转Bt基因棉32B 不同生育期抗虫性的变化及其机理

对转Bt基因抗虫棉“32B”不同生育期抗虫性以及叶片中Bt毒蛋白、水溶性蛋白、总蛋白、单宁含量进行了测定与分析。转Bt基因棉各生育期抗虫性动态变化趋势为 :整个苗期抗虫性均较强 ,现蕾期有所下降 ,生长中后期显著下降至最低。研究表明 :32B棉叶中Bt毒蛋白含量的变化与生测抗虫性的动态变化一致 ,并与棉叶中蛋白质代谢呈正相关 ,苗期叶片中蛋白质合成代谢旺盛 ,Bt毒蛋白含量则高 ;生长后期叶片中蛋白质合成代谢衰退 ,Bt毒蛋白含量则降低 ;叶片中单宁含量与生测抗性及叶片蛋白质含量、Bt毒蛋白含量均呈负相关 ,表明单宁与Bt毒蛋白含量及抗虫性之间可能存在拮抗作用     

转基因抗虫棉毒蛋白含量时空变化及抗棉铃虫效果初探

采用ELISA法(酶链免疫法)、室内初孵棉铃虫生化检测法,研究和分析了单价(Bt)转基因抗虫棉及双价(Bt/CpTI)转基因抗虫棉不同生育期以及花铃期不同器官的杀虫蛋白含量、棉铃虫死亡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＞嫩叶＞小蕾、幼铃＞花器官＞苞叶＞老叶.室内生化测定幼虫死亡率与棉株Bt杀虫蛋白含量动态变化一致;3份材料间Bt蛋白含量以502最高,503最低,119居中;抗虫性则以503较好,502和119的抗虫性表现与各自Bt蛋白含量一致.     

Bt杀虫蛋白在转基因抗虫棉中的表达

[目的]评价转基因抗虫棉的生物安全性.[方法]利用3个由花粉管通道法获得的转Bt基因的抗虫棉品系,通过Southern杂交技术研究了抗虫棉的插入数,通过棉铃虫饲喂、半定量RT-PCR和ELISA测定了抗虫棉的Bt杀虫活性的时间和空间的动态变化.[结果]Bt基因在抗虫棉中为1～2个拷贝数;Bt蛋白杀虫活性的时空动态表现为在不同生育期的同一器官中,苗期叶片的表达比花铃期的叶片强,在同一生育期内,不同器官表达不同,叶片和铃壳的表达高于苞叶、花和雌雄蕊.[结论]Bt杀虫蛋白在转基因抗虫棉中的抗性具有时空表达特异性.     

山西省转Bt基因抗虫棉花品种抗虫性监测

采用ELISA检测和室内抗虫性测定方法相结合,2013年对山西省南部种植的6个转Bt基因抗虫棉花品种的不同生育期叶片Bt杀虫蛋白的表达量及对棉铃虫的抗性进行分析。结果表明,6个品种Bt杀虫蛋白的叶片表达量在苗期最高,然后从现蕾、开花、结铃直到吐絮逐渐下降。室内喂虫试验结果表明,6个品种对第2代棉铃虫达到高抗或中抗的水平,抗虫指数变幅为72.2%~95.5%;然而对第3,4代棉铃虫的抗性较低,仅为20.2%~65.2%。其中,DR3、晋棉38、晋棉50、中棉41抗性较好,而中棉43和DR5抗性较差。总之,在山西省棉区的抗虫棉品种的抗虫性存在明显的差异,建议剔除抗虫性低的品种,从而保证该地区抗虫棉花的持久种植。     

