转Bt基因抗虫玉米对亚洲玉米螟幼虫取食行为的影响

室内研究了转cry1Ab杀虫蛋白基因的Bt抗虫玉米M ON810和Bt11对亚洲玉米螟(Ostrinia furnacalis)初孵幼虫和3龄幼虫的取食行为、取食选择性和存活率的影响。在48h的非选择性试验中,玉米螟初孵幼虫在M ON810和Bt11玉米心叶组织上的取食率随时间的增加而下降,在对照玉米上的幼虫取     

转cry1Ab基因玉米对粘虫的抗性评价

粘虫Mythimna separata(Walker)是我国玉米上的重要害虫。转Bt基因玉米为防治粘虫提供了新的途径。从室内生测和田间抗性鉴定分别研究了转cry1Ab基因抗虫玉米YieldGard对粘虫的杀虫效果。用4~7叶期转cry1Ab基因玉米心叶室内饲养1~3龄粘虫幼虫3、7和10天的死亡率分别为39.0%~92.0%、96.0%~98.0%和97.0%~100%,第14天全部死亡,而对照的死亡率分别为3.0%~8.0%、6.0%~20.0%和11.0%~28.0%,差异极显著。取食转cry1Ab基因玉米的幼虫不能正常生长发育,存活10天的幼虫其体重仅为取食对照玉米的9.0%。田间玉米4~5叶期,分别接1~6龄粘虫幼虫于转cry1Ab基因和非转基因玉米心叶。转cry1Ab基因玉米上各龄期幼虫平均存活率仅为0.0~6.7%,极显著低于非转基因玉米的8.3%~80.0%。转cry1Ab基因玉米的危害级别0.1~0.7,显著小于非转基因玉米的2.1~7.3。结果说明转cry1Ab基因玉米YieldGard对粘虫各龄幼虫有很高的杀虫作用和田间控制效果,同时能有效保护玉米免受危害。     

转Bt基因玉米(瑞丰125、DBN9936、DBN9978)对亚洲玉米螟的抗虫效果研究

评价转Bt基因玉米对靶标生物亚洲玉米螟的杀虫作用是转基因玉米研发的重要一环。本文采用室内生测法对3种转Bt基因抗虫玉米‘瑞丰125’(表达Cry1Ab/Cry2Aj杀虫蛋白),‘DBN9936’‘DBN9978’(表达Cry1Ab杀虫蛋白)对亚洲玉米螟敏感品系ACB-S及抗Cry1Ab品系ACB-AbR、抗Cry1Ac品系ACB-AcR、抗Cry1F品系ACB-FR、抗Cry1Ah品系ACB-AhR、抗Cry1Ie品系ACB-IeR的杀虫活性进行测定,同时采用心叶期和抽丝期人工接虫法进行田间抗虫效果鉴定。结果表明,取食3种Bt玉米的ACB-S幼虫, 3 d死亡率100%,而取食对照常规玉米3 d存活率100%。取食3种Bt玉米的5个抗性品系幼虫除ACB-AbR和ACB-AcR有2%~6%的个体存活4~5 d, 6 d死亡率也达到了100%,其余品系均在3 d全部死亡,而取食对照玉米5~6 d的死亡率仅为4%~14%,差异显著。田间心叶期食叶级别及穗期活虫数、雌穗被害和茎秆被蛀等为害等级说明3种Bt玉米高抗亚洲玉米螟。明确了‘瑞丰125’‘DBN9936’和‘DBN9978’对亚洲玉米螟有很高的杀虫活性和田间防治效果。5个Bt蛋白抗性亚洲玉米螟品系幼虫在常规玉米上显示一定的适合度劣势。     

