F1代法检测棉铃虫种群对Bt棉的抗性等位基因频率变化

 在具有室内高抗Bt棉棉铃虫品系的前提下,F₁代法是检测棉铃虫对Bt棉抗性等位基因频率的最简捷、快速的生物测定方法。2010－2012年采用F₁代法检测了河北省邱县棉铃虫田间种群对Bt棉的抗性等位基因频率变化。结果表明,2010－2012年采集的122、141及124头田间雄虫中,分别有32、22及43头携带抗性基因,抗性等位基因频率分别为0.131(95%置信限CI:0.101～0.162)、0.078(95% CI:0.034～0.122)及0.199(95% CI:0.124～0.274)。2012年采用带毒饲料法测定河北邱县等4个地区Bt棉田间棉铃虫对Cry1Ac的抗性。结果表明,河北邱县棉铃虫种群的抗性最高(抗性倍数RR为19.2倍）,明显高于湖北荆州、湖北枣阳和安徽萧县种群的抗性（RR为4.9～9.3倍)。该地区长期大面积种植转单价Bt棉导致田间棉铃虫抗性进化,需要尽快采取有效的抗性治理措施。     

棉铃虫种群对Bt棉抗性等位基因频率分析

 2005年采用F₁和F₂代法估测了河北省邱县棉铃虫对Bt棉的抗性等位基因频率分别为0.047（95%CI：0.015～0.079）和0.015（95%CI：0.0067～0.0277）。该频率值较1999年的初始频率0.0058几乎上升近10个百分点,警示该地区棉铃虫种群抗性已明显上升趋势。     

转Bt基因棉对棉铃虫抗性的时空动态

在室内研究了转Ｂｔ基因棉对棉铃虫抗性的时空动态及对棉铃虫幼虫取食行为的影响,结果表明,整个棉花生长期,棉花不同器官随着时间的变化其抗性有较大的差异,如７月以后,棉叶对棉铃虫幼虫的抗性明显下降,由６月下旬的１００％下降到８月初的６２．５％,然后抗性又逐渐回升,但仍为下降的趋势;从空间抗性来看,营养器官的抗性高于繁殖器官,接虫２４ｈ后,棉铃虫幼虫在转基因棉繁殖器官上分布数量较多;转基因棉对棉铃虫幼虫取食行为有较大的影响,和常规棉相比,在转基因棉上取食时间减少５７．６％,吐丝下垂、爬行和静息的时间分别延长３９６．１％、２２．４％和４．０％。     

转Bt基因棉杀虫蛋白含量时空分布及对棉铃虫产生抗性的影响

采用ＥＬＩＳＡ法（酶链免疫法）、室内初孵棉铃虫生测法和田间棉铃虫为害调查方法，研究和分析了中国构建的 Ｂｔ（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｔｈｕｒｉｎｇｉｅｎｓｉｓ）基因抗虫棉品系ＧＫ３和美国构建的Ｂｔ基因棉品系新棉３３Ｂ的不同生育期以及花铃期不同器官的杀虫蛋白含量、校正死亡率和田间受害率变化趋势以及它们之间的关系。结果表明，转Ｂｔ基因棉Ｂｔ杀虫蛋白含量在棉花生育过程中呈时空动态变化，在时间分布上，各生育期顶尖平展叶表现为：初花期＞蕾期、花铃期＞苗期＞吐絮期；在花铃期，各器官表现为：功能叶、茎尖＞小蕾、幼铃＞花蕊、花瓣、苞叶、老叶。室内生测幼虫校正死亡率与棉株Ｂｔ杀虫蛋白含量高度一致；田间表现与Ｂｔ杀虫蛋白含量有一定的差异，除主要受Ｂｔ杀虫蛋白影响外，棉铃虫取食选择性，以及残存高龄幼虫为害和棉株各部位营养结构等也影响其抗虫性，造成后期棉铃虫主要为害花、蕾和幼铃，两材料抗虫性表现较为一致。     