转Bt基因抗虫棉Bt毒蛋白表达量的时空变化

采用抗体夹心ELISA技术 ,对转Bt基因抗虫棉植株中Bt毒蛋白含量进行了测定。结果表明 :Bt基因在所检测的器官中均有表达 ,但是不同器官中的Bt毒蛋白含量明显不同。在苗期全展功能叶中Bt毒蛋白含量最高 ,根、茎和叶柄中含量较低 ;不同生育期的功能叶中Bt毒蛋白含量差异显著。Bt毒蛋白含量在苗期叶片中最高 ,蕾期次之 ,花铃期最低。随着棉花生长发育进程的推进 ,Bt基因在叶片中的表达强度逐渐减弱。Bt基因在棉株体内的表达随着器官的不同 ,生育时期的不同而表现出时空动态变化。     

转Bt基因抗虫棉外源Bt蛋白的差异表达

【目的】研究转Bt基因抗虫棉外源Bt蛋白表达的时空规律,明确Bt蛋白表达量和转Bt基因抗虫棉抗性的内在联系,更加有效降低靶标害虫危害。【方法】采用ELISA(Enzyme-linked immunosorbent assay)蛋白定量检测方法,以转Bt基因抗虫棉鄂抗虫棉1号(GK19)为研究材料,对转Bt基因抗虫棉不同组织器官、不同生长时期主茎功能叶和不同生长时期主茎不同叶位叶片的Bt蛋白含量进行检测。【结果】转Bt基因抗虫棉不同组织器官Bt蛋白含量存在差异,苗期叶片最高,花、蕾、铃次之,根、茎较低;不同生长时期主茎功能叶Bt蛋白含量呈现出随生长发育时间推进而降低的趋势;不同生长时期主茎不同叶位叶片Bt蛋白含量差异较大,苗期和盛蕾期第1~7叶呈现出逐渐下降的趋势,而盛花期和盛铃期第1~7叶呈现出先缓慢升高后逐渐稳定的趋势。【结论】Bt蛋白在转Bt基因抗虫棉各生长时期,各组织器官都有表达,且表达量呈时空动态变化。     

转Bt基因抗虫棉金杂棉3号对棉铃虫抗性的研究

通过检测分析,转Bt基因抗虫棉金杂棉3号是抗棉铃虫优良的新品种,在棉花不同的生育期,Bt杀虫蛋白含量幅度在94.2-896.8 ng·g^-1,苗期、蕾期、花期的叶片Bt蛋白表达量级属于高表达,蕾期的小蕾和花期的花瓣Bt蛋白表达量级属于中高表达,花期的小蕾、铃期花瓣和小蕾Bt蛋白表达量级属于中表达,花期的小铃、铃期叶片和小铃Bt蛋白表达量级属于低表达。金杂棉3号的杀虫活性80.21%-91.87%,抗虫效率达83.33%-100.00%,保蕾效果达82.56%-100.00%。     

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。     

转基因抗虫棉对根际土壤Bt蛋白残留和养分含量的影响

以转基因抗虫棉SGK321及其亲本常规棉石远321为研究对象,采用ELISA试剂盒法检测其在不同生育期根际土壤的Bt蛋白残留量,同时比较根际土壤速效养分含量的变化。结果表明:转基因抗虫棉SGK321根际土壤Bt蛋白残留量在整个生长期呈先上升后下降的趋势,且在各生育期均与亲本差异显著,其中蕾期转基因较亲本高996.09%。在整个生长期,2种棉花根际土壤各养分含量的变化不同,二者根际土壤硝态氮含量均呈下降趋势,仅在苗期、花铃期差异显著;转基因抗虫棉SGK321根际土壤中铵态氮含量呈下降趋势,在蕾期、花铃期与亲本差异显著;其速效磷含量呈先下降后上升趋势,亲本常规棉呈上升趋势,其中苗期转基因较亲本低40.13%。研究发现,转基因抗虫棉SGK321根际土壤Bt蛋白残留量和养分含量主要受转基因棉花种植及生育期的影响。     

