转Bt基因棉花杀虫蛋白表达规律及对棉铃虫控制作用研究

为了探明不同棉花品种对棉铃虫发生的影响,采用酶联免疫法(ELISA)检测在安徽省普遍种植的12个转Bt基因棉花品种不同生育期叶片,以及不同组织器官的Bt蛋白含量,并结合室内生物测定方法探讨不同棉花品种对棉铃虫幼虫的毒杀效果。结果表明,不同棉花品种Bt蛋白含量差异显著,首先,Bt蛋白在中棉所71、中棉所65、爱棉1号和岱杂2号的各生育期,以及不同组织器官中均能相对稳定地高表达;其次,铜杂411、荃银棉4号和皖棉17在部分生育期及组织器官中Bt蛋白含量较高;与上述品种相比,创072、湘杂棉7号、稼元216、农丰棉1号和鄂杂棉26在不同生育期以及不同组织器官中的Bt蛋白含量普遍较低。同时,转Bt基因棉花Bt蛋白的含量随着棉花逐渐生长逐步下降,然而其下降趋势并非呈现出平滑和逐渐递减的状态,12个棉花品种三叶期叶片中Bt蛋白的含量普遍较低,随着棉花生长,在七叶期叶片至蕾期叶片的生长过程中出现一个Bt蛋白的表达高峰。室内生物测定表明,其对棉铃虫幼虫的致死率与其杀虫蛋白表达量基本一致。     

人工合成Bt基因对棉花的遗传转化

采用子房注射法，将构建在植物高效表达载体上的全序人工合成的Ｂｔ杀虫基因ＧＦＭＣｒｙＩＡ转入棉花品种（系）“中棉所１９”、“华农９１６”、“５４１”和“３５１７”中，获得对棉铃虫幼虫致死率在８０％以上的植株２９株。用ＰＣＲ法检测，结果表明，这些株株均呈阳性。在这２９株阳性植株中，对棉铃虫致裂纹经为１００％，且自身只有轻微伤害的植株有２６株。这说明Ｂｔ基因经改造，增加其提高转录与翻译能力的表达调控元件     

华北地区棉铃虫与转Bt杀虫蛋白基因棉花间的互作研究

转Bt杀虫蛋白基因棉花（Bt棉）对棉铃虫杀虫活性存在明显的时间差异和器官间的差异。其杀虫活性在华北地区的第二代棉铃虫发生期较高,而在第三、四代发生期明显降低。在不同器官之间,花的杀虫效果最低。棉铃虫初孵幼虫从Bt棉的花上开始取食,存活幼虫可继续取食棉铃,其相对化蛹率达28.1%,并能正常羽化,致使Bt棉在田间对第三、四代棉铃虫起到抗性汰选作用。棉铃虫幼虫在室内经Bt棉汰选17代,平均每代的汰选强度为67.2%,对Cry1A型Bt杀虫蛋白的抗性指数增至7.1倍,导致Bt棉对汰选种群的抗虫等级由高抗级降低为中抗级。根据试验结果讨论了我国Bt棉的抗性预防和治理对策。     

Bt杀虫蛋白基因导入新疆棉花获得抗虫转基因植株

通过花粉管通道法将人工全序合成的Ｂｔ杀虫蛋白基因导入新陆早４号和Ｃ６５２４两品种中,收获注射地Ｂｔ杀虫蛋白基因的棉花种子２万余粒。经棉铃局喂的抗虫性生物检测,得到高抗虫的１８株新陆早４号转化苗和３６株Ｃ６５２４转化苗;以Ｂｔ基因的一对引物进行ＰＣＲ分析,５４株抗棉铃虫的转化棉花苗均扩增出部分Ｂｔ杀虫蛋白基因的目标带。未转化的对照棉花苗则无此条带,证实Ｂｔ杀虫蛋白基因已整合到转化抗虫棉株的染色体上,     