雷公藤总生物碱对粘虫的生物活性

为进一步评价雷公藤中主要杀虫活性成分生物碱的杀虫活性及其应用前景,采用室内生测法研究了雷公藤总生物碱对粘虫Mythimnaseparate(Walker)取食、存活及生长发育等的影响。结果表明,雷公藤总生物碱对粘虫幼虫具较强的拒食活性,3、4、5龄幼虫24、48h的拒食中浓度(AFC50)分别为37.92、50.23、119.53mg·L-1和42.39、60.47、122.91mg·L-1;具有一定的胃毒活性,对粘虫3龄幼虫4、5天的LC50值分别为157.18mg·L-1和129.92mg·L-1;对粘虫幼虫的生长发育有明显抑制作用,表现在体重、体重增加量和相对生长率均显著降低,60mg·L-1处理组幼虫第2天体重、体重增加量、相对生长率比对照分别下降26.13%、42.74%和22.26%,幼虫龄期延长,存活率、化蛹率和成虫羽化率均明显下降,成虫产卵量减少;此外,还具有一定的杀卵作用,卵孵化率和初孵幼虫存活率明显降低。     

转Bt基因玉米对棉铃虫的抗性评价

棉铃虫Helicoverpa armigem（Htlbner）是常年危害玉米的重要害虫。转Bt基因抗虫玉米为害虫的防治提供了新的途径。采用室内离体生物测定方法测定了孟山都转Bt基因抗虫玉米Yield—Gard不同组织对棉铃虫初孵幼虫的杀虫活性以及田间人工接虫抗性鉴定。Bt玉米花丝、苞叶和幼嫩雌穗对棉铃虫具有较高的杀虫活性，取食Bt玉米花丝和幼嫩雌穗（籽粒和穗轴）的棉铃虫初孵幼虫不能存活和完成幼虫期发育，而对照分别有51．0％和22．0％个体完成幼虫期发育。以Bt玉米雌穗苞叶饲养棉铃虫初孵幼虫，5天后幼虫全部死亡，而非Bt玉米对照仅为16．0％，差异显著。田间花丝期人工接种棉铃虫抗性鉴定试验结果表明，Bt玉米雌穗被害率为3．5％，危害级别为0．007，百株存活幼虫14．3头。而非Bt玉米雌穗被害率达到82．5％，危害级别为2．51，平均百株存活幼虫79．6头，显著高于Bt玉米。这些结果说明转Bt基因玉米穗期对棉铃虫的防治效果明理．     

转cry1Ac玉米对亚洲玉米螟的抗性评价

目标性状的有效性评价是转Bt基因抗虫玉米研发和安全性评价研究的重要内容之一。采用酶联免疫吸附剂测定（ELISA）、室内生测和田间人工接虫鉴定研究了转cry1Ac玉米纯合群体BT-X和分离群体BT-38、BT-181、BT-43、BT-105等转化事件Cry1Ac蛋白的表达量以及对亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis（Guenée）的室内杀虫和田间抗虫效果。转cry1Ac玉米鲜组织中Cry1Ac蛋白含量在44.07～438.00 ng/g之间,不同转化事件及不同组织之间差异显著,其中BT-X鲜花丝中Bt蛋白表达量显著低于未展开心叶。室内生测试验中除BT-43与对照没有显著差异外,取食其它转基因玉米心叶的亚洲玉米螟初孵幼虫6或7天的存活率为0～15.3%,显著低于非转基因对照;取食夏播BT-X鲜花丝6天的幼虫存活率为62.5%,显著低于Bt11及非转基因对照。田间心叶期接虫鉴定显示BT-X高抗亚洲玉米螟。说明转cry1Ac玉米BT-X、BT-181、BT-38和BT-105对亚洲玉米螟有很高的杀虫作用,BT-X田间抗虫效果良好。     