转基因棉花品纱对棉铃虫抗性的研究

采用室内生物测定和田间棉铃虫危害调查方法，分析了辽宁省经济作物研究所转育的3个转基因棉花品系（4830，4877，4786）和美国构建的Bt基因棉花品系新棉33B的不同器官的抗虫性，结果表明，棉花不同器官抗虫性不同，功能叶抗虫性最强；转基因棉花4830和新棉33B抗虫性强弱没有显差异，并均高于转基因棉4877，4786，这说明中国转基因抗虫棉与美国抗虫棉具有等同的杀虫效果，转基因棉花的蛋白毒性在棉铃虫体内具有一定的残效。在田间小区种植中，4830，4877，4786和33B均表现出了对棉铃虫幼虫较高的抗虫效果，两次调查中（7月5日，7月14日），4830，4786，33B品系均未发现棉铃幼虫，顶尖蕾铃也未发现受害现象，在4877品系中发现了少理的低龄棉铃幼虫，蕾铃受害率为3．01％，辽棉15号（CK）蕾铃受害率为10．6％，各品系之间抗性差异不明显。     

两种转Bt基因棉杀虫蛋白Cry1Ac表达量的检测

用EnvirologixCry1Ab/Cry1Ac平板试剂盒检测了两种转Cry1Ac基因的棉花品系 (NUCOTN33B、NUCOTN99B) 以及常规对照品系 (苏棉 12) 不同生育期主茎嫩叶、侧枝嫩叶、蕾及蕾的苞叶中杀虫蛋白Cry1Ac的含量。结果表明, 两种转Bt基因棉主茎嫩叶杀虫蛋白Cry1Ac的含量随生育期的推移呈明显下降趋势, 花铃期 (NUCOTN33B和NUCOTN99B分别为 4 43和 2 93μg·g-1 ) 和吐絮期 (3 87和 2 86μg·g-1 ) 的含量分别降至苗期第 6叶 (7 64和 8 38μg·g-1 )的 58%、35%和 51%、34%; 相同时期的主茎嫩叶和侧枝嫩叶中Cry1Ac的含量均显著高于蕾及蕾的苞叶, 前两者均为后两者的两倍以上。     

Dynamics of Bt cotton Cry1Ac protein content under an alternating high temperature regime and effects on nitrogen metabolism

This study was conducted to investigate the effects of alternating high temperature on Cry1Ac protein content on Bt cotton cultivars Sikang 1(SK-1,a conventional cultivar)and Sikang 3(SK-3,a hybrid cultivar).In 2011 and 2012,cotton plants were subjected to high temperature treatments ranging from 32 to 40℃ in climate chambers to investigate the effects of high temperature on boll shell insecticidal protein expression.The experiments showed that significant decline of the boll shell insecticidal protein was detected at temperatures higher than 38℃ after 24 h.Based on the results,the cotton plants were treated with the threshold temperature of 38℃ from 6:00 a.m.to 6:00 p.m.followed by a normal temperature of 27℃ during the remaining night hours(DH/NN)in 2012 and 2013.These treatments were conducted at peak boll growth stage for both cultivars in study periods of 0,4,7,and 10 d.Temperature treatment of 32℃ from 6:00 a.m.to 6:00 p.m.and 27℃ in the remaining hours was set as control.The results showed that,compared with the control,after the DH/NN stress treatment applied for 7 d,the boll shell Cry1Ac protein content level was significantly decreased by 19.1 and 17.5% for SK-1 and by 15.3 and 13.7% for SK-3 in 2012 and 2013,respectively.Further analysis of nitrogen metabolic physiology under DH/NN showed that the soluble protein content and the glutamic pyruvic transaminase(GPT)activities decreased slightly after 4 d,and then decreased sharply after 7 d.The free amino acid content and the protease content increased sharply after 7 d.The changes in SK-1 were greater than those in SK-3.These results suggest that under DH/NN stress,boll shell Cry1Ac protein content decline was delayed.Reduced protein synthesis and increased protein degradation in the boll shell decreased protein content,including Bt protein,which may reduce resistance to the cotton bollworm.     