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。     

Bt棉不同品系对棉铃虫杀虫效果的比较

转 Bt(Bacillus thuringiensis,Bt)杀虫蛋白基因棉花 (Bt棉 )是第一种不影响害虫天敌 ,且对棉铃虫 (H elicoverpa armigera Hübner )具有杀虫活性的转基因棉花品系〔5〕,由美国孟山都公司生产的 Bt棉品系“新棉 3 3 B”1 998年在我国河北省推广应用。我国“863”项目自主研制的 Bt棉已经有多个品系于 1 998年在我国开始商业化种植 ,并不断有新的 Bt棉品系被选育出来。但在实际应用中发现 ,目前在我国推广应用的国内外培育的 Bt棉品系均存在着对棉铃虫杀虫活性的时空差异〔1,3,4〕,尤其是在我国华北地区 ,Bt棉的杀虫活性在棉铃虫的第三…     

转Bt基因抗虫棉棉铃虫的发生动态

2000年调查了无为县种植的转Bt基因抗虫棉(品种:中抗29、保铃棉32B、惠抗2号)、常规棉(品种:苏棉12号、皖杂40、泗棉331)上棉铃虫的发生动态,结果表明:转Bt基因棉与常规棉比百株累计卵量无显著差异;百株幼虫量、棉花蕾铃被害率、残虫量显著低;百株幼虫量2、3代之间存在显著差异,4、5代差异不明显;蕾铃被害率各代差异均显著;残虫量2～4代差异显著,5代差异不显著;说明抗虫棉对棉铃虫的抗性前期效果较好,后期明显下降.     

转Bt基因棉对棉铃虫影响的研究进展

综述了国内转Bt基因棉对棉铃虫生长发育、行为习性、种群消长、天敌影响的研究进展,探讨其成因机制并提出了建议。     

转Bt基因棉对棉铃虫及其天敌发生的影响

1999年和2000年对转基因棉田棉铃虫及天敌进行了定点调查。结果表明：转基因棉对棉铃虫成虫、卵无驱避作用和抗性表现，不影响棉铃虫在植株上的落卵量，但转基因棉第二、三代棉铃虫幼虫数量与常规棉相对显著减少，存在明显抗虫性。转基因棉不影响捕食性天敌的数量。     

转Bt基因抗虫棉的研究进展

对国内外转Bt基因抗虫棉的研究现状、存在问题及对策进行了探讨,其目的是为了正确地理解和认识转Bt基因抗虫棉,使我国的转Bt基因抗虫棉研究与推广工作得以健康发展。     

我国转Bt基因抗虫棉对棉铃虫抗虫性时空动态的研究

转Bt（Bacillusthurigiensis,Bt）杀虫蛋白基因抗虫棉花（Bt棉）在棉铃虫（HeliocoverpaarmtugeraHubner）的综合防治中发挥了重大作用。在田间应用中,表现为可以减少化学杀虫剂的用量,增加收益,增加棉田中益虫的数量。因此,由美国研制的Bt棉目前已在美国、澳大利亚和中国进行了应用,我国也于90年代自行人工合成了表达Bt杀虫蛋白的CrylA基因,并经生物技术方法培育出了抗虫棉,成为世界上第2个培育出转Bt基因抗虫棉的国家,且前已在4个省进行了商业化种植。在抗虫棉的种植过程中,抗虫棉呈现出抗虫性随着生育期而改变的现象。而且…     

转Bt基因棉对棉铃虫田间抗性效果分析

研究了转Bt基因棉对棉铃虫的田间抗性效果。结果表明:转Bt基因棉GK田、综防田、化防田各代棉铃虫幼虫残虫量比对照田减少81.82%～100.00%,差异极显著。棉花各器官的被害率均明显降低,与对照田相比,2代棉铃虫发生期棉蕾、棉叶被害率减少92.30%～100.00%,差异极显著,3,4代棉铃虫发生期成铃、幼铃、蕾、花被害率减少35.43%～100.00%,差异显著、极显著。田间转Bt基因棉对棉铃虫抗性为2代>4代>3代。但3,4代棉铃虫发生期田间幼虫残留量增加,棉花各器官被害率增大,因此还需适时防治棉铃虫。     

转Bt基因抗虫棉棉铃虫防治技术研究

１９９５～１９９７年就转Ｂｔ基因抗虫棉对棉铃虫的抗性及棉铃虫的防治技术进行了研究。结果表明，抗虫棉对棉铃虫具有很强的内在抗性，对初孵幼虫致死率达９０％以上，对幼虫的生长发育影响严重，其毒力随幼虫龄期的增大而降低。在棉铃虫大发生年份，对二、三代棉铃虫不进行药剂防治则显著减产。初步提出抗虫棉的棉铃虫防治策略为：二代以保棉株生长点为主，三代要重点防治以保蕾铃。其防治指标是：二代棉铃虫百株累计卵量２００～３００粒，三代百株累计卵量８０～１２０粒。     