不同条件下转cry1Ab基因玉米植株残体中杀虫蛋白降解动态

为明确转cry1Ab基因玉米植株残体中Cry1Ab杀虫蛋白在不同条件下的降解动态,选取转cry1Ab基因玉米MON810和Bt11,采用ELISA方法测定4种条件下秸秆中Cry1Ab杀虫蛋白的残留量。结果表明,在不同条件、不同取样时间,2种玉米秸秆中Cry1Ab杀虫蛋白的残留量差异显著;整株秸秆中的Cry1Ab杀虫蛋白降解速度比粉碎后的慢;秸秆粉碎埋入土壤后播种冬小麦,玉米秸秆中Cry1Ab杀虫蛋白降解速度最快,且可完全降解;在不同条件下,MON810玉米秸秆中Cry1Ab杀虫蛋白的降解速度比Bt11玉米慢,MON810和Bt11玉米秸秆中Cry1Ab杀虫蛋白的DT50分别为10.2~207.8、13.6~124.0 d,DT90分别为185.1~368.3、45.2~224.0 d。研究表明,在不同条件下MON810和Bt11玉米秸秆中Cry1Ab杀虫蛋白的降解速度不同,依次为秸秆粉碎后埋在土壤后种植冬小麦秸秆粉碎埋在玉米田土壤中秸秆粉碎后放在地表整株秸秆放在地表。     

取食转Bt基因棉对斜纹夜蛾幼虫存活的影响

以常规棉泗棉3号为对照,测定了取食转Bt基因棉GKl2的不同部位(花、蕾、铃和不同空间部位叶片)10d对斜纹夜蛾初孵幼虫存活率的影响。结果表明：棉花品种和植株部位对斜纹夜蛾幼虫存活率均产生显著影响,但两者之间没有交互作用。取食Bt棉顶部新叶(倒1叶)、中上部展开叶片(倒3叶和倒6叶)和蕾10d的斜纹夜蛾幼虫,其存活率与对照没有显著差异。取食Bt棉下部成熟叶片(倒14叶)4d后,幼虫存活率方显著低于对照。取食Bt棉花朵的幼虫初期(≤4d)存活率低于对照,但随着对照死亡率的增加,6～10d内两者差异不再显著。取食Bt棉棉铃的幼虫存活率始终低于对照,但两者差异基本不显著。根据GKl2对棉铃虫和斜纹夜蛾杀虫效果的比较,初步探讨了斜纹夜蛾为害趋势加重的原因。     

转cry1Ab/cry2Aj、cry1Ab/vip3DA玉米对棉铃虫、甜菜夜蛾和斜纹夜蛾的抗虫性评价

为评估转cry1Ab/cry2Aj、cry1Ab/vip3DA玉米对棉铃虫Helicoverpa armigera(Hübner)、甜菜夜蛾Spodoptera exigua(Hübner)和斜纹夜蛾Prodenia litura(Fabricius)的抗虫性,在室内测定了3个转cry1Ab/cry2Aj玉米品系和1个转cry1Ab/vip3DA玉米品系对3种害虫幼虫存活和生长发育的影响,研究了该系列Bt玉米不同组织器官对害虫的杀虫活性和控制效果。结果显示,棉铃虫初孵幼虫取食各品系Bt玉米叶片96h后死亡率为87.50%~90.00%,取食花丝和雌穗的幼虫96h后几乎全部死亡;甜菜夜蛾初孵幼虫取食各品系Bt玉米叶片、花丝和雌穗168h后死亡率为22.50%~68.33%,幼虫的生长发育受到明显抑制,体重抑制率达85.00%~95.00%;斜纹夜蛾初孵幼虫取食各品系Bt玉米叶片、花丝和雌穗96 h后死亡率显著高于非转基因亲本对照,168h后幼虫死亡率达90.00%以上。研究表明,转cry1Ab/cry2Aj和cry1Ab/vip3DA玉米品系对棉铃虫和斜纹夜蛾的初孵幼虫表现出较好的抗性,可以作为转多基因抗虫玉米育种的备选材料。     