昼夜变温下高温与干旱胁迫对Bt棉毒蛋白含量的影响及其生理机制

【目的】明确Bt棉叶片Cry1Ac毒蛋白含量对昼夜变温下高温干旱胁迫响应及其生理机制,为生产中Bt棉抗虫性的安全稳定利用提供参考。【方法】2019—2020年在扬州大学农学院,以常规种泗抗1号（SK-1）和杂交种泗抗3号（SK-3）为材料,以温度和土壤水分含量为因子,温度分别设为34℃（白天,7:00—19:00）/28℃（夜间,19:00—7:00）(A1)、38℃/28℃（A2）;土壤水分含量分别为田间土壤最大持水量的50%(B1)和60%(B2),并以32℃/28℃、田间土壤最大持水量的75%为对照（CK）。各处理分别持续4、7、10 d(DAS)。【结果】不同处理导致叶片中Cry1Ac毒蛋白含量降低,且随着胁迫时间的延长,下降幅度增加。处理间相比,A1B2处理下降幅度最少,7 DAS后开始显著低于CK;A1B1处理下降幅度其次,4 DAS后显著低于CK;A2B1、A2B2处理在4 DAS显著下降。可溶性蛋白（SP）含量、硝酸还原酶（NR）、谷氨酸丙酮酸转氨酶（GPT）、谷氨酸草酰乙酸转氨酶（GOT）、谷氨酰胺合成酶（GS）、游离氨基酸（aa）和谷氨酸合成酶（GOGAT）等活性变...     

Cry1Ac抗、感棉铃虫碱性磷酸酯酶（ALP1）的表达量比较

【目的】通过比较Cry1Ac抗、感棉铃虫昆虫中肠碱性磷酸酶（ALP1）表达量的差异及抗性棉铃虫取食Cry1Ac蛋白对ALP1表达量的影响,分析ALP1表达量变化与抗性的关系,为进一步明确Bt抗性机制、制定抗性治理策略提供理论依据。【方法】利用实时荧光定量PCR技术,比较敏感棉铃虫、Cry1Ac抗性棉铃虫取食含Cry1Ac蛋白的饲料和正常饲料后ALP1表达量的差异。【结果】ALP1在棉铃虫整个发育期都表达,幼虫的表达量最高,蛹期表达量最低,在成虫体内也有较高的表达;ALP1在幼虫中肠表达量最高,其次是后肠、前肠、马氏管,表皮中的表达量最低;与敏感品系相比,对Cry1Ac具有中等水平抗性的棉铃虫ALP1表达量明显增加,尤其是取食含Cry1Ac蛋白饲料的抗性棉铃虫幼虫的ALP1的表达量显著升高,但抗性棉铃虫取食正常饲料后,2、3龄幼虫的ALP1的表达量与敏感棉铃虫差异不显著;所有的抗性品系4龄棉铃虫幼虫中肠ALP1的表达量都显著高于敏感品系,而且随着棉铃虫抗性倍数的升高,ALP1的表达量呈逐渐降低的趋势。【结论】抗性棉铃虫中肠ALP1表达量的改变可能与Cry1Ac抗性、Cry1Ac代谢有一定的关系。     

MET在水稻体内的分配运转

用高效液相色谱和生物测定法测定亩施50g 多效唑(MET)的水稻秧苗和成熟植株各部分 MET 含量,结果表明:被吸收的 MET 主要累积在顶部器官中,苗期在叶片、成熟期则在籽粒中。但亩施20gMET 的成熟植株各部没有测出 MET,说明水稻体内可能有分解 MET 的能力。对移栽15天后的 MET 处理的水稻秧苗测定结果表明,被吸收的 MET 在水稻体内能够向顶部进行再运转。     

