转双价基因(Cry1 Ac+CpTI)抗虫棉(ZGK 9 71 2)对小地老虎抗虫性研究

室内测定了转 Cry1 Ac基因抗虫棉和转双价基因 (Cry1 Ac+Cp TI)抗虫棉对小地老虎的存活、生长发育、繁殖及营养效应的影响。结果表明 ,两种转基因抗虫棉对小地老虎幼虫均有一定的抗性 ,转 Cry1 Ac基因抗虫棉对低龄幼虫的抗性好于转双价基因抗虫棉 ,而转双价基因抗虫棉对高龄幼虫的抗性好于转 Cry1 Ac基因抗虫棉 ,但两种转基因抗虫棉对小地老虎幼虫的控制作用均不理想。两种转基因抗虫棉对小地老虎幼虫的生长发育、繁殖和营养效应均有较大的影响。表现为发育历期延长 ,虫重和蛹重减轻 ,羽化率、化蛹率、产卵量和卵孵化率降低 ;相对生长率、相对取食量、近似消化率、食物转化率和利用率明显降低 ,而相对代谢速率明显增加。转双价基因抗虫棉的影响更为明显     

转Cry1Ac+Cry2Ab抗虫棉对3种害虫的存活、生长发育及中肠相关酶活性的影响

 以转Cry1Ac基因棉花和常规非转基因棉花为对照,系统研究了转Cry1Ac+Cry2Ab基因棉花对棉铃虫、斜纹夜蛾、甜菜夜蛾的存活、生长发育及中肠酶活性的影响。研究结果表明,与常规棉对照相比,转Cry1Ac+Cry2Ab基因棉花和转Cry1Ac基因棉花叶片对3种害虫的慢性毒性差异较大,对每种害虫的抗性程度也有一定的差异;饲喂转Cry1Ac+Cry2Ab基因棉花和转Cry1Ac基因棉花叶片的3种害虫幼虫生长发育进度明显缓慢、体重明显减轻,相关酶活性也有不同程度的变化,但每种酶的变化有一定的差异。     

双价基因(Bt+CpTI)抗虫棉对棉铃虫的杀虫活性及抑制生长作用

比较了转 Bt+ Cp TI双价基因抗虫棉 (双价棉 )与转 Bt单基因棉 ( Bt棉 )对棉铃虫不同Cry1 Ac抗性种群杀虫活性的时间动态和对不同龄期幼虫的抑制生长作用。结果表明 ,双价棉叶对棉铃虫的杀虫活性于 6月底最高 ,7月底和 8月下旬逐渐下降 ,高于同期测定的 Bt棉的杀虫活性。双价棉对棉铃虫抗性种群 2～ 5龄幼虫的死亡率、存活幼虫体重、化蛹率和成虫羽化率等生长发育的影响 ,均显著高于 Bt棉。用 Bt棉叶连续饲养不同龄期抗性棉铃虫 ,2龄幼虫就可部分化蛹和羽化 ,而用双价棉饲养 ,5龄以下幼虫不能化蛹和羽化 ,表明双价棉对抗性棉铃虫具有较强的抗虫性。     

Cry1Ah蛋白通过三级食物链对龟纹瓢虫幼虫的影响

使用生物测定方法评价了Cry1Ah蛋白和食料对龟纹瓢虫幼虫的影响.研究结果表明,用1.0和10.0μg·g1的Cry1Ah蛋白处理下的棉铃虫饲喂龟纹瓢虫后,其存活率、幼虫虫体质量、幼虫发育时间和化蛹率均没有影响,但龟纹瓢虫体内某些酶活力有所改变,这种改变并未显著影响幼虫的生长发育.用蚜虫饲喂的龟纹瓢虫存活率、虫体质量和化蛹率显著高于棉铃虫处理,差异达显著水平;幼虫发育时间前者显著短于后者.研究结果表明食料的不同对龟纹瓢虫的影响远远大于Cry1Ah蛋白对其的影响.     