球孢白僵菌-玉米共生体对亚洲玉米螟取食行为的影响

为明确球孢白僵菌-玉米共生体对亚洲玉米螟幼虫取食行为及取食选择性的影响，本文通过室内控制试验，采用培养皿叶盘法，研究了共生体对亚洲玉米螟初孵幼虫和3龄幼虫的选择、非选择性取食的影响。结果表明，在48 h非选择性试验中，亚洲玉米螟初孵幼虫在球孢白僵菌-玉米共生体叶片组织（处理组）上的取食率显著低于未接种球孢白僵菌玉米叶片（对照组），第48 h时在共生体和对照玉米上的幼虫取食率分别为35.7%和62.5%，差异极显著；3龄幼虫在共生体茎秆组织上的取食率与对照组玉米差异不显著。在48 h选择性试验中，初孵幼虫在共生体玉米叶片组织上的取食率显著低于对照组，共生体玉米叶片组织上的幼虫取食率随时间的增加呈下降趋势，第48 h时在共生体和对照玉米上的幼虫取食率分别为6.3%和20.6%，差异极显著；3龄幼虫在共生体和对照组玉米茎秆组织上的幼虫取食率随时间的增加呈上升趋势，其中对照组幼虫取食率显著高于处理组，第48 h时在处理组和对照组玉米上的幼虫取食率分别为33.1%和45.6%，差异极显著。本研究初步表明，球孢白僵菌-玉米共生体对亚洲玉米螟幼虫的取食行为有显著的抑制和忌避作用。     

国产Bt-Cry1Ab和Bt-(Cry1Ab+Vip3Aa)玉米对草地贪夜蛾的抗性测定

草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda(J. E. Smith)是世界性重大农业害虫。种植转基因Bt作物是主要的防治手段之一。我们利用室内生物测定方法评价了国产Bt-Cry1Ab玉米(转化体C0030.3.5)和Bt-(Cry1Ab+Vip3Aa)玉米(转化体DBN3601和DBN3608)对草地贪夜蛾1～4龄幼虫的毒力。结果显示,供试两种转基因玉米共6个品种皆可高效表达目标杀虫蛋白并对草地贪夜蛾具有很强的毒杀作用,对1龄幼虫的致死率达到59%～100%,存活幼虫的生长发育亦受到显著抑制。表明国内研发的Bt-Cry1Ab玉米和Bt-(Cry1Ab+Vip3Aa)玉米对草地贪夜蛾具有良好的控制效果,其中Bt-(Cry1Ab+Vip3Aa)玉米的防治效果显著优于Bt-Cry1Ab玉米,两种转基因玉米皆具有较好的商业化应用前景。     

转Cry1Ab-ma基因玉米CM8101对草地贪夜蛾1龄和2龄幼虫的抗性

为明确转Bt基因玉米对草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda的抗性,采用室内玉米离体组织生测法测定取食转Cry1Ab-ma基因抗虫玉米CM8101心叶、花丝和籽粒后草地贪夜蛾1龄和2龄幼虫存活数量、存活幼虫的体重、蛹重、化蛹和羽化等参数,分析转Cry1Ab-ma基因抗虫玉米CM8101三种组织对草地贪夜蛾1龄和2龄幼虫的抗性。结果显示,转Cry1Ab-ma基因玉米CM8101心叶可完全杀死草地贪夜蛾1龄幼虫,2龄幼虫有存活,存活率为10.0%,但不能化蛹与羽化;花丝可杀死大部分草地贪夜蛾1龄幼虫,存活率为3.3%,并阻断其生活史,但对2龄幼虫杀伤力弱,存活率为73.3%,存活幼虫化蛹率和羽化率分别为20.0%和13.3%;籽粒可完全杀死草地贪夜蛾1龄幼虫,2龄幼虫有存活,存活率为13.3%,有少量可化蛹,化蛹率为3.3%、有少量羽化,羽化率为3.3%。表明转Cry1Ab-ma基因玉米CM8101在短期内对草地贪夜蛾1龄和2龄幼虫有良好的控制作用。     

Field‐evolved resistance to Bt maize in sugarcane borer (Diatraea saccharalis) in Argentina

BACKGROUND

Maize technologies expressing Bacillus thuringiensis (Bt) insecticidal proteins are widely used in Argentina to control sugarcane borer (Diatraea saccharalis Fabricius). Unexpected D. saccharalis damage was observed to Bt maize events TC1507 (expressing Cry1F) and MON 89034 × MON 88017 (expressing Cry1A.105 and Cry2Ab2) in an isolated area of San Luis Province. Diatraea saccharalis larvae were sampled from MON 89034 × MON 88017 fields in the area to generate a resistant strain (RR), which was subsequently characterized in plant and diet bioassays.

