四种Bt毒素蛋白对二点委夜蛾幼虫毒力测定及中肠组织病理学变化

为更好地了解苏云金芽胞杆菌Bacillus thuringiensis毒素蛋白对二点委夜蛾Athetis lepigone的毒力以及作用机理,通过饲喂含有Cry1Ac、Cry1Ab、Cry2Ab和Vip3Aa四种不同Bt毒素蛋白饲料,测定Bt毒素蛋白对二点委夜蛾幼虫的毒力,并观察取食4种毒素蛋白后幼虫中肠组织的病理学变化。结果显示,二点委夜蛾幼虫取食毒素蛋白后72 h,Cry1Ab和Cry1Ac毒素蛋白对二点委夜蛾幼虫的杀虫活性较高,校正死亡率为84.7%和76.4%;Vip3Aa和Cry2Ab毒素蛋白的毒力较弱。二点委夜蛾幼虫取食4种Bt毒素蛋白后,中肠柱状细胞微绒毛脱落,杂乱地分散在肠腔内,杯状细胞变形和腔内微绒毛脱落,线粒体和内质网等变形破裂,细胞核的核膜消失、核质凝聚和形状发生变化,经Cry1Ab和Cry1Ac毒素蛋白处理后中肠细胞的病变症状和速度明显高于Cry2Ab和Vip3Aa毒素蛋白处理。表明Cry1Ab和Cry1Ac毒素蛋白对二点委夜蛾幼虫杀虫活性较高,显著高于Cry2Ab和Vip3Aa毒素蛋白,且对其中肠细胞的破坏作用也较强。     

Cry1Ac和Cry2Ab蛋白对大草蛉生长发育及酶活力的影响

为明确转Cry1Ac和Cry2Ab基因棉花对大草蛉的影响,运用Bt蛋白与人工饲料混合的方法,以大于转基因棉花叶片中蛋白含量20倍的剂量饲喂大草蛉初孵幼虫,初步研究了Cry1Ac和Cry2Ab对大草蛉生物学参数和消化酶、解毒酶活性的影响。结果表明：取食含Bt蛋白饲料的大草蛉幼虫的发育历期、体重、蛹重、成虫体重、羽化率等生物学参数与对照相比均没有显著差异;在大草蛉幼虫体内可以检测到含量较高的Cry1Ac和Cry2Ab蛋白,分别为974.92~1 282.39 ng/g鲜重和5 592.62~6 082.92 ng/g鲜重,而在大草蛉成虫体内检测到的Cry1Ac和Cry2Ab蛋白含量非常低,分别为0.29~0.39 ng/g鲜重和50.34~56.71 ng/g鲜重;取食含Bt蛋白的饲料对大草蛉幼虫的类胰蛋白酶、类胰凝乳蛋白酶、氨肽酶和谷胱甘肽-S-转移酶活性有一定的影响,但对大草蛉成虫影响与对照差异不显著。表明大草蛉取食含Bt蛋白的人工饲料后,虽然体内可以检测到一定含量的Bt蛋白,但对大草蛉的生长发育并没有显著的直接不利影响。     

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。     

Cry1Ac的绿色荧光蛋白GFP标记及其在棉铃虫幼虫中肠的定位分布

为了明确Cry1Ac蛋白在棉铃虫体内与中肠组织的相互作用,采用重叠PCR方法将Bt-cry1Ac基因和绿色荧光蛋白GFP基因融合,构建含Cry1Ac毒蛋白和绿色荧光蛋白GFP原核表达载体,并在大肠杆菌大量表达。利用荧光显微镜观察发现,表达Cry1Ac-GFP融合蛋白的大肠杆菌在蓝光激发下发出绿色荧光。将含有融合蛋白的菌液拌入人工饲料饲喂3龄棉铃虫幼虫96h,取棉铃虫幼虫中肠做冰冻切片并在荧光显微镜下观察。结果显示,取食含有Cry1Ac-GFP融合蛋白饲料的棉铃虫幼虫中肠能够发出强烈荧光。比较Cry1Ac杀虫蛋白敏感和抗性棉铃虫幼虫中肠的发光部位,敏感棉铃虫幼虫的中肠围食膜已经消失,肠壁细胞发出强烈的荧光,而抗性棉铃虫的围食膜较健全并发出荧光。     