温度胁迫对转Bt基因抗虫棉毒蛋白的表达和棉铃虫死亡率的影响

 于花铃期对科棉1号棉株进行连续48 h的不同温度处理,用处理后的叶片饲喂棉铃虫,研究叶片活性、毒蛋白和棉铃虫死亡率之间的关系。结果表明,游离氨基酸含量一直增加,12 h内增加最快;可溶性蛋白含量一直下降,12 h内降幅最大。毒蛋白含量24 h内显著下降,12 h内降幅最大。25 ℃处理下的死亡率明显高于20℃和35℃处理。同一温度下,胁迫时间越长,棉铃虫取食后的死亡率越低。棉铃虫取食72 h后的死亡率明显低于144 h后的死亡率。取食72 h后的死亡率与可溶性蛋白、游离氨基酸和毒蛋白含量呈显著或极显著相关,与可溶性蛋白和毒蛋白变化量之间呈显著相关。     

棉铃虫对转Bt基因棉花的抗性及其治理策略

本文综述了棉铃虫对转Bt基因棉花的抗性机制和抗性风险,重点讨论了基因策略包括转入多个杀虫基因、定向和器官特异表达、侵害诱导表达、调控表达、高杀死与低表达策略,田间策略如Bt棉品种的轮作混植、降低化学防治经济阈值、农艺措施和庇护所策略,国家宏观调控如实施分区种植管理、加强种子生产经营管理、强化抗性动态检测、严格安全性评价等抗性治理策略与技术.     

生长前期转Bt基因棉对棉铃虫(Helicoverpa armigera Hübner)的抗性研究

生长前期转 Bt基因棉对低龄棉铃虫幼虫具较强的抗性 ,子叶期抗性最强 ,真叶后下降 ,随后逐渐上升 ,至 1 0叶期达顶点 ,之后又开始下降 ;沿江棉区一代棉铃虫幼虫发生期 ,正处于 Bt基因棉的生长前期 ,转 Bt基因棉对 1龄和 2龄幼虫在较短的时间内即表现出较强的抗虫效果 ,对 3龄和4龄幼虫抗虫效果明显下降 ,但连续取食后全部不能存活 ,对 5龄幼虫抗虫效果较差 ,连续取食后可部分化蛹但化蛹率明显低于对照。同时测定了降雨对生长前期转 Bt基因棉抗性表达的影响     

黄河流域田间棉铃虫对转Bt基因棉抗性监测

利用改进的单雌系F1/F2代法,对黄河流域主要棉区河南安阳县、河北威县、山东武城县的棉铃虫种群进行了系统监测。在2007-2009年,连续3年保守地估计了以上3个主要植棉县棉铃虫种群对Cry1Ac的抗性基因频率。结果表明,山东武城棉铃虫种群3年的抗性等位基因频率分别为0.00086、0.00097和0.00052;安阳田间棉铃虫种群2008和2009年抗性等位基因频率分别为0.00090和0.00103;河北威县的田间棉铃虫种群抗性等位基因频率为0。所有家系F1代和F2代的相对平均发育级别均值比较结果显示,山东武城县棉铃虫种群耐受性高于其它2个地区,其次为安阳县种群,威县种群敏感度最高。总之,我国黄河流域这3个主要棉区田间棉铃虫种群对Cry1Ac毒素还没有产生明显的抗性,抗性基因频率仍处于正常水平,但是棉铃虫对Cry1Ac毒素的耐受性有升高趋势,需要进一步加强全国性的监测工作。     

转Bt基因棉抗棉铃虫鉴定技术及抗性表示方法研究

1997～1998年通过接幼虫和即将孵化的卵,进行转Bt基因棉室内鉴定技术及表示方法研究。结果表明,以接即将孵化的卵粒,4d后观测其取食情况最为简便准确,根据试验结果拟定检测分级标准,提出利用抗虫指数计算各抗虫棉群体抗性,依此可以量化地表示转Bt基因棉的抗虫性。     