RESULTS

Survivorship of the RR strain was high on TC1507 leaf tissue, intermediate on MON 89034 × MON 88017, and low on MON 810 (expressing Cry1Ab). The RR strain had high resistance to Cry1A.105 (186.74‐fold) and no resistance to Cry2Ab2 in diet bioassays. These results indicate resistance to Cry1F and Cry1A.105 (and likely cross‐resistance between them) but not to Cry1Ab or Cry2Ab2. Resistance to MON 89034 × MON 88017 was functionally recessive. Reviews of grower records suggest that resistance initially evolved to Cry1F, conferring cross‐resistance to Cry1A.105, with low refuge compliance as the primary cause. A mitigation plan was implemented in San Luis that included technology rotation, field monitoring, and grower education on best management practices (BMPs) including refuges.

CONCLUSION

In the affected area, the resistance to Cry1F and Cry1A.105 is being managed effectively through use of MON 89034 × MON 88017 and MON 810 in combination with BMPs, and no spread of resistance to other regions has been observed. © 2017 The Authors. Pest Management Science published by John Wiley & Sons Ltd on behalf of Society of Chemical Industry.     

转cry1Ab/cry2Aj玉米对亚洲玉米螟的抗性评价

为探讨转cry1Ab/cry2Aj玉米对亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis(Guenée)的抗性,采用室内生测和田间人工接虫鉴定方法评价了6个转cry1Ab/cry2Aj玉米品系对亚洲玉米螟的杀虫效果,并利用酶联免疫吸附法(ELISA)测定了Cry1Ab蛋白在各品系主要组织的表达水平.结果显示,亚洲玉米螟幼虫取食转基因玉米各品系雄穗、苞叶、花丝和雌穗48 h后死亡率在90％左右,取食心叶的死亡率在70％左右,96h后大部分幼虫死亡,而取食非转基因玉米的死亡率为3.3％～8.7％;春播和夏播田转基因玉米叶片、茎秆、雌穗基本没有被害,而对照玉米叶片、茎秆、雌穗被害严重,春播和夏播玉米平均每株分别有2.9、2.3头幼虫和蛹,2.8、3.4个蛀孔,隧道长度为7.5、14.2 cm,雌穗被害级别为5.3和5.1;6个转基因玉米品系中Cry1Ab蛋白在心叶、雄穗、花丝、苞叶和雌穗中稳定表达.综合评价认为,转基因玉米各品系在整个生育期内对亚洲玉米螟有很好的抗性,其中N50品系抗虫效果最佳,可以作为抗虫转多基因玉米育种的备选材料.     

Bt-maize effects on biological parameters of the non-target aphid Sitobion avenae (Homoptera: Aphididae) and Cry1Ab toxin detection

Bt-maize crop is increasingly used worldwide and the study of ecological side effects is a major subject in this domain. Under laboratory conditions, we determined Bt-maize effects on the non-target aphid Sitobion avenae (Fabricius) (Homoptera: Aphididae). We found no significant differences between S. avenae on MON810 and the near-isogenic line when alate offspring production, apterous survivorship, longevity, intrinsic rates of natural increase (r_m), finite rates of increase and doubling times were compared. No significant differences were found between treatments for apterous pre-reproductive and reproductive periods. Additionally, we used immunological tests (ELISA) to detect Cry1Ab protein in maize leaves and S. avenae nymphs. Results showed that Bt-maize leaves expressed 0.203 (±0.05) μg Cry1Ab/g leaf tissue (Mean ± SEM). No Cry1Ab protein was present in S. avenae nymphs developing on Bt or conventional maize. We conclude that Bt-maize does not affect the development of the non-target aphid S. avenae and that Cry1Ab toxin quantities in these aphids are nil, suggesting an inconsequential risk for natural enemies of this aphid species.     