Cry1Ac杀虫蛋白对甜菜夜蛾飞行能力的影响

转Bt基因作物上害虫取食Bt杀虫蛋白后存活并羽化的成虫飞行能力对于其飞离Bt作物,寻找庇护所中敏感个体进行交配、产卵,从而稀释抗性基因频率,实现“高剂量/庇护所”抗性治理策略具有重要意义。本文对取食含不同浓度Cry1Ac杀虫蛋白人工饲料的初羽化（未取食补充营养）甜菜夜蛾飞行能力进行了测试,结果表明,幼虫取食含25、50、100 μg/g和200 μg/g Cry1Ac杀虫蛋白人工饲料存活并羽化的成虫飞行距离、飞行速度和飞行时间均差异显著（p<0.05）。取食含较低浓度Cry1Ac杀虫蛋白（25 μg/g和50 μg/g）的人工饲料有促进成虫飞行的倾向,尽管与取食不含Cry1Ac杀虫蛋白的对照相比,成虫飞行距离、飞行速度和飞行时间均未达到显著增加的水平,但强飞行个体比例明显增加。随着饲料中Cry1Ac杀虫蛋白浓度的升高,羽化的成虫飞行能力显著下降。雄蛾飞行能力下降的程度比雌蛾更加明显。这些数据为转Bt基因作物上迁飞性害虫的种群动态规律及其潜在的抗性治理策略提供了科学依据。     

亚洲玉米螟和黏虫幼虫取食Cry1F蛋白后的中肠组织病理变化

为了明确Cry1F杀虫蛋白对亚洲玉米螟和黏虫两种重要玉米害虫的作用机制,本文通过透射电镜观察了亚洲玉米螟和黏虫4龄幼虫取食含Cry1F蛋白人工饲料后的中肠组织病理变化,并与其取食含Cry1Ab蛋白人工饲料后的组织病理变化进行了比较。亚洲玉米螟和黏虫4龄幼虫取食Cry1F蛋白48 h后中肠杯状细胞发生了明显的病变,主要表现为：细胞微绒毛肿胀、脱落;细胞核变形,质膜和核膜界限不清晰;染色质发生固缩、贴近核膜;线粒体拉伸变形数量减少,严重的发生空泡化;内质网肿胀与断裂、数量减少,与取食含Cry1Ab蛋白人工饲料相比,玉米螟和黏虫中肠组织发生的病变程度相似。本研究可为Cry1F作为转基因玉米重要的杀虫蛋白在未来亚洲玉米螟和黏虫防治中更好地发挥作用提供理论依据。     

转基因玉米表达的Cry1Ab、PAT和EPSPS蛋白对日本通草蛉幼虫的安全风险评估

为评价我国自主研发的转基因玉米表达的Cry1Ab、PAT和EPSPS蛋白对日本通草蛉Chrysoperla nipponensis幼虫生长发育的安全风险,通过将外源蛋白混入日本通草蛉人工饲料中的方法,以加入砷酸二氢钾(KH_2AsO_4)的饲料为阳性对照,研究了日本通草蛉幼虫取食后的生长发育状况。结果表明:日本通草蛉取食含Cry1Ab和EPSPS蛋白饲料的幼虫发育历期、茧期、结茧率、羽化率及成虫体重等生物学参数与取食正常饲料处理相比均没有显著差异;而取食含PAT蛋白饲料的幼虫发育历期和结茧率分别为10.7 d和96.6%,与取食正常饲料的对照11.1 d和89.9%差异显著,即饲料中添加PAT蛋白显著提高了幼虫的存活率和发育速率;取食含KH_2AsO_4饲料的日本通草蛉幼虫不能存活到茧期,说明KH_2AsO_4具有显著的杀虫活性。ELISA检测结果表明,取食了分别添加有3种外源蛋白饲料的日本通草蛉幼虫体内可以检测到相应的Cry1Ab、EPSPS和PAT蛋白,含量分别为2 758.8~5 210.7、35 018.0~54 426.6、16.8~149.8 ng/g。表明转基因玉米所表达的Cry1Ab、EPSPS和PAT蛋白对日本通草蛉幼虫没有显著的不利影响。     