转双价基因抗虫棉对棉铃虫的抗虫性及时空动态

室内研究了转双价基因(CryIAc+CpTI)抗虫棉6种不同组织器官对棉铃虫不同龄期幼虫的抗虫性及时空动态、对棉铃虫幼虫生长发育及营养效应的影响。结果表明,除棉叶外,转双价基因抗虫棉的棉蕾、棉苞叶、花蕊、花瓣和棉铃的抗虫性均好于转单价基因抗虫棉,特别是对高龄幼虫的抗虫性增强;棉叶的抗虫性呈明显的时空动态,而上述其它组织器官抗虫性较为稳定。取食转双价基因抗虫棉后,棉铃虫幼虫的体重和蛹重明显降低,幼虫和蛹的历期延长,化蛹率和羽化率明显降低,成虫寿命缩短;幼虫的相对取食速率和近似消化率明显降低,相对代谢速率明显升高。     

单、双价转基因抗虫棉对棉铃虫适合度及其抗药性的影响

 室内以分别用转双价基因棉中棉所41（Cry1Ac+CpTI）、转单价基因棉中棉所44（Cry1Ac）和常规棉中棉所49（CK）连续筛选16代的AYBC、AYBT和AYCK棉铃虫种群为材料,分别继续用上述材料再连续筛选10代,研究抗虫棉对棉铃虫适合度及其抗药性的影响。试验结果表明：经室内连续筛选26代后,与AYCK对照种群相比,AYBC和AYBT种群的幼虫发育历期明显延长,蛹重、产卵量、卵孵化率均明显降低,蛹历期和雌虫百分率差异不显著;与AYBT种群相比,AYBC种群的幼虫发育历期明显延长,产卵量显著降低,蛹重、蛹历期、雌虫百分率和卵孵化率差异不显著。17－26代,AYBC种群与AYBT种群同一筛选代数间对Cry1Ac毒素的抗性倍数差异不显著,并且随着筛选代数的增加,AYBC和AYBT种群的抗性倍数都有所增加。     

改造Cry1Ac蛋白C端对转基因水稻抗二化螟虫的影响

二化螟虫的泛滥严重影响水稻的产量,cry1Ac基因是目前世界上应用最广泛和最高效的抗虫基因之一,但二化螟虫通过进化会逐渐对其产生抗性。通过改变蛋白结构来构建新的Cry蛋白是解决这一问题的有效途径之一。为分析改造Cry1Ac蛋白C端能否对转基因作物抗虫性产生影响,本研究采用Cry1Ja蛋白的C端替换Cry1Ac蛋白的C端,重组获得CryFLAc蛋白。将cry1Ac基因和编码CryFLAc蛋白的cryFLAc基因分别构建到pTF101.1-ubi植物表达载体上,利用农杆菌介导方法转化到吉林省水稻品种吉粳88中;采用PCR、RT-PCR、免疫检测试纸条检测的方法确定cry1Ac、cryFLAc基因整合和表达情况;通过室内和田间抗虫性测试评价CryFLAc和Cry1Ac蛋白对T1代转基因水稻抗虫性的影响。研究发现:cry1Ac、cryFLAc基因均成功整合到水稻基因组中,并稳定表达;转cryFLAc基因水稻抗二化螟水平达到抗性级别,转cry1Ac基因水稻达到高抗级别;转cry1Ac基因水稻二化螟抗性高于转cryFLAc基因水稻。结果表明:Cry1Ja蛋白的C端替换Cry1Ac蛋白的C端不会提高转基因水稻的抗虫性。上述研究为人工设计合理化改造Cry蛋白提供了新的理论依据。     

转Cry1Ac+Cry2Ab基因棉与转Cry1Ac+EPSPS基因棉在黄萎病菌压力环境下检测技术和生存竞争能力研究

此研究为“十二五”转基因生物新品种培育项目中创建新的转基因棉花品种环境安全评价技术的建立而设。以转双价抗虫基因（Cry1Ac+Cry2Ab）棉、转双价抗虫抗除草剂基因（Cry1Ac+EPSPS）棉为观察材料,杂交抗虫棉赣棉杂1号和非转基因棉赣棉11号为对照材料,于黄萎病圃采用不同于抗病鉴定的方法,检测两种转双价基因抗虫棉在黄萎病菌压力下的发病情况、生长竞争能力和产量竞争能力。两个转双价基因棉抗黄萎病性不显著的强于两个对照;抗虫抗除草剂棉株高、覆盖度增长竞争能力相对较强,双Bt抗虫棉竞争力相对较弱;抗虫抗除草剂棉的单株成铃和果枝层数较高,增长竞争能力也较强,双Bt抗虫棉较弱;两个转双价基因棉最后的脱落率与两个对照差异不显著;抗虫抗除草剂棉籽棉、皮棉产量介于两个对照之间,而双Bt抗虫棉的产量低于两个对照。显示双Bt抗虫棉推广种植可行性相对较差,抗虫抗除草剂棉推广种植可行性一般。     

