转基因玉米Bt蛋白降解规律及其与土壤动物互作研究

以转Cry11Ac基因玉米及其非转基因对照为试验材料,利用大、中、小不同孔径的凋落物分解袋,研究黑土区转基因玉米外源基因表达Bt蛋白的降解规律及其与土壤动物的互作关系。结果表明,第二年春天大孔径凋落物分解袋内转基因玉米残体Bt蛋白含量为初始含量的25.98%,至8月份Bt蛋白只剩下初始含量的0.35%。分解袋孔径对转基因玉米及其对照玉米凋落物分解率和Bt蛋白降解率均有显著影响,表现为大孔径中孔径小孔径,说明大型和中型土壤动物都可以促进凋落物分解和Bt蛋白的降解。与对照玉米相比,转基因玉米凋落物分解率和凋落物内土壤动物群落结构参数都没有显著差异(P0.05,t-test),说明导入Bt基因对玉米残体分解速率和土壤动物均无显著影响。     

转Cry1A.401基因抗虫玉米CM8302和CM8303对亚洲玉米螟的抗性研究

采用农杆菌介导法获得转Cry1A.401基因抗虫玉米CM8302和CM8303,通过多代回交与自交获得BC₄F₁、BC₄F₂和BC₄F₃世代的转基因玉米材料。利用qRT-PCR和ELISA方法明确转基因抗虫玉米叶片、花丝和子粒均有Cry1A.401基因表达,不同世代间目的基因表达量无显著差异。田间接虫鉴定结果表明,CM8302和CM8303三个世代心叶期和吐丝期的抗性等级均为1级,抗性水平为高抗。室内生测结果表明,亚洲玉米螟幼虫取食CM8302心叶、花丝和子粒第6天存活率分别为0、4.0%和4.0%;取食CM8303心叶、花丝和子粒第6天存活率分别为0、4.0%和2.0%。分析显示转基因抗虫玉米CM8302和CM8303的心叶、花丝和子粒均具有显著杀虫效果且遗传稳定。     

转cry1Ac基因抗虫玉米Bt-799种植对土壤动物群落结构的影响

为调查转基因抗虫玉米种植对非靶标土壤动物群落结构的影响,以转cry1Ac基因抗虫玉米Bt-799及其对应的非转基因对照玉米郑58为试验材料,于2014—2015连续2年在东北黑土区采用手捡法和干漏斗法分别调查大型和中小型土壤动物的类群和数量,比较分析转基因与非转基因玉米田中土壤动物群落组成和多样性,并利用冗余分析(redundancy analysis,RDA)各环境因子在土壤动物群落结构形成中的作用。结果表明,郑58和转基因玉米Bt-799田中大型土壤动物总体群落组成相同,各类群多度无显著差异;2种玉米田间所有类群总体多度、物种丰富度、Simpson优势度指数、Shannon-Weiner多样性指数和Pielou均匀度指数均无显著差异,2014年其P值分别为0.949、0.867、0.751、0.998、0.985,2015年其P值分别为0.869、0.406、0.532、0.115、0.410;RDA分析表明玉米品种(系)在大型、中小型土壤动物群落结构形成中几乎没有作用。表明中短期内转基因玉米种植对非靶标土壤动物无显著影响。     

融合蛋白mCry1AbVip3A对亚洲玉米螟和草地贪夜蛾的抗虫效率分析

将融合基因mCry1AbWp3A构建原核表达载体pET30A-mCry1AbVip3A,转入大肠杆菌BL21(DE3),通过优化诱导条件获得mCry1AbVip3A蛋白.室内生测mCry1AbVip3A蛋白对亚洲玉米螟和草地贪夜蛾的杀虫效果,发现饲喂终浓度为128.44 ng/mL的mCry1AbVip3A蛋白的亚洲玉...     

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。     

转基因抗除草剂玉米CC-2生存竞争能力研究

选取我国具有自主知识产权的转基因杭除草剂玉米CC-2,研究其在栽培地与荒地环境中的生存竞争能力。试验结果表明,在栽培地环境中,转基因玉米CC-2与其对应的非转基因玉米在生育期、株高、产量等方面均一致,可正常生长;在荒地环境中,转基因玉米CC-2及其对应的非转基因玉米与杂草相比不具竞争优势,无杂草化风险。     

复合性状转基因玉米外源蛋白的时空表达规律

应用酶联免疫吸附测定法(ELISA)定量检测转基因玉米MON89034×NK603的3个复合性状转基因玉米中Cry1A.105、Cry2Ab2、CP4-EPSPS蛋白在各组织中的表达量,分别取苗期和心叶期叶片、吐丝期花粉和花丝、灌浆期籽粒、雌穗顶端和茎髓组织进行检测。结果显示,3个转基因品种中,外源基因在各组织中的表达显示较高的一致性,均在叶片组织表达最高。转化体同一组织中表达外源蛋白在品种间变异不明显,组织间差异大于品种差异。     

转基因抗虫玉米对亚洲玉米螟的抗性评价

采用田间人工接虫鉴定方法,根据玉米抗螟性田间鉴定评价标准,研究转基因玉米Bt799和NC6304YGRR对亚洲玉米螟的抗性.心叶期接虫试验结果表明,以食叶级别作为评价参数,2种转基因玉米对亚洲玉米螟具有良好的抗性,食叶级别均为1级;2种非转基因玉米食叶级别均大于7级.吐丝期接虫试验结果表明,以单株虫孔数、单株活虫数、单株隧道个数及单株隧道长度作为评价参数,2种转基因玉米对亚洲玉米螟抗性均显著高于各自对应的非转基因玉米.转基因抗虫玉米Bt799和NC6304YGRR田间抗虫效果良好,均能保护玉米在整个生育期内不受亚洲玉米螟危害.     

转基因抗虫耐除草剂复合性状玉米‘双抗12-5’对亚洲玉米螟的抗性及对草甘膦的耐受性研究

通过田间接虫、室内生测以及田间植株喷施草甘膦试验,在吉林省公主岭市综合评价了转cry1Ab/cry2Aj和G10evo-epsps基因抗虫耐除草剂复合性状玉米‘双抗12-5’对亚洲玉米螟[Ostrinia furnacalis(Guenée)]的抗性以及对草甘膦的耐受性,为‘双抗12-5’在吉林省产业化应用提供基础科学数据。结果表明,与非转基因对照‘郑单958’相比,‘双抗12-5’全生育期对亚洲玉米螟都具有良好的抗性,达到高抗水平;取食‘双抗12-5’心叶、雄穗及花丝等组织7d后的亚洲玉米螟幼虫存活率为4%~12%,而取食‘郑单958’各个组织的亚洲玉米螟幼虫存活率均高于96%。‘双抗12-5’在喷施推荐剂量(1 230g/hm2)及在2倍推荐剂量(2 460g/hm2)草甘膦情况下,4周内均生长正常,受害率为0;对照‘郑单958’植株第一周即表现出明显的药害症状,逐渐枯萎死亡,受害率达到100%。综上所述,‘双抗12-5’在吉林省表现出良好的抗虫性和除草剂耐受性。