Cry1Ab杀虫蛋白对淡足侧沟茧蜂生长发育的影响

以黏虫［〖WTBX〗Mythimna separata〖WTBZ〗 (Walker)］为寄主,研究了亚致死浓度的Bt杀虫蛋白Cry1Ab对淡足侧沟茧蜂［〖WTBX〗Microplitis pallidipes 〖WTBZ〗(Szepligeti)］生长发育的影响。结果表明,当寄主从淡足侧沟茧蜂寄生后开始取食含Cry1Ab杀虫蛋白浓度为1、2、4 μg/g和 8 μg/g的饲料时,淡足侧沟茧蜂卵 幼虫发育历期比以对照黏虫为寄主的显著延长,茧（蛹）重和成虫体重显著下降,但对茧历期及成虫寿命没有显著影响。淡足侧沟茧蜂的卵 幼虫发育历期随着寄主取食Cry1Ab杀虫蛋白浓度的增加而显著延长,茧重和成虫体重则随Bt蛋白浓度的上升而显著下降。因此,尽管Cry1Ab杀虫蛋白对淡足侧沟茧蜂的生长发育具有一定程度的负面影响,但其仍可以在取食Bt毒蛋白的黏虫上完成整个世代发育。     

Cry1Ba3蛋白对亚洲玉米螟杀虫活性测定及其与BBMVs的结合分析

提取并纯化Cry1Ba3蛋白截短片段,用饲喂人工饲料的方法对亚洲玉米螟（Ostrinia furnacalis）初孵幼虫进行生物活性测定。结果显示,Cry1Ba3截短片段对亚洲玉米螟有良好的杀虫活性（LC50=5.29 μg/g,95%置信限为3.96～7.10 μg/g）。而纯化的Cry1Ac蛋白60 ku的活性片段对亚洲玉米螟初孵幼虫的杀虫活性LC50为0.83 μg/g。提取亚洲玉米螟5龄幼虫的BBMVs,用纯化的Cry1Ba3和Cry1Ac蛋白进行竞争结合试验,结果显示Cry1Ba3与Cry1Ac在亚洲玉米螟中肠的结合没有竞争作用,说明两种毒素在亚洲玉米螟BBMVs上可能存在不同的受体。     

二化螟Cry1Ac汰选品系对不同Bt蛋白的敏感性

为明确靶标害虫对Bt蛋白的抗性及对不同类型Bt蛋白的交互抗性,采用生物测定法进行了二化螟Chilo suppressalis(Walker)敏感品系和Cry1Ac汰选品系在Cry1Ac毒饲料上的时间-死亡率反应、对不同Bt杀虫蛋白的敏感性及不同Bt蛋白复配组合对二化螟毒力效果的研究。结果表明,二化螟Cry1Ac汰选品系已对36.67μg/mL(LC_(50))的Cry1Ac杀虫蛋白产生了一定的适应性,但对308.69μg/mL(LC90)的Cry1Ac蛋白反应仍较敏感。Cry1Ac敏感品系和汰选品系对Cry1Ab蛋白的LC_(50)分别为1.40μg/mL和3.86μg/mL,二者差异显著,但对Cry1Ca(1.63μg/mL和1.73μg/mL)或Cry2Aa(127.48μg/mL和144.50μg/mL)的LC_(50)差异不显著,即Cry1Ac汰选品系与Cry1Ab存在明显的交互抗性,但与Cry1Ca和Cry2Aa不存在交互抗性。在不同Bt蛋白复配组合中(1∶1复配),Cry1Ab+Cry1Ca、Cry1Ab+Cry2Aa和Cry1Ca+Cry2Aa增效作用最为显著。表明抗虫基因cry1Ca和cry2Aa可作为双价转基因抗虫水稻研发的候选基因。     

