转Bt基因棉田棉铃虫对气候变暖与集约化种植的不对称响应

为明确全球气候变暖及农业集约化对转Bt基因棉田棉铃虫Helicoverpa armigera种群发生的影响,通过收集1987—2017年我国山东、河南及河北3省的棉花种植面积、棉铃虫发生面积及年平均温度,采用单因素方差分析法及广义线性模型分析比较转Bt基因棉花推广前后棉田棉铃虫种群的发生程度,分析棉铃虫的为害指数。结果显示,转Bt基因棉花推广前,山东、河南和河北3省的棉铃虫在严重发生年份的为害指数较轻微发生年份均显著增加,分别增加了1.01倍、2.03倍和69.33%;温度距平具有同样的趋势,严重发生年份的温度距平较轻微发生年份分别显著增加了1.91倍、2.33倍和2.29倍。转Bt基因棉花推广后,山东、河南和河北3省的棉铃虫在严重发生年份的为害指数较轻微发生年份仍显著增加,分别增加了1.47倍、1.92倍和1.25倍;温度距平表现出相反的趋势,轻微发生年份的温度距平较严重发生年份分别增加了2.00倍、1.94倍和2.01倍;而河南省和河北省在棉铃虫严重发生年份的棉花种植面积较轻微发生年份分别显著增加了75.94%及38.92%。表明转Bt基因棉花种植后显著改变了棉铃虫对全球气候变暖的响应,气候变暖降低了棉铃虫的为害指数,而棉花集约化种植增加了棉铃虫的为害指数。非转基因棉田的棉铃虫受自然因素的影响,转Bt基因棉田的棉铃虫受自然及人为因素的双重影响。     

单对汰选方法在加速抗高效氯氟氰菊酯棉铃虫品系汰选中的应用

通过设计杂合种群单对杂交方式,研究了加速获得抗性品系的方法。以高效氯氟氰菊酯群体汰选后抗性倍数为4.9倍的棉铃虫种群及其同源对照种群为材料,同时设置常规群体汰选方法与单对汰选方法,研究单对汰选方法在加速抗高效氯氟氰菊酯棉铃虫品系汰选中的作用。结果表明,群体汰选两代后抗性倍数由4.9倍提高到7.4倍, 而单对汰选两代后抗性倍数由4.9倍提高到27.3倍。表明在常规群体汰选中穿插几代单对汰选方法可明显加快棉铃虫种群对高效氯氟氰菊酯的抗性汰选进程。     

棉铃虫幼虫对转Bt基因棉的行为学反应研究

转Bt基因棉花的育成及应用将对棉花害虫特别是棉铃虫的防治产生深刻的影响。本文初步探讨了棉铃虫幼虫对转Bt基因棉的行为学反应,旨在为组建以转Bt基因棉为基础的棉虫综合治理体系提供理论指导。 1 材料与方法 1.1 供试材料供试转Bt基因棉品系(代号R93-4)及其亲本对照(中棉所12)均由中国农科院棉花所提供。供试棉铃虫幼虫为前一年秋季田间采老熟幼虫室内化蛹越冬、室内饲养所得。     

新疆棉区转Bt基因棉对棉田主要害虫及其天敌种群数量的影响

20 0 0～ 2 0 0 1年 ,在新疆棉区系统地研究了转Bt基因棉田主要害虫及其天敌的发生规律。结果表明 :转Bt基因棉对棉铃虫有良好的控制作用 ,发生高峰期百株落卵量和百株幼虫数量都显著低于常规对照 ,转Bt自控田和转Bt化防田棉蚜和棉盲蝽发生数量则显著高于常规棉对照田。在天敌方面 ,转Bt自控田和转Bt化防田较常规棉对照田 ,丽草蛉种群数量有所增加 ,而小花蝽和黑食蚜盲蝽等 5种捕食性和几种寄生性天敌数量都有所下降。转Bt基因棉田棉蚜和棉盲蝽等刺吸性害虫发生数量加重而多种天敌数量减少的趋势值得引起重视。鉴于新疆地区棉铃虫发生数量较低目前无需专门防治的特点 ,作者建议 :可以考虑推广农艺性状较好的常规棉品种并保护天敌 ,以达到控制害虫、丰产丰收的目的。     

