迫下,ZD958的氮累积量、磷累积量、钾累积量和铁累积量比XY335分别高36.80%、48.12%、45.08%和47.19%。[结论]氮低效的玉米基因型ZD958较氮高效玉米基因型XY335对低铁胁迫更为敏感。     

不同类型玉米品种耐低磷评价

设置3个磷水平,测试农大108、墨西哥类玉米、甜玉米、玉米草1、玉米草2在不同磷水平下的反应,比较其耐低磷性的差异.结果表明,玉米苗初期不同水平下各玉米品种的株高差异不显著,表明经短期低磷处理玉米生长不受其影响.但出苗后30 d各品种不同磷水平下的株高差异显著.在不同时期的低磷水平下,类玉米的株高均最小,表明其生长受低磷胁迫影响较大.而处理48 d后,不同磷水平下的地上部干重、根系干重、根长、根表面积等均存在差异,但各个品种的差异程度,不同品种间也存在明显差异(α=0.05).类玉米在各项指标测试中均表现为磷敏感性,但其与普通玉米、甜玉米的杂交F1代有较好的耐低磷特性.特别是玉米草2,其根长相对值、根表面积相对值、地上部和根系干重相对值均最大,与其他品种差异显著,表明其有较高的磷吸收效率.杂交品种同时具有类玉米的分蘖能力.低磷水平下,农大108、墨西哥类玉米、普通玉米及玉米草2出现紫叶现象.玉米草2在中磷水平下叶片也有紫斑出现,因此认为紫叶现象与其品种特性和受低磷胁迫均有关.玉米草1株高、地上部干重、根干重、根长、根表面积具有超亲遗传现象,而玉米草2具有中亲或低亲遗传现象;在低磷、中磷和高磷处理下,玉米草1的干重分别是类玉米干重的3.55、2.42和1.64倍,类玉米是生产上推广的玉米草品种,该研究结果表明,玉米草1的产量明显高于类玉米,具有更大的推广潜力.     

低磷胁迫对山核桃幼苗根系形态和生理特征的影响

通过水培实验比较了山核桃Carya cathayensis幼苗在正常供磷（0.10 mmol·L^－1）和低磷胁迫（0.02 mmol·L^－1）条件下的根系形态、磷营养特点、叶片光合作用以及叶片和根系分泌酸性磷酸酶活性的差异。结果表明,低磷处理显著降低山核桃植株干质量、磷质量分数和磷积累量（P＜0.05）;与正常供磷相比,低磷处理条件下山核桃根长、根表面积和根体积显著降低（P＜0.05）;低磷处理显著降低山核桃叶片光合速率和气孔导度（P＜0.05）,但对叶片胞间二氧化碳摩尔分数无显著影响,这表明低磷胁迫对山核桃叶片光合速率的抑制作用主要是由于非气孔因素引起的。低磷胁迫使山核桃叶片酸性磷酸酶活性和根系分泌酸性磷酸酶活性显著增加（P＜0.05）,分别为正常供磷处理下的135%和159%,这表明磷缺乏诱导酸性磷酸酶活性的增加可能是山核桃适应低磷胁迫的机制之一。图4表1参28     

钾胁迫对不同耐低磷基因型玉米生长和磷吸收的影响

研究了不同耐低磷基因型玉米(Zea mays L.)幼苗对低钾胁迫适应性的差异。结果表明,低钾胁迫处理对株高有显著的抑制作用,低钾胁迫处理显著降低了植株的地上部和根系吸磷量,同时还使玉米根效比显著下降,且耐低磷基因型降低程度更为显著。低钾胁迫处理使地上部和根系的磷利用率增加,基因型间无明显差异。     

磷胁迫对玉米APase活性变化的影响

以耐低磷玉米自交系99038为材料,通过水培试验对其根系、叶片的酸性磷酸酶(APase)活性及植株体内磷浓度的动态变化进行研究。结果表明:随着磷胁迫强度的加强,自交系99038根系、全展叶片APase活性-P/+P的相对比值呈现增加趋势,说明根系、叶片-P/+P处理的APase相对比值可作为衡量自交系99038磷胁迫程度的指标。相关性分析显示,-P处理条件下99038干物质累积量与S-APase活性成显著正相关,而在+P条件下不表现相关性。     