转双Bt基因巨霸杨外源基因表达及抗虫性检测

为提高转基因杨树中Bt基因的表达效率并扩大抗虫谱,以同时转入Cry1Ac和Cry3A基因的转双Bt基因巨霸杨(Populus deltocdes‘55/56’×P.deltocdes‘2KEN8’)株系1年生苗为材料,对外源基因的表达和抗虫性进行检测。经PCR检测,证明目的基因已被整合到巨霸杨基因组中。利用荧光定量PCR和ELISA技术检测了4个转基因株系叶片中Bt基因的转录丰度和毒蛋白表达量。结果表明:不同株系间Bt基因的转录丰度存在显著差异,Cry3A基因的转录丰度显著高于Cry1Ac基因的转录丰度;2种Bt毒蛋白表达量在各株系间存在显著差异,Cry3A毒蛋白质量分数均显著高于Cry1Ac毒蛋白质量分数。各株系对鳞翅目害虫美国白蛾(Hyphantria cunea)幼虫抗虫效果不明显,且无显著差异;对鞘翅目害虫柳蓝叶甲(Plagiodera versicolora)表现出极高抗虫效果,且均显著高于转单基因Cry3A 741杨高抗株系CC84,不同株系间存在显著差异。     

棉铃虫中肠特异性结合蛋白ABCC1对Cry1Ac毒力的影响

【目的】 研究棉铃虫（Helicoverpa armigera）中肠蛋白ABCC1（HaABCC1）与Cry1Ac的结合特性及对Cry1Ac毒力的影响,明确HaABCC1在Cry1Ac杀虫机制中的作用。【方法】 分析HaABCC1基因序列,设计引物,通过原核表达得到HaABCC1两个跨膜区片段的蛋白,与Cry1Ac进行Ligand blot试验,验证其与Cry1Ac的体外结合特性;利用RNAi技术干扰棉铃虫幼虫的HaABCC1,在3龄幼虫腹部注射siABCC1,比较HaABCC1的表达量及Cry1Ac处理后棉铃虫死亡率的变化;通过细胞转染将ABCC1导入Sf9细胞系中,确定pAc-ABCC1重组质粒转入Sf9细胞后,用细胞生物测定的方法比较Cry1Ac处理后细胞死亡率的变化;比较敏感品系（96S）和Cry1Ac抗性品系（BtR）棉铃虫的HaABCC1基因全长序列,并通过荧光定量RT-PCR检测HaABCC1在抗、感棉铃虫中的表达量。【结果】 HaABCC1跨膜区TMD1和TMD2在Escherichia coli BL21（DE3）感受态细胞中成功表达,两个HaABCC1跨膜区片段蛋白均能与活化的Cry1Ac在体外结合;棉铃虫注射siABCC1后,HaABCC1的表达量显著下降,与未注射的棉铃虫、注射DEPC水和siEGFP的棉铃虫相比,用活化的Cry1Ac蛋白处理HaABCC1被干扰的棉铃虫,其幼虫死亡率显著降低,表明棉铃虫幼虫的HaABCC1被干扰后,能显著降低Cry1Ac对棉铃虫的毒力;用活化的Cry1Ac蛋白处理成功转入HaABCC1的Sf9细胞,与对照Sf9细胞相比,细胞的死亡率明显上升,表明将HaABCC1导入Sf9后能显著提高Cry1Ac处理后的细胞死亡率;抗性品系（BtR）与敏感品系（96S）棉铃虫的HaABCC1氨基酸序列没有差别,但抗性品系BtR棉铃虫HaABCC1的表达量显著降低。【结论】 HaABCC1是Cry1Ac的特异性结合蛋白,可能是Cry1Ac的功能受体蛋白,并可能参与对Cry1Ac的抗性机制。     