棉铃虫Bt抗性种群的RAPD-PCR初步分析

经室内筛选获得了棉铃虫对Bt杀虫剂、Bt毒蛋白和转Bt基因棉的抗性种群。利用RAPD技术 ,成功地扩增得到 105条多态性条带 ,经过聚类分析发现 ,棉铃虫对Bt产生抗性后在基因水平发生了变异。RAPD技术不仅可以用来鉴定棉铃虫对Bt是否产生抗性 ,而且可以区分不同的Bt抗性种群     

Bt杀虫蛋白对棉铃虫的抗虫毒力和增效作用

用 Bt杀虫蛋白 (ICP) Cry1A汰选的棉铃虫 (H elicoverpa armigera)抗性种群和同源对照种群分别测定了 4种不同类型 Bt ICP的抗虫毒力。结果表明 :4种杀虫蛋白对对照种群的毒力顺序为 :Cry1Ac>Cry1Ac+ 1C>Cry2 A>Cry1C;对抗性种群的毒力顺序为 :Cry1Ac+ 1C>Cry1Ac>Cry2 A>Cry1C,其中Cry1Ac+ 1C表现出对抗性种群有显著的协同增效作用。采用从 Bt液体发酵上清液中提取的增效粉 ,与Cry1Ac以 1∶ 1和 1∶ 2的比例混合 ,对 Cry1Ac有显著的增效作用 ,用抗性种群测定的增效比值明显大于对照种群 ,处理 5d的增效比值大于 14d的     

寄主植物调控棉铃虫种群对气候变暖的不对称响应

为明确全球气候变暖对不同寄主植物上棉铃虫Helicoverpa armigera种群发生的影响,通过收集2008—2019年全国范围、华北地区、华东地区、西北地区及华中地区7种寄主植物(小麦、玉米、大豆、棉花、花生、蔬菜和其他粮食作物)上棉铃虫成灾面积及各地区平均温度数据,采用单因素方差分析法及广义线性模型分析不同寄主植物上棉铃虫种群的发生程度。结果显示,玉米、大豆、花生和蔬菜寄主植物上棉铃虫成灾面积显著增加,棉花上棉铃虫成灾面积显著降低。玉米(全国范围、华北地区)、花生(全国范围、华中地区)及蔬菜(华东地区)上棉铃虫成灾面积随着温度距平的升高而显著增加;但棉花上棉铃虫成灾面积随着温度距平的升高而显著降低。如全国范围内,在玉米和花生上,2014—2019年棉铃虫成灾面积均显著高于2008—2013年,其增加比率分别为24.0%和34.3%;在棉花上,2014—2019年棉铃虫成灾面积显著低于2008—2013年,其降低比率为62.0%。表明全球气候变暖显著增加了玉米、花生及蔬菜上棉铃虫成灾面积,而棉花上棉铃虫成灾面积的降低主要受转Bt基因棉花种植的影响。     

增效混剂延缓棉铃虫对菊酯农药抗性机制的研究

用同位素标记体壁穿透测定法及不同种群神经敏感性电生理测定法,进行了增效混剂延缓棉铃虫对菊酯抗性机制的初步研究。结果表明,与抗性生物汰选相一致,显示出药剂对增效菊酯混剂汰选种群比对菊酯单剂汰选种群的棉铃虫体壁穿透率高、神经敏感性也高的特点。证明了混剂延缓棉铃虫抗药性确与体壁穿透率和神经敏感性有关,有机制存在,这就为使用增效混剂进行棉铃虫抗性治理的措施打下了部分理论基础。     

