红铃虫对Bt棉花的抗性现状及抗性机制

红铃虫是世界性的重要棉花害虫,自转Bt棉花商业化种植之后,其种群数量得到了有效的控制。然而,红铃虫对Bt的抗性发展严重威胁着Bt棉花的可持续应用。本文概述了红铃虫对Bt棉花的抗性现状及其抗性机制,以期为科学制定红铃虫抗性治理策略提供依据。     

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。     

草地贪夜蛾对Bt玉米的抗性与治理对策思考

Bt玉米已在美洲广泛种植20多年,成功控制了欧洲玉米螟Ostrinia nubilalis、草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda等玉米重大害虫为害。然而,近年来相继报道在波多黎各、巴西、阿根廷因草地贪夜蛾产生抗性而导致一些Bt玉米抗虫性丧失。尤其是在热带和亚热带地区,多数Bt玉米品种商业化种植仅3年就丧失了对草地贪夜蛾的抗性。本文分析了草地贪夜蛾的生物学和生态学、对Bt杀虫蛋白抗性遗传特征和交互抗性特性、种群抗性基因频率等内因对抗性演化的影响,以及Bt玉米种植的生态环境、耕作栽培制度、Bt玉米种类、抗性治理策略实施情况等外部环境因素对抗性演化的影响。根据我国玉米种植的生态格局,提出了"整体布局,源头治理"的抗性治理对策。即在草地贪夜蛾周年繁殖区要谨慎种植Bt玉米,尤其是避免种植表达Cry1Ab杀虫蛋白的Bt玉米,以避免源头产生抗性而危及温带玉米主产区。遵循差异化(不同杀虫作用机理)选择Bt玉米品种原则,制定精准抗性监测计划,以高剂量-庇护所为抗性治理基本策略,在Bt玉米资源有限的情况下,落实好庇护所尤为重要。     

昆虫对Bt杀虫蛋白的抗性机制及治理策略

转Bt基因抗虫作物在害虫综合防治中发挥重要作用，是新一代植物保护产品，其抗虫性能和经济效益已得到普遍肯定。然而由于转基因抗虫植物在整个生育阶段高水平的表达Bt杀虫蛋白，有可能会导致害虫对Bt杀虫蛋白产生抗性，抗性的产生将严重影响Bt植物的应用。田间已经发现小菜蛾Plutella xylostella（Linnaeus）对Bt杀虫剂产生了抗性，实验室人工汰选条件下已经有多种害虫对Bt杀虫蛋白产生了抗性，并对抗性产生的机制进行了研究，目前主要认为害虫产生抗性与杀虫蛋白与中肠细胞上受体蛋白结合能力的改变以及Bt杀虫蛋白在中肠的水解作用的变化有关，但抗性产生的机制还与其它因素有关，估计是多方面因素造成的，因此，抗性机制的产生还不十分清楚。目前已经制订了“高剂量＋庇护所”和多基因策略等一系列有效抗性治理策略，这些策略还需要在深入研究并阐明抗性机制的基础上，进一步完善，以实现Bt抗虫植物在害虫防治中的可持续利用。     

我国棉铃虫对Bt蛋白Cry1Ac抗性现状及分子机制研究进展

棉铃虫Helicoverpa armigera是一种全球性的重要农业害虫,主要为害棉花、玉米和大豆等作物。长期种植单价Bt棉花（表达Cry1Ac蛋白）会使棉铃虫田间种群承受单一、持续的选择压力,必然会导致棉铃虫对Cry1Ac的抗性发生演化。该文概述我国棉铃虫田间种群对Cry1Ac的抗性现状、自然庇护所对棉铃虫Cry1Ac抗性演化的延缓作用以及棉铃虫对Cry1Ac抗性的遗传多样性,并对今后我国关于棉铃虫Bt抗性的治理对策进行了展望。     

亚洲玉米螟Bt抗性种群的遗传多样性分析

近20年来,在北美、西欧、南美、菲律宾等20多个国家大面积商业化应用Bt玉米防治欧洲玉米螟Ostrinia nubilalis(Hübner)等鳞翅目害虫的实践证明,其不可避免地胁迫靶标害虫产生遗传分化,出现新的抗性种群。研究精准有效的抗性检测方法,将为抗性监测和抗性治理策略的有效性提供科学依据。本研究基于高通量测序获得的亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis(Guenée)转录组数据,应用MISA (MicroSAtellite)软件搜索SSR位点,从61 622条EST(Expressed Sequence Tag)序列中获得了3 467个SSR位点。通过设计、筛选,共获得3 316对特异性引物,从中挑选了150对引物进行PCR扩增,共有51对扩增出目的条带,对亚洲玉米螟敏感种群(ACB-BtS)及5个Bt毒素抗性种群(ACB-AbR、ACB-AcR、ACB-AhR、ACB-FR、ACB-IeR)进行多态性检测,最终得到20条高多态性引物。利用这20对微卫星引物共检测到126个等位基因,平均每个位点6.3个。不同Bt抗性种群间产生了一定程度的遗传分化,种群间的平均遗传分化系数(F_(st))为0.195 9,即说明种群间的遗传变异为19.6%。根据遗传距离建立了UPGMA系统发育树,显示6个种群的相似度,即ACB-AbR与ACB-AcR相似度高。种群变异相似度规律与已报道的亚洲玉米螟对各Bt毒素的交互抗性规律相一致。本研究发现的SSR位点可作为亚洲玉米螟不同Bt毒素抗性种群的分子检测方法。     