对Bt毒蛋白不同抗性水平棉铃虫品系的生物学研究

用对Bt毒蛋白(Cry1Ac)具有一定抗性水平的安阳品系和相对敏感的新疆品系棉铃虫进行Bt毒蛋白(Cry1Ac)的室内毒力测定结果表明,两品系的LC50值分别为8.7645g·L 1和0.2547g·L 1,前者是后者的34.4倍。用转Bt基因抗虫棉中棉所29和常规棉花品种中棉所35蕾期的倒3叶饲养安阳品系和新疆品系棉铃虫的初孵幼虫(孵化后24h),结果表明:两个棉铃虫品系在取食抗虫棉后的累计校正死亡率在1～2d内差异不明显;新疆品系棉铃虫在转Bt基因抗虫棉上发育的最高龄期为4龄,其比率为6.7%;而安阳品系部分棉铃虫能够在转Bt基因抗虫棉上完成生长发育,其4龄幼虫的比率为45.5%,5、6龄幼虫的比率分别为12.6%和3.8%,有1.6%的幼虫能够正常化蛹;用常规棉棉叶饲养的安阳品系和新疆品系棉铃虫各龄幼虫的发育历期差异不显著,而用转Bt基因抗虫棉棉叶饲养的安阳品系棉铃虫幼虫的发育历期与新疆品系虽然差异不显著,但前者的发育历期均短于后者。     

抗性棉铃虫在转基因棉花上某些生命参数的研究

用室内转Bt基因棉叶汰选的低抗种群及同源对照种群,测定对田间不同生育期转基因抗虫棉叶及常规棉叶的反应.结果表明,抗性和敏感种群在常规棉叶上,幼虫存活率、化蛹率、幼虫历期及蛹重等指标均无显著差异,但抗性种群的每雌产卵量降低.抗性种群在转基因棉花上存活随棉花不同生育期的变化而出现差异.在7月下旬、8月下旬开始接虫的两代,第10天幼虫存活率,抗性种群比敏感种群提高;而在6月下旬开始接虫,抗性种群与敏感种群一样均不能化蛹,抗性种群化蛹率的提高仅在棉花生长后期(8月下旬开始接虫).比较敏感种群,抗性种群在转基因棉花上幼虫存活率提高,但存活幼虫生长缓慢,幼虫历期延长,蛹重明显减轻.结果表明,低水平抗性种群虽然对转基因棉花有一定适应性,但在转基因棉花上仍然生长发育不正常.     

转双价基因棉花对根际土壤酶活性和养分含量的影响

在田间试验条件下,以3种转双价基因棉和常规棉石远321为研究对象,比较分析转双价基因棉和常规棉石远321根际土壤酶活性及养分的变化。结果表明,转双价Cry1Ac+CpTI基因棉sGK321与石远321根际土壤速效磷和铵态氮含量无显著差异,而硝态氮含量则显著高于石远321;转双价Cry1Ac+Cry2Ab基因棉(双Bt抗虫棉)速效磷和铵态氮含量均显著低于石远321,而硝态氮含量与石远321无显著差异;转双价Cry1Ac+Epsps基因棉(抗虫抗除草剂棉)速效磷和硝态氮含量均显著高于石远321,而铵态氮含量显著低于石远321。sGK321棉与石远321根际土壤脲酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性均无显著差异;双Bt抗虫棉土壤脲酶活性显著低于石远321,碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性与石远321均无显著差异;抗虫抗除草剂棉与石远321土壤脲酶活性无显著差异,碱性磷酸酶活性显著高于石远321,而过氧化氢酶活性显著低于石远321。表明sGK321棉与石远321根际土壤养分(硝态氮除外)含量和酶活性无显著差异,而双Bt抗虫棉和抗虫抗除草剂棉所呈现的差异是因不同品种所致。     