转Bt基因大豆植株中Bt毒蛋白的表达

采用ELISA定量测定法研究了转Bt基因大豆不同生长时期不同器官中Bt毒蛋白含量的变化,结果表明：转Bt基因大豆不同器官在不同生育期Bt毒蛋白含量表现出较大的差异：大豆顶叶中Bt毒蛋白的表达随着大豆植株的生长不断加强,苗期顶叶中Bt毒蛋白的表达比较旺盛,在分枝期略有下降,且在分枝期保持在一个相对稳定的状态,在开花期时顶叶中的Bt毒蛋白含量又明显增加,直到成熟期;在相同生育期内,转基因大豆营养器官中Bt毒蛋白的含量高于生殖器官.根中的Bt毒蛋白含量最高,茎其次,叶中的Bt毒蛋白含量最低.花和幼荚器官中的Bt毒蛋白含量虽然相对低于其他器官中的Bt毒蛋白含量,但仍处于较高的水平.新生幼荚中的Bt毒蛋白含量在同时期的其它器官中含量最低,但是其Bt毒蛋白的含量在30d后开始迅速增加.     

甘蔗脱毒健康种苗蔗糖磷酸合成酶基因差异表达分析

[目的]探究甘蔗脱毒健康种苗中蔗糖磷酸合成酶(SPS)基因表达对产量和糖分积累影响的作用机理,为提高甘蔗产量和蔗糖含量提供理论参考.[方法]以甘蔗品种新台糖22号的脱毒健康种苗和未脱毒种苗(CK)为供试材料,分别在苗期、分蘖期、拔节期和成熟期进行混合取样,包括未成熟叶、成熟叶、幼茎和成熟茎,利用实时荧光定量PCR(qPCR)检测分析对不同类型SPS基因(SPSA、SPSB、SPSC、SPSD1和SPSD2)在不同生长时期不同组织中的表达情况.[结果]不同类型SPS基因在甘蔗脱毒健康种苗不同部位均有表达,SPSD1和SPSD2基因在未成熟叶和成熟叶中表达量差异明显,且与CK间也存在明显差异,SPSA、SPSB、SPSD1和SPSD2基因在脱毒健康种苗1~3茎节中的表达量高于CK.在拔节期10~23茎节中,SPSA基因在脱毒健康种苗中的表达量较CK低,SPSB基因的表达量较CK高,SPSD1和SPSD2基因的表达量与CK无明显差异.在成熟期10~37茎节中,SPSB基因在脱毒健康种苗中的表达量较CK低,SPSA、SPSD1和SPSD2基因的表达量与CK无明显差异.总体上,随茎秆节间成熟度的增加,SPSA、SPSB、SPSD1和SPSD2基因在脱毒健康种苗中的表达量与CK差异逐渐减小.[结论]不同类型SPS基因在甘蔗脱毒健康种苗不同生长时期不同组织中均差异表达,推测甘蔗脱毒处理能促进叶片和未成熟茎节中SPS基因的表达,有利于提高甘蔗产量和蔗糖含量.     

Comparison and optimization of the method for Cry1Ac protoxin preparation in HD73 strain

Bacillus thuringiensis is one of the most widely used bioinsecticides, and cry gene is the major insecticidal gene.Because Cry1 Ac protein shows strong toxicity against many lepidopteran species, it has been applied widely in spraying products and transgenic Bt-crops.The preparation of Cry protoxin is the first step in the very important processes of understanding the insecticidal mechanism, resistance screening, and biosafety assessments.The media for crystal production and the method for Cry protoxin preparation were varied, however, it was not clear which was better for preparing a larger amount of Cry protoxin.In this paper, three media for crystal production and the method for Cry1 Ac protoxin preparation from HD73 strain were compared to find an efficacious way to prepare a large number of Cry1 Ac protoxin.The results showed that the 1/2 LB(Luria-Bertani) medium was the ideal medium for crystal production, because the total yield of Cry1 Ac protoxin in 300 m L 1/2 LB medium was(112.38±5.64) mg, the highest one among three media; the repeated crystal solubilization method was better for the preparation of the Cry protoxin comparing with the continuous crystal solubilization method.It will be a reference for other Cry protoxin preparation, especially for larger number.