低磷胁迫影响番茄根系生长及根际细菌

正以低磷胁迫和平衡施肥处理的番茄根系及根际土壤为研究对象,采用根系分析系统、稀释平板法、PCR-DGGE等分析技术,研究低磷胁迫对番茄根系生长、根际土壤生物学特性以及细菌多样性的影响。结果表明,低磷胁迫导致番茄根系总根长、总根表面积、总根体积和根尖数减少;导致根际土壤中可培养微生物(细菌、真菌和放线菌)数量、酶活性、微生物生物量以及细菌的多     

对鞘翅目害虫高毒力Bt基因cry3Aa7的分离克隆及表达研究

从国内分离的对鞘翅目叶甲科害虫高毒力的Bt菌株中克隆了3.0kbcry3Aα基因大片段,完成了该片段的亚克隆和全序列测定,该基因编码区为1932bps,编码的蛋白质由644个氨基酸残基组成,分子量73.1ku,等电点为pH5.165,为弱酸性蛋白,该蛋白中Ser,Leu,Thr含量最高,分别为8.22%,8.07%和7.76%,通过穿梭载体将该基因导入Bt无晶体突变株中,获得工程菌Biot205,cry3Aα7基因在其中能正常表达,并形成扁方形晶体。工程菌Biot205对榆蓝叶甲（Pyrrhalta aenescens)校正死亡率为86.21%。该基因序列已在EMBL、GenBank中登记,并被国际Bt-δ-内毒素基因命名委员会正式命名为cry3Aα7。     

Bt杀虫蛋白对甜菜夜蛾生长发育的影响

 实验室内研究了Bt杀虫蛋白对甜菜夜蛾生长发育的影响。结果表明：甜菜夜蛾二龄幼虫取食含Bt杀虫蛋白浓度为0.5μg/g,1.0μg/g,2.0μg/g,4.0μg/g,8.0μg/g的人工饲料后,随着饲料中杀虫蛋白浓度增加,幼虫死亡率增加、幼虫发育历期延长、蛹的发育历期缩短、蛹重变轻、化蛹率降低。甜菜夜蛾四龄幼虫取食含Bt杀虫蛋白浓度为2.0μg/g,4.0μg/g,8.0μg/g,16.0μg/g的人工饲料后,幼虫死亡率、化蛹率、蛹的羽化率均无明显差异;而幼虫发育历期延长、蛹的发育历期缩短,蛹重减轻。杀虫蛋白浓度为8.0μg/g,16.0μg/g时,幼虫发育历期明显长于对照。杀虫蛋白浓度为16.0μg/g时, 蛹的发育历期和蛹重与对照差异显著     

棉铃虫对Bt的抗性筛选及交互抗性研究

 通过室内筛选获得了棉铃虫 H elicoverpa armigera ( Hübner)对 Bt杀虫剂、Bt毒蛋白和转 Bt基因棉的抗性种群 ,并在此基础上测定了与其它 Bt、化学杀虫剂、新鲜转 Bt基因棉的交互抗性。结果表明 ,经 1 6代筛选 ,棉铃虫对 3种 Bt都可以产生抗性 ,抗性上升的快慢顺序是 :Bt杀虫剂 >Bt毒蛋白 >转 Bt基因棉。筛选过程中 ,棉铃虫 7日龄幼虫的体重和成虫羽化率变化明显 ,被选为确定筛选剂量的标准。棉铃虫对 Bt产生抗性后 ,与含有相同基因的其它 Bt产品存在正交互抗性 ,与含有不同基因型的 Bt有较低的交互抗性或负交互抗性。用田间新鲜棉叶测定也得到相同的结果。抗性种群的 7日龄幼虫对溴氰菊酯、氰戊菊酯、辛硫磷、硫丹的敏感性明显提高 ,但不同种群的 3龄幼虫的反应差异较大。已经对转 Bt基因棉花有抗性的棉铃虫 ,取食新鲜的转 Bt基因棉棉叶死亡率明显降低     