转Cry1Ac/1Ab基因棉花对棉铃虫的控制效果及对甜菜夜蛾和斜纹夜蛾生长发育的影响

为评估转Cry1Ac/1Ab基因棉花对棉铃虫Helicoverpa armigera的抗性及对非靶标害虫甜菜夜蛾Spodoptera exigua和斜纹夜蛾S.litura生长发育的影响,采用室内生测法测定其对棉铃虫的抗性及对甜菜夜蛾和斜纹夜蛾不同龄期幼虫存活率、营养代谢及中肠酶活性的影响。结果表明,转Cry1Ac/1Ab基因棉花对棉铃虫第2代幼虫的抗性程度最高,幼虫校正死亡率达91.33%,但对甜菜夜蛾和斜纹夜蛾的抗性程度较低,幼虫校正死亡率分别为15.33%和13.33%。甜菜夜蛾和斜纹夜蛾各龄期幼虫取食转Cry1Ac/1Ab基因棉花后,其存活率与取食常规棉花对照无显著差异;甜菜夜蛾对转Cry1Ac/1Ab基因棉花叶片的相对取食量、近似消化率分别为16.68和93.12%,均高于取食常规棉花对照的10.72和92.00%,但差异不显著,而斜纹夜蛾取食转Cry1Ac/1Ab基因棉花后的各项营养指标均低于取食常规棉花对照,差异也不显著。取食转Cry1Ac/1Ab基因棉花后,甜菜夜蛾的过氧化物酶活性为0.02 U/mg prot,显著低于取食常规棉花的0.05 U/mg prot;斜纹夜蛾的酸性磷酸酶活性为0.15 U/mg prot,高于取食常规棉花的0.10 U/mg prot,但差异不显著,其它中肠酶活性均低于对照,亦无显著差异。     

棉铃虫对虫酰肼的抗药性汰选

以虫酰肼25～80μg/mL汰选棉铃虫种群26代,用两种生物测定方法对汰选后的棉铃虫种群测定其抗药性。以浸叶法测定的LC₅₀值汰选前为33.816 8μg/mL,汰选24代后达到914.181 3μg/mL,抗性指数为27.03倍,与对照种群的LC₅₀102.427 4μg/mL比较,校正抗性指数为8.93倍;用饲料混合法测定的LC₅₀值汰选前为73.8416μg/mL,汰选24代后达到833.027 8μg/mL,抗性指数为11.26倍,与对照种群的LC₅₀105.889 9μg/mL比较,校正抗性指数为7.87倍,表明棉铃虫汰选种群对虫酰肼的抗性水平呈现上升趋势。     

Does cotton bollworm show cross-resistance to the Bacillus thuringiensis toxins Cry1Ac and Cry2Ab? A mini review

Since 1996, transgenic Bacillus thuringiensis(Bt) cotton has been commercially grown in numerous countries in an effort to stem the losses caused by key lepidopteran pests. However, the development of pest resistance to Bt toxins has jeopardized the continued utilization of Bt cotton. As a strategy designed to circumvent the development of resistance, Bt cotton varieties expressing two or more toxins targeting the same pest have been introduced. Nevertheless, from the perspective of long-term planting of Bt cotton, the potential risk of cross-resistance to these Bt toxins is a threat that cannot be ignored. In this paper, we review current research(including that based on the analysis of protein binding sites and resistance genes) on the resistance of cotton bollworm(Helicoverpa armigera) to the Bt toxins Cry1 Ac and Cry2 Ab and the interrelationship between these toxins. On the basis of existing evidence, we assume that the actions of Cry1 Ac and Cry2 Ab against cotton bollworm are not completely independent, and then propose the "resistance-associated gene mutation potential hypothesis". Although the mechanisms underlying the resistance of pests to Bt toxins are yet to be comprehensively elucidated, this hypothesis could undoubtedly have important implications for adopting "pyramid" strategy in the future. Further research is recommended to devise strategies to retard the development of H. armigera resistance to Bt cotton, either using different Bt toxins or their various combinations.     

一种监测棉铃虫对Bt杀虫晶体蛋白抗性的技术

研究了以诊断试剂盒监测棉铃虫对苏云金杆菌(Bt)杀虫晶体蛋白(ICP)抗性的技术。将1日龄幼虫在含诊断剂量的饲料中(每毫升饲料含Bt ICP0.01mg)取食7天,以生长至3龄以上的个体作为抗性个体的判断指标;筛选出人工饲料中防腐剂剂量的最佳值为每350毫升饲料中含丙酸2.5ml。经对多个棉铃虫不同抗性种群的验证试验,证明诊断试剂盒检测抗性个体频率较为精确且应用简便。     

Bt棉对主要棉虫发生的影响及防治对策

对河南新乡棉区种植的转Ｂｔ基因棉和常规棉棉田虫情进行了定点系统调查和大田普查,结果表明：棉铃虫在两种棉田棉花上的落卵量无明显差别,而幼虫存量差异显著,Ｂｔ棉棉花上幼虫存量显著降低;Ｂｔ棉对棉蚜的发生无明显的影响,而Ｂｔ棉上棉红蜘蛛的发生比常规棉略重,同时初步研究制定出种植Ｂｔ棉后的棉虫综防对策     