转双价基因棉田主要害虫及其天敌的种群动态

2002—2003年在田间小区研究了转双价基因(Cry1Ac+CpTI)棉田主要害虫及其天敌的种群动态。结果表明,2、3、4代棉铃虫平均百株幼虫数量分别比常规棉减少81.4%、87.1%和87.0%,比Bt棉田减少11.1%、33.3%和57.1%,比常规棉用药田减少20.0%、66.7%和40.0%;百株棉苗蚜数量比Bt棉田减少4.0%,但分别比常规棉田和常规棉用药田增加21.6%和153.9%;百株伏蚜、棉粉虱数量分别比Bt棉田和常规棉田减少5.5%和23.3%、16.7%和13.0%,但比常规棉用药田增加61.7%和33.3%;百株棉叶螨、棉盲蝽和棉蓟马的数量比Bt棉减少34.0%、39.6%和5.9%,但分别比常规棉田和常规棉用药田增加158.3%和287.5%、20.8%和52.6%、23.1%和60.0%。百株草间小黑蛛、龟纹瓢虫和小花蝽的数量均明显高于常规棉用药田,与Bt棉和常规棉田差异不显著;百株棉蚜茧蜂和中红侧沟茧蜂数量均明显低于常规棉田,与Bt棉和常规棉用药田差异不显著。     

复合性状转基因棉花杀虫蛋白表达量及对4种鳞翅目害虫的抗性

为了探讨复合性状棉花在长江流域对主要鳞翅目害虫的影响,本文以转Cry1Ac+Cry2Ab2+Cp4-epsps棉花Daiza24为材料,对其外源杀虫蛋白的时空表达及对棉铃虫、红铃虫、斜纹夜蛾、甜菜夜蛾4种主要鳞翅目害虫的抗性进行了测定。结果表明:Cry1Ac杀虫蛋白在复合性状棉花Daiza24和单价抗虫棉Tai D-5的各生育期不同组织器官中均能相对稳定地高表达,除铃期叶片外2个品种无显著差异。Daiza24各生育期不同组织器官中的Cry2Ab2杀虫蛋白含量高于Cry1Ac蛋白。同时,随着棉花逐渐生长,两种杀虫蛋白在棉花繁殖器官中的含量出现逐步下降的现象。室内生物测定和田间调查结果表明,在2、3、4代棉铃虫发生盛期,Daiza24不仅对棉铃虫、红铃虫有较好的控制效果,而且对斜纹夜蛾和甜菜夜蛾等非靶标害虫也有较好的控制作用,其室内杀虫效果分别为74.81%~81.81%、76.14%~85.14%,显著高于当地主栽抗虫棉品种Tai D-5,这与其杀虫蛋白表达量基本一致。     

转双价双Bt抗虫基因(Cry1Ac+Cry2Ab)棉与非转基因棉生物学特性差异分析

此研究为国家转双价双Bt抗虫基因棉环境安全评价技术的建立而设。以转双价双Bt抗虫基因(Cry1Ac+Cry2Ab)棉为观察品种,非转基因棉‘赣棉11号’为对照品种,进行棉花生育性状、产量性状上生物学特性表现对比。结果表明,转双价双Bt抗虫基因棉与非转基因棉相比,前者株高生长超速介于显著与不显著之间,增长幅度在3.3~4.7 cm之间;单株成铃数增加显著（增12.5个）;第一果枝高度提升显著（上升3 cm）;总果节数增加显著（增10.2个）;主茎节距拉长显著(0.5 cm);叶色加深显著;籽棉增产极显著（增267.0 kg/hm2）;皮棉增产极显著（增118.35 kg/hm2）;霜前籽棉减产极显著（减220.95 kg/hm2）;霜前皮棉减产极显著（减88.5 kg/hm2）;单铃重下降极显著（低0.54 g）;单铃籽棉重下降极显著（低0.44 g）;单铃皮棉重下降极显著（低0.18 g）;籽指上升极显著（升1.65 g）;纤维整齐度指数上升显著（高1.025%）;马克隆值升高显著（高0.787）;发芽率提高极显著（增2.75%）。结果说明转双价双Bt抗虫基因棉的一些生育性状、产量性状较差,总产性状较好,纤维品质上整齐度较好,推广种植性一般。     