Cry1Ac和Cry2Ab蛋白对大草蛉生长发育及酶活力的影响

为明确转Cry1Ac和Cry2Ab基因棉花对大草蛉的影响,运用Bt蛋白与人工饲料混合的方法,以大于转基因棉花叶片中蛋白含量20倍的剂量饲喂大草蛉初孵幼虫,初步研究了Cry1Ac和Cry2Ab对大草蛉生物学参数和消化酶、解毒酶活性的影响。结果表明：取食含Bt蛋白饲料的大草蛉幼虫的发育历期、体重、蛹重、成虫体重、羽化率等生物学参数与对照相比均没有显著差异;在大草蛉幼虫体内可以检测到含量较高的Cry1Ac和Cry2Ab蛋白,分别为974.92~1 282.39 ng/g鲜重和5 592.62~6 082.92 ng/g鲜重,而在大草蛉成虫体内检测到的Cry1Ac和Cry2Ab蛋白含量非常低,分别为0.29~0.39 ng/g鲜重和50.34~56.71 ng/g鲜重;取食含Bt蛋白的饲料对大草蛉幼虫的类胰蛋白酶、类胰凝乳蛋白酶、氨肽酶和谷胱甘肽-S-转移酶活性有一定的影响,但对大草蛉成虫影响与对照差异不显著。表明大草蛉取食含Bt蛋白的人工饲料后,虽然体内可以检测到一定含量的Bt蛋白,但对大草蛉的生长发育并没有显著的直接不利影响。     

转crylAh基因玉米花粉对龟纹瓢虫生长发育和成虫移动能力的影响

本文利用花粉饲喂法研究了转crylAh基因玉米花粉对龟纹瓢虫Propyleajaponica生长发育及成虫移动能力的影响。结果显示,与混有适量蚜虫的非转基因亲本对照玉米花粉（花粉与蚜虫重量比为2：1）相比,龟纹瓢虫幼虫取食混有适量蚜虫的转crylAh基因玉米花粉（花粉与蚜虫重量比为2：1）后,幼虫总发育历期、蛹期和成虫寿命均无显著差异,但l、3和4龄幼虫的发育历期显著高于对照,2龄幼虫的发育历期显著低于对照;2龄和4龄幼虫的存活率与对照无显著差异,但3龄幼虫的存活率显著增加;幼虫取食Bt花粉对该虫的蛹重、羽化率和雌雄比与对照无显著差异。幼虫期取食Bt玉米花粉而成虫期取食蚜虫对成虫的日产卵量无不利影响,与对照无显著差异。幼虫取食Bt玉米花粉羽化后雄虫和雌虫的步速和翻跃时间与对照均无显著差异。     

转基因抗虫棉花对棉铃虫生长发育影响的系统评价

以我国研制的转基因抗虫棉(Bt棉)品系CK595-1为材料,系统研究了对棉铃虫1～5龄幼虫存活及生长发育的影响。结果表明,Bt棉对棉铃虫的杀虫活性和体重抑制率有明显的器官和幼虫龄期间差异,其活性顺序为叶>蕾>铃>花,其作用随着幼虫龄期的增大而降低。棉铃虫1～4龄幼虫连续取食Bt棉叶片和棉蕾不能正常化蛹,5龄幼虫可部分化蛹及羽化;1～4龄幼虫取食Bt棉的花及2～5龄幼虫连续取食Bt棉铃后均可部分化蛹及羽化,化蛹率随龄期增大而增加。     

草地贪夜蛾在云南冬季甜玉米上的生物学习性及为害状观察

田间调查表明,2019年1月草地贪夜蛾入侵云南省后,在德宏州4县市冬季甜玉米上均有发生为害,世代重叠严重。5月份以前主要为害冬季甜玉米,平均被害株率和百株虫量分别为4.55%和5.72头。成虫喜产卵于玉米心叶上部正面,1～6龄幼虫可取食为害玉米的生长点、叶片、雄穗和果穗。其中1～3龄幼虫具有聚集为害习性和趋嫩性,常取食幼嫩的心叶叶肉,4～6龄幼虫常啃食叶片和雄穗,咬断生长点,在心叶期和抽雄期形成典型被害状。心叶期和抽雄期玉米被害株率较高,且抽雄期被害株率显著高于苗期和灌浆期。