芽胞杆菌CQBS03抑菌蛋白TasA基因的克隆及原核表达

为了探讨柑桔溃疡病生防菌芽胞杆菌Bacillus CQBS03菌株TasA基因的功能,采用PCR方法从CQBS03基因组DNA中扩增出编码TasA基因的全长DNA序列,并构建pEASY-E1/TasA原核表达载体,经大肠杆菌Escherichia coli表达获得TasA基因的融合表达蛋白,纸碟法检验融合蛋白对柑桔溃疡病菌Xanthomonas citri citri的抑制作用。结果显示,CQBS03菌株的TasA基因包含1个786 bp的完整开放阅读框（GenBank登录号为JQ309841）,编码261个氨基酸残基;该序列与来源于解淀粉芽胞杆菌B.amyloliquefaciens的1个已知同源TasA基因序列FJ713580的相似性达99.75%。原核表达产物经SDS-PAGE分析,检测到约31 kD的融合蛋白;纯化后的融合蛋白对柑桔溃疡病菌有明显的抑制作用,72 h后抑菌圈直径达11.5 mm。研究表明TasA基因是生防菌芽胞杆菌CQBS03抑制柑桔溃疡病菌的功能基因之一,并且该基因对原核表达宿主没有抑制作用,具有较好的开发利用前景。     

进境油菜籽中黑胫病菌和茎基溃疡病菌的检测

为准确鉴定从进境澳大利亚油菜籽样品中分离的真菌分离物,利用形态学特征、PCR检测、序列分析以及致病性测试等方法对分离物6382-43和6382-51进行了鉴定试验。结果表明,分离物6382-43的形态特征和油菜茎基溃疡病菌Leptosphaeria maculans相似,菌丝生长较慢,菌落边缘不规则,不产生色素。油菜茎基溃疡病菌特异性引物LmacF/LmacR检测为PCR阳性;ITS区序列和油菜茎基溃疡病菌的序列相似性为99.8%;接种幼嫩油菜子叶产生油菜茎基溃疡病的典型症状。分离物6382-51的形态特征和油菜黑胫病菌L.biglobosa相似,菌丝生长较快,菌落边缘规则,产生色素;油菜黑胫病菌特异性引物LbigF/LmacR检测为PCR阳性;ITS区序列和油菜黑胫病菌的序列相似性为100%;接种幼嫩油菜子叶产生油菜黑胫病的典型症状。根据分离物的形态特征、PCR检测结果、序列分析以及致病性测试结果,将进境澳大利亚油菜籽样品中的真菌分离物6382-43和6382-51分别鉴定为油菜茎基溃疡病菌Leptosphaeria maculans和油菜黑胫病菌L.biglobosa。     

菜豆普通细菌性疫病菌在土壤和植株残体中的越冬能力

为评估菜豆普通细菌性疫病菌地毯草黄单胞杆菌菜豆致病变种或褐色黄单胞菌褐色亚种在土壤及植物残体中的越冬能力,对采自黑龙江、内蒙古、山西、河北及新疆的18块菜豆生产田的20份土壤及14份植物残体样品进行病原菌分离和鉴定。在MT选择性培养基上有12个土壤样品和13个植株残体样品提取液产生典型的类似黄单胞菌菌落。选取29个分离物进行致病性测定,有27个分离物对菜豆品种"英国红"致病。利用地毯草黄单胞杆菌菜豆致病变种和褐色黄单胞菌褐色亚种的特异性引物X4c/X4e及褐色黄单胞菌褐色亚种特异性引物Xf1/Xf2对29个分离物进行多重PCR检测,其中17个分离物为地毯草黄单胞杆菌菜豆致病变种,10个分离物为褐色黄单胞菌褐色亚种。结果表明,菜豆普通细菌性疫病菌可以在黑龙江、内蒙古、山西、河北的一些菜豆种植区的土壤及植株残体中越冬存活。     