转Cry1A基因海岛棉的获得和鉴定

进行农杆菌介导转抗虫基因试验，以期选育抗虫性优良的海岛棉新品系(品种)；本实验在海岛棉体细胞胚再生体系的基础上，将携带Cry1A基因的表达载体pBI121通过农杆菌介导法转化到‘新海33号’的胚性愈伤组织中。经培养基筛选、PCR检测、RT-PCR检测、抗虫性鉴定等筛选抗虫后代。经培养基筛选共获得12棵抗性植株。PCR检测结果显示，这12棵抗性植株均能扩增出了大小相符的片段，检测结果呈阳性；RT-PCR结果显示，12棵转基因植株目的基因已经整合入基因组，且能反转录出mRNA；Bt-Cry1Ab/Ac转基因试纸条检测结果表明这12棵转基因植株含有目的蛋白；抗虫性鉴定结果证实了这些转基因植株对棉铃虫幼虫具有一定的抗性。本研究成功将抗虫基因导入至海岛棉的体内，获得了具有抗虫性的植株，其结果对转基因抗虫海岛棉新品种的培育具有一定的参考价值。     

Constitutive expression of Cry proteins in roots and border cells of transgenic cotton

Transgenic cotton plants expressing Cry1Ac and Cry2Ab, from the soil bacterium Bacillus thuringiensis (Bt), provide effective control of certain lepidopteran pests, however, little is known about the proteins below ground expression. We used ELISA to quantify in vitro expression of the Cry1Ac and Cry2Ab proteins in mucilage, root border cells and root tips in five transgenic cultivars of cotton compared to conventional cultivar Sicot 189. Expression of Cry proteins in roots and border cells of the transgenic cotton cultivars was constitutive and at detectable levels, with Cry1Ac and Cry2Ab protein expression ranging from <20 ppb to >100 pbb. To determine if genetically modified cotton demonstrated simple differences in properties of the root, when compared to an elite parental line (cv. Sicot 189), we enumerated border cells on seedling radicles. Border cell counts of 14 cultivars ranged from 0.2 to 1.1 × 10⁴ cells per root tip with an average of 5 × 10³ border cells. Border cell production in the transgenic cultivars was generally similar to that of both donor and elite parents, the exception being the cultivar Sicot 189, which had substantially more border cells than all of its transgenic derivatives. Comparison of border cell number with varietal disease resistance ranking found a limited relationship (r ² = 0.65, n = 7) between border cell numbers and the commercial resistance rank against Fusarium wilt of cotton. The implications of differences in cotton cultivar border cell number and root tip expression of Cry proteins for plant–microbe interactions in the rhizosphere and the soil ecosystem are yet to be resolved.     

转双价基因棉对棉田主要寄生性天敌生长发育的影响

研究了转双价基因棉对棉田主要寄生性天敌棉蚜茧蜂、棉铃虫寄生蜂侧沟茧蜂和齿唇姬蜂生长发育的影响。结果表明 :从转双价基因棉田、Bt棉田和常规棉田采集的棉蚜僵蚜的羽化率三者间均无明显差异 ,转双价基因棉田和Bt棉田棉蚜茧蜂的蜂重差异达显著水平 ,与常规棉田相比均无明显差异 ;常规棉田的棉蚜茧蜂寄生取食转双价基因棉、Bt棉和常规棉的棉蚜后的蜂羽化率、出蜂时间及蜂重均没有明显差异 ,在寄生数量上除Bt棉与常规棉处理差异达显著水平外 ,其它处理间差异不明显 ;转双价基因棉田的棉蚜茧蜂对取食转双价基因棉的棉蚜的寄生率有所下降 ,但棉蚜茧蜂的羽化率却明显提高 ,说明转双价基因棉对棉蚜茧蜂的寄生力影响不大。转双价基因棉和Bt棉均严重影响侧沟茧蜂和齿唇姬蜂的寄生率、羽化率、茧重和蜂重 ,但转双价基因棉的影响比Bt棉小