转Bt基因棉对朱砂叶螨适合度的影响

 在室内利用培养皿叶碟饲养法研究了朱砂叶螨在转Bt基因棉叶和常规棉叶上连续饲喂时各代种群增长的情况。结果表明,经过12代的饲养后,与常规棉相比,转Bt基因棉对朱砂叶螨的净增殖率、内禀增长率、平均寿命、种群加倍时间等生命参数无显著影响,显示出在短期内转Bt棉的种植均不会明显地表现出对朱砂叶螨种群的增长呈有利或有害的迹象。     

转Bt基因抗虫棉抗虫性遗传研究

以转 Bt基因抗虫棉 R55为材料 ,利用ELISA( Enzyme-linked Immunosorbent Assay)检测方法 ,通过对不同亲本与抗虫亲本 R55杂交F1～ F5、BC1、BC2 世代材料 Bt晶体杀虫蛋白的定性、定量测定 ,结合大田自然感虫条件下的抗棉铃虫鉴定 ,研究了转 Bt基因抗虫棉 Bt基因的遗传规律。结果表明 :F1均表现阳性 ,F2 阳、阴性株符合 3∶ 1的分离比例 ,回交 BC1阳、阴性株呈现 1∶ 1的分离比例 ,说明 Bt基因的遗传基本符合显性主基因遗传规律。但 Bt基因的遗传又有其特殊性 ,表现在亲本的遗传背景对 Bt基因的表达有着较大影响 ,不同亲本与抗虫亲本杂交 F1代 Bt晶体蛋白的表达量存在较大差异 ;杂交方式对 Bt基因的表达亦有一定影响 ;不加选择的连续回交 ,有可能使 Bt基因“丢失”。未发现 Bt基因的表达随世代的递增、农艺和经济性状的改进而降低的趋势 ,Bt基因可以稳定遗传     

土壤胁迫与温度对转Bt基因棉抗虫性的影响

土壤水分过多和过少均不利于转 Bt基因棉杀虫蛋白的表达 ,土壤涝渍可造成转 Bt基因棉抗虫性的显著下降 ,而土壤干旱的影响则相对较小。低温 ( 1 8℃ )不仅可明显降低转 Bt基因棉抗虫基因的表达活性 ,亦可明显降低已表达于棉株中的杀虫蛋白的抗虫活性。高温 ( 3 8℃ )亦可降低转 Bt基因棉抗虫基因的表达活性 ,但较低温的影响则相对较小 ;高温下已表达于棉株中的杀虫蛋白对低龄棉铃虫幼虫的抗虫活性明显增强。因此 ,应加强转 Bt基因棉田的水肥管理 ,保证转 Bt基因棉抗虫性的高效表达 ,重视各种异常天气后转 Bt基因棉田间的虫量监测 ,适时进行防治     

回交次数对转Bt基因抗虫棉抗性及经济性状的影响

以中国转Bt(Bacillusthuringiensis)基因棉GK3和美国转Bt基因棉33B为非轮回亲本,非抗虫品种中棉所17和中棉所19为轮回亲本,培育了两套回交世代材料。研究了回交材料各世代Bt基因棉杀虫蛋白含量和抗虫效果,以及回交次数与主要经济性状、Bt杀虫蛋白含量之间的关系。结果表明:杀虫蛋白含量随转Bt基因棉回交次数的增加,呈现下降趋势,两套材料表现较一致。以GK3为亲本的回交世代材料中,回交2次时,Bt杀虫蛋白含量下降到GK3的1/5～1/4,降低达显著水平。各世代室内生测抗虫效果,与Bt杀虫蛋白含量呈高度一致。回交次数与Bt杀虫蛋白含量、子、皮棉产量、单株铃数呈负相关,并达显著或极显著水平,与铃重、衣分呈正相关。选用的亲本材料纤维品质较一致,在回交各世代中,差异不明显。综合分析表明,在本文研究的回交材料中,回交次数少效果比较理想,主要性状已基本达到育种要求,回交次数多,虽然某些经济性状有所改善,但抗虫性已明显降低。     