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。     

应用Bt制剂综合防治超甜玉米害虫

玉米苗期用2000U Bt悬浮剂200～400倍液防治菜青虫;用Bt复配制剂800～1000倍液防治斜纹夜蛾低龄幼虫,5～8d1次,防效可达90％以上。喇叭口期每公顷用Bt颗粒剂7.5～12.0kg防治玉米螟,可达一次用药、持久防治的目的。雄穗抽出后,用10％吡虫啉可湿性粉剂1500～2000倍液喷雾防治蚜虫。果实成熟后立即采收,以免受棉铃虫和斜纹夜蛾的为害。     

生物防治技术的应用现状

介绍了生物防治的方法,并对生物防治技术的应用现状及其发展前景进行阐述说明。     

棉铃虫Bt抗性DNA分子检测引物的设计与筛选

通过比对分析GenBank中已登录的棉铃虫(Helicoverpa armigera Hübner)钙黏素基因序列,选择其中保守的外显子序列区域,设计多套DNA扩增引物,利用这些引物检测室内棉铃虫品系和田间棉铃虫对Bt转基因棉的抗性,最终筛选出1套可以直接检测田间棉铃虫因钙黏素基因突变引起的Bt抗性DNA分子检测引物.     

高效广谱Bt菌株的筛选

从感染Ｂｔ的小菜蛾和斜纹夜蛾虫尸中,分离得到３７个菌株,经过初筛、复筛,获得９８～１２、９８～２７、９８～２９三菌株,对斜纹夜蛾、小菜蛾均具有高毒力,并已通过生产中试。其中由９８～１２攻株生产的Ｂｔ增效制剂抑虫琳田间防效达８０％左右。     

Bt玉米抗虫蛋白表达的时空动态及其土壤降解研究

 采用ELISA定量法对比研究了美国和中国 4种Bt玉米品种 (34B2 4、NK5 8 D1、R× 6 0 1RR/YG和农大 6 1)不同器官Bt蛋白表达的季节动态 ;应用室内 2 5℃恒温模拟分解试验对比了 4个Bt玉米品种秸秆分解释放的Bt蛋白的土壤降解规律。结果表明 ,4种Bt玉米不同器官不同生育期Bt蛋白含量表现出较大的差异 ,总体趋势为随生育期的延长Bt蛋白的表达量降低 ,农大 6 1后期表达量衰退不明显。室内模拟分解试验显示 ,4种Bt玉米秸秆中的Bt蛋白在水中的降解过程呈现初期大量释放 ,前期大量快速降解和后期极低量稳定 3个阶段 ,农大 6 1、34B2 4、NK5 8 D1分解 7d时含量达到最大 ,但R× 6 0 1RR/YG分解 14d达最大。 4种Bt玉米秸秆中的Bt蛋白在室内 2 5℃恒温条件下均能在土壤中快速降解 ,降解过程均呈现前期负指数大量快速降解和中后期极少量稳定两个阶段 ,其DT50 依次为NK5 8 D1(2 .0 9d) 相似文献   

转Bt-cry1Ac基因棉花叶片中杀虫蛋白在环境中的降解动态

 采用ELISA方法研究了Bt棉花叶片中Cry1Ac杀虫蛋白在不同环境条件空气介质中和土壤介质中的降解规律。结果表明，不同环境下Bt杀虫蛋白降解趋势有明显差异。不同温湿度及光照条件的空气介质中，Bt杀虫蛋白的降解速度一般在初期较快，经过短暂的缓慢降解阶段后进入相对稳定状态（含量50 ng·g-1左右）。高温低湿条件下，Bt杀虫蛋白降解较快，达到稳定水平的时间短。Bt杀虫蛋白在光照和非光照环境下的的降解动态没有显著性差异。自然条件下Cry1Ac蛋白在土壤介质中初始阶段降解迅速，30 d后降解了85%左右。随着冬季的到来, 杀虫蛋白降解趋于缓慢。次年春天后，杀虫蛋白的降解加快，至 4月下旬检测不到Bt杀虫蛋白。