害虫对转Bt基因植物抗性的治理策略

转Bt基因植物在害虫综合防治中发挥着重要作用。但是害虫对转Bt基因植物可以产生抗性，从而影响其对害虫的防治效果和应用价值。通过制订合理的抗性治理策略可以使害虫对转Bt基因植物的抗性得到延缓和克服，在论述了转Bt基因抗虫植物的研究和应用现状的基础上，从IPM理论和生态学角度，就害虫对转Bt基因植物的抗性治理中的多毒素策略，高表达/低表达策略、避难区策略、特异性/诱导性表达策略以及其他可并用的防治手段进行了评价。     

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     

红铃虫对2.5%敌杀死抗性程度的监测

2.5％敌杀死乳油是我省棉区防治棉红铃虫的主选农药品种之一。北方棉区棉铃虫对该产品已表现出较强的抗性。为了评估我省红铃虫对其敏感水平,为指导大面积用药提供科学依据,1993年我站进行了红铃虫对2.5％敌杀死乳油抗性程度的监测试验,现将试验结果小结如下:     

草地贪夜蛾对化学农药和Bt作物的抗性机制及其治理技术研究进展

草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda(Smith)是一种重要的经济作物害虫,在美洲玉米种植区均有发生。近几年该害虫迅速蔓延至非洲和东南亚等地区,并于2018年12月下旬在中国云南省被发现,对玉米生产造成严重威胁。化学农药和Bt作物是目前防治草地贪夜蛾的最主要手段,但大量研究表明,草地贪夜蛾已经形成了具有高抗药性和Bt抗性的种群。本文介绍了草地贪夜蛾抗药性和Bt抗性现状,从抗性相关因子的表达调控和靶标位点变异2个方面论述了草地贪夜蛾抗药性和Bt抗性机制,总结了目前草地贪夜蛾抗药性和Bt抗性的治理策略,并结合中国实际情况探讨了草地贪夜蛾综合防控的发展方向,以期为该害虫的防控提供参考。     

抗虫杂交棉新组合筛选及杂种优势评价

为了研究抗虫杂交棉的杂种优势和筛选高优势杂交组合，用一组转基因抗虫棉为供体亲本，与一组常规丰产、抗病、抗虫品种(系)杂交，培育了一批抗虫杂交棉新组合，在田间进行了经济性状、农艺性状和早熟性等方面的鉴定，在网室进行了抗红铃虫鉴定。结果表明，抗虫杂交棉在产量上有明显的竞争优势和超亲优势，皮棉增产幅度分别为11．7％～54．6％和0．0～36．9％；各组合的纤维品质一般优于对照品种鄂棉18，有些纤维品质指标也优于亲本，具有一定的超亲优势；在抗红铃虫方面，杂交棉的抗虫性与抗虫供体亲本相当，并明显优于对照品种鄂棉18，其抗虫性达高抗或抗级水平，具有很强的竞争优势。     

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。     

望江县棉花棉铃虫暴发因子分析及防治对策

通过30a的系统调查表明,望江县以四代棉铃虫为主害代,棉铃虫各代次发生程度的主控因子不同,棉铃虫对常用农药表现出明显的抗性,保铃棉32B对各代棉铃虫均表现出良好抗性。对棉铃虫暴发因子进行了探析,认为棉铃虫近几年处于活跃期,旱地种植结构调整、梅天雨日雨量少、棉花生育期提早是棉铃虫暴发的主要原因。并从农业防治、推广抗虫品种、改进化防技术等方面提出了防治对策。     

我国棉花品种(系)抗虫性的鉴定、选育与应用

棉铃虫的暴发为害已严重制约了我国棉花生产的稳定发展,生产上急需在综合防治中利用棉花自身的部分抗虫性抵御害虫的侵害,提高植棉的综合效益。本文从棉花种质(材料)的外部形态抗虫性、生理生化抗虫性、外源性抗虫基因导入等三个方面详细讨论了我国棉花品种(系)的抗虫性鉴定、选育及其研究进展现状。针对抗虫棉研究与利用中存在的若干问题,探讨了未来发展的方向。     

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。     

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对棉铃虫天蚕素抗菌肽基因(HacD)转录的影响

抗菌肽是昆虫体液免疫的重要组成部分, 对抵御外源致病微生物的侵染具有重要作用。明确苏云金芽胞杆菌Bacillus thuringiensis(Bt)诱导下棉铃虫天蚕素抗菌肽基因(HacD)转录的空间特征和时序特征, 有利于进一步了解昆虫体液免疫与棉铃虫抗Bt发展的关联性。本研究测定了HacD cDNA序列, 对序列进行了蛋白质翻译, 并通过RT-qPCR技术研究了棉铃虫HacD基因在Bt诱导下的转录规律。结果表明, 棉铃虫HacD cDNA全长189 bp, 其中GC含量为48.15%, 肽链由63个氨基酸组成。Bt诱导后棉铃虫幼虫HacD相对转录水平整体呈显著上调趋势, 其中脂肪体中HacD的相对转录水平上调最高, 其次为血淋巴。Bt对棉铃虫幼虫进行短期诱导后, 脂肪体和血淋巴中的HacD基因的相对转录水平均呈持续上调趋势, 分别在诱导24 h和18 h时达到最高, 随后均持续下调。对幼虫进行持续诱导后, F0代初孵幼虫、5龄幼虫、蛹和成虫的HacD基因均可以保持上调的转录特性;传代培养获得的F1代初孵幼虫、5龄幼虫、蛹和成虫的HacD基因转录较F0代下调, 但均高于对照组。综上所述, Bt能够诱导棉铃虫HacD基因转录水平上调。     

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%。