The selective feeding of cotton bollworms (Helicoverpa armigera) on transgenic and non-transgenic cotton leaves from consecutive cultivation fields

Abstract

The aim of this study was to determine whether target-insects selectively feed on transgenic or non-transgenic crops after consecutive cultivation in fields. We sampled leaves from insect-resistant single-transgenic cotton (expressing Cry1Ac gene), pyramided-transgenic (expressing Cry1Ac and CPTI genes) and conventional cotton that were consecutively cultivated for three years in a field. Cotton bollworm (Helicoverpa armigera) collected from the cotton field was reared and its next-generation larvae were fed the three types of cotton leaves in a laboratory. The leaf area damaged by the cotton bollworm larvae was not significantly different among single-transgenic, pyramided transgenic and conventional cotton leaves. There was no significant difference found in the leaf damage among the combination groups of the three cotton types. The survival rate of the bollworms was comparable among the combination groups. The results demonstrated that the cotton bollworms did not selectively feed on transgenic or non-transgenic cotton leaves after consecutive cultivation, which may be due to the resistance evolution of the target-insects and decreased Bt content in transgenic cotton leaves.     

新疆地区棉铃虫自然种群对Bt棉的抗性频率监测

为监测新疆棉区棉铃虫Helicoverpa armigera(Hübner)田间种群对Bt棉的抗性频率,在2010年和2011年分别采集石河子和喀什地区莎车的棉铃虫单雌系,以Cry1Ac毒蛋白作为人工饲料,用单雌系F1/F2代法进行棉铃虫种群抗性个体检测。2010年筛选了123个石河子的棉铃虫单雌系,2 011年筛选了152个莎车的棉铃虫单雌系。两地的棉铃虫种群均没有筛选到相对平均发育级别≥0.8的抗Bt棉个体,估算出石河子和莎车的棉铃虫种群的抗性频率低于10-3。莎车F2单雌系与其对应的F1单雌系相对平均发育级别有明显差异。研究表明新疆石河子地区田间棉铃虫种群仍保持敏感状态,喀什地区田间棉铃虫种群对Bt棉的耐受性增高。     

不施药条件下转基因抗虫棉的种植表现

通过对8个试种的转基因抗虫棉品种对棉铃虫抗虫性的对比试验和系统观察,表明中29F1、南抗3号和GK22等品种对棉铃虫的抗性较强,且丰产性能好,可作为治理棉铃虫的一项重要措施进行推广;杂交抗虫棉只有其F1代种有较高的使用价值,F2代性状分离严重,不宜在生产上推广使用。     

基于风险评估的新疆抗虫棉种植分析

基于新疆棉铃虫生物学特性和多年的种群动态趋势,并在收集棉花种植面积、产量、棉花市场价格及棉铃虫防治费用等相关数据的基础上,采用种群模拟模型(CLIMEX模型)并结合随机模拟方法(@RISK软件),评估不同场景下棉铃虫对新疆棉花产业造成的潜在经济损失.棉铃虫种群模拟表明:随着未来气候变化,新疆棉铃虫的周增长指数(GIw)...     

棉铃虫Bt毒素受体蛋白—氨肽酶N与抗性的关系

随着我国转基因棉花种植面积的日益增加,主要目标害虫—棉铃虫的抗性问题越来越被大家所关注。氨肽酶N(aminopeptidase N,APN)是一类昆虫中肠内Bt毒素的受体蛋白,其结构、结合位点的改变或基因突变可能是昆虫对Bt毒素产生抗性的重要原因。本文通过分析Bt毒素的作用方式,从生化、生理、分子生物学等方面探讨了棉铃虫Bt毒素受体蛋白APN与抗性的关系。     

转 Bt基因抗虫棉对棉大卷叶螟抗性的研究

:转Bt基因抗虫棉对棉铃虫有很好的抗性,对棉大卷叶螟(SyleptaderogataFabricius)的抗性未见报道。作者研究表明,棉大卷叶螟在棉田为聚集分布型,低龄幼虫有集中为害习性;抗虫棉对其有很好的抗性,平均虫株率为2.2%,较常规棉中棉所12降低96.6%;百株虫量为133.8头,较常规棉降低88.4%。