长江中游棉区转CryI A基因棉花对棉铃虫的抗性评价

对转 Bt棉 GK-19和转 Bt美棉 BG-15 60进行了室内生测和大田调查。结果显示 ,室内生测两Bt棉品系对棉铃虫的抗性随组织器官和生育期的不同而变化。总体上 ,繁殖器官的抗性效率大于其它器官 ,7月份的抗性水平显著高于 8月和 9月 ;田间调查 ,在对照田第 3和 4代棉铃虫高峰虫量百株 14头和 2 8头密度下 ,Bt棉 GK-19和 BG-15 60对第 3和 4代棉铃虫的控制效果分别为 86.2 1%、87.89%、93 .10 %和 92 .19%。表明长江中游棉区转 Cry1A基因棉花对棉铃虫的田间种群数量亦有很强的控制作用。     

结合抗虫性评价转基因抗虫棉方法探讨

以 1 999年河南省转基因抗虫棉区试资料为分析对象 ,介绍方差分析、AMMI模型分析和以受害铃率作为参试品系抗虫性指标的因子回归模型分析 3种分析方法 ,及其在转基因抗虫棉区试中评价参试品系抗虫性分析中的应用 ,并对 3种方法进行初步比较     

转基因抗虫棉抗虫性状的遗传研究

转 Bt基因抗虫棉新棉 33B和 GK- 1 2对棉铃虫具有显著的抗性。盛蕾期饲喂抗虫棉株系72 h后 ,初孵棉铃虫幼虫死亡率分别为 86.8%、75 .1 % ,对照 TM- 1、泗棉 3号、苏棉 1 2号三个常规品种 (系 )初孵幼虫死亡率分别为 1 0 .9%、1 3.9%、9.2 %。转 Bt基因抗虫棉的杂种一代能明显延缓棉铃虫的发育进程。饲喂新棉 33B、GK- 1 2与常规品种 (系 )的杂种一代 72 h后 ,存活幼虫以1龄虫为主 ,分别占 92 .4%、85 .1 % ,并有少量 2龄幼虫。而同批次对照苏棉 1 2号和泗棉 3号以 2龄虫为主 ,分别占 89.6%、86.8% ,并有少量的 3龄虫出现。以抗虫棉与常规棉杂种 F1叶片饲喂棉铃虫 ,其发育进度较取食对照品种的延缓 1个龄期。转 Bt基因抗虫棉抗虫性状的遗传是受一对显性基因控制的。 Bt基因是以单一位点的方式整合到棉花基因组 ,不存在多位点的整合方式     

转基因棉Bt毒性表达的时空动态及对棉铃虫生存、繁殖的影响

转Ｂｔ基因棉３１０品系在不同发育阶段,对棉铃虫的毒性表达测定表明,（１）棉株各空间组织在不同发育阶段均能强力阻止棉铃虫取食,表达出较高的抗虫效果。（２）棉株不同空间组织在同一时期,毒性表达存在差异,以营养组织,中、小蕾高于大蕾和铃。（３）同一组织毒性表达随着棉株生长、发育、成熟、衰老逐渐呈动态下降。（４）前后各阶段,同一组织饲喂棉铃虫,死亡所需要天数呈动态增加,但最终生存率降低到一个较低水平。存活老熟幼虫重量、蛹重及蛹羽化率比对照棉铃虫下降３０％～５０％,羽化的蛾子进行自交或异交均能产下受精率、孵化率很高的卵。取食Ｂｔ转基因棉的雌蛾产卵量比对照减少５０％～７０％。