转Bt基因棉花对土壤微生物的影响

在大田和盆栽条件下，以转Bt基因抗虫棉晋棉26号和其具有相似遗传背景的普通棉花品种晋棉7号为材料，研究棉花不同生育期的土壤细菌、真菌、放线菌及其生理菌种的变化。结果表明，转Bt基因棉晋棉对土壤微生物种类和数量有一定的影响，在某些生育期显著高于或低于普通非转基因棉花，或者差异不显著。因此，转基因安全评价需要对土壤微生物进行评价。     

转Bt基因棉田棉铃虫防治指标的研究

通过田间接虫试验 ,得出转Bt基因棉田棉铃虫百株 3龄幼虫量 (x)或其对数A =ln(x +1) ,与棉铃虫为害造成的棉花产量损失率 (y)之间呈抛物线关系 ;2、3、4代的定量公式分别为 :y =2 .3 464A2 -7.42 41A -0 .3 5 3 5 ,y =0 .0 0 18x2 +0 .0 80 7x -0 .673 4,y =1.64 60A2 -3 .5 668A +0 .0 12 4。按目前淮北棉区转Bt基因棉的产量、价格、棉铃虫防治成本、效果等 ,计算出转Bt基因棉田2、3、4代棉铃虫的防治指标分别为百株 3龄幼虫 2 6、13～ 15和 10头。同时表明 ,转Bt基因棉可通过增加秋桃数量来补偿棉铃虫危害 ,其对 2、3代棉铃虫具有一定抗性 ,对 4代棉铃虫的抗性较差     

转Bt基因棉的抗棉铃虫性及其生理作用研究进展

综述了转Bt基因棉对棉铃虫存活、生长、繁殖及为害行为的影响 ,及其抗虫性的时空动态特征 ;探讨了转Bt基因棉抗棉铃虫的毒理及其中毒生理 ,以及转Bt基因棉的抗性表达及其影响因素 ,提出了一些尚待进一步深入研究的问题     

转Bt基因棉对棉铃虫抗虫性测定方法的研究

采用喂饲法 ,建立了转Bt基因棉叶片和蕾对棉铃虫初孵幼虫的抗虫性测定方法及相应的指标。叶片喂饲法 :第 2～ 3展开叶用浸水的脱脂棉保湿放入玻璃或塑料容器中 ,接 5头初孵幼虫 ,用扎孔的塑料薄膜封口 ,在 (2 7± 1)℃条件下饲养 5d后记录死亡率、存活幼虫发育龄期及危害级别。蕾喂饲法 :每蕾接 2头初孵幼虫 ,控制条件同上 ,喂饲 3d后 ,记录幼虫死亡率和存活幼虫发育龄期。以上方法的建立 ,为转Bt基因棉抗虫性的时空规律与害虫抗性选育和遗传规律的研究提供了较为可靠、简便的方法。     

转Bt基因抗虫棉对棉铃虫的抗性分析

用常规棉和不同品种的转Bt基因抗虫棉分别饲喂棉铃虫(Helicoverpa armigera),对棉铃虫幼虫生长发育过程中各生物学指标的变化进行室内观察分析。结果表明,不同品种的转Bt基因抗虫棉之间对棉铃虫幼虫体重和死亡率的影响程度由大到小依次为JK-1、DB、D16、新陆早36,另外,取食转Bt基因抗虫棉叶片之后棉铃虫幼虫的化蛹率比取食常规棉叶片的棉铃虫幼虫的化蛹率减少12.5%~30.0%,蛹重减轻15.6%~41.9%,羽化率降低5.5%~80.0%。     

转Bt基因棉与常规棉的棉铃虫发生特点

比较研究了转Bt基因棉保铃棉、中棉30与棉常规品种防治和不防治情况下棉铃虫的发生特点。结果表明:(1)各处理间棉铃虫卵的发生时期基本一致,发生量则差异较大;(2)转Bt基因棉棉铃虫幼虫的发生量远低于常规棉(平均低72.4%);(3)在生长前期各处理均有一定数量的天敌类群,对棉铃虫的发生具有较好的控制作用。