Effects of a lectin-like protein isolated from Acacia farnesiana seeds on phytopathogenic bacterial strains and root-knot nematode

Acacia farnesiana lectin-like protein (AFAL) showed bacterioestatic effects against Xanthomonas axonopodis pv. passiflorae (Gram-negative) and Clavibacter michiganensis michiganensis (Gram-positive), with the latter being more sensitive. This effect is probably due to the ability of AFAL to interact with the bacterial cell wall where we observed that AFAL induced macroscopic change. The maximum bacterial growth inhibition was approximately 78% when incubated with Gram-negative strains, and as high as 92% percent for the Gram-positive one. The antibacterial effect of flavonoids (rutin, quercetin and morin) was also observed using low concentrations against both bacterial strains. Prior incubation of both with AFAL at high concentrations increases the inhibitory effect of flavonoids on bacterial growth. The potential use of AFAL as a control agent against the root-knot nematode Meloidogyne incognita was investigated as well, showing anti-nematode properties involving both egg hatching and motility. In the juvenile second-stage, AFAL showed reduction in larval mobility when measured against a control group. The results suggest that AFAL is effective against M. incognita and could be used as a component of integrated pest management programs. These data also suggest that lectins probably play a role in plant defense not only against invertebrate phytopathogens, herbivores and fungi but also against bacteria.     

枯草芽胞杆菌对离体荔枝果实霜疫霉病、炭疽病的防治效果

为了进一步明确从土壤中筛选得到的拮抗细菌OR-1、OR-2、OR-3、ON-6的分类地位和生防效果,采用形态学观察、理化特性结合分子生物学方法,鉴定这4株细菌皆为枯草芽胞杆菌Bacillussubitilis.拮抗菌对荔枝霜疫霉菌、炭疽菌菌丝生长均具有明显抑制作用,ON-6菌株的发酵液对菌丝生长的抑制率最高,分别为92.34％和70.36％,其次是OR-1菌株.拮抗菌处理组褐变指数均小于对照组以及杀菌剂处理组,且差异达显著水平(P＜0.05),OR-1菌株防褐变效果最好.常温下,拮抗菌发酵液对离体鲜果病害防治效果优于对照组和杀菌剂处理组,其中ON-6菌株的防治效果最佳;4℃低温储藏处理40天后,拮抗菌发酵液处理组的防治效果高于对照和杀菌剂处理组,且差异显著(P＜0.05),以ON-6和ON-3菌株的防治效果最佳.表明拮抗菌发酵液对荔枝鲜果上的霜疫霉菌和炭疽病菌有一定的抑制作用.     

2004—2008年东北春麦区小麦白粉病菌种群毒性动态分析

采用全国统一的9个鉴别寄主离体叶片法鉴定侵染型和Gilmour八进制法命名小种,对2004--2008年采自东北春麦区的辽宁、黑龙江等省不同县市的298个小麦白粉病菌标样进行生理小种及毒力频率分析,并利用已知抗白粉病基因的22个小麦品种(系)对参试菌株进行毒力频率测定.结果表明:2004--2006年优势小种为生理小种15号,出现频率分别为13.7%、15.6%和20.3%;2007年优势小种为17号小种,出现频率为10.2%;2008年411号小种上升为优势小种,频率达20.6%;2004--2008年毒性基因V4b、V2+6、V4+8、V12、V16、V18、V20、V21、V22和V23毒力频率较低,在0～28.0%之间,其对应抗性基因Pm4b、Pm2+6、Pm4+8、Pm12、Pm16、Pm18、Pm20、Pm21、Pm22和Pm23抗性较强,可作为有效的抗病基因加以利用.     

河北和山东鸭梨果实上链格孢菌鉴定

为了查清造成鸭梨果实储藏期黑斑病的链格孢Alternaria的种类,从其产孢表型、分生孢子特征和分子生物学等方面对分离的链格孢菌进行了研究.经对分离到的188支Alternaria菌株的形态学鉴定,共确定了3个种,即链格孢Alternaria alternata、细极链格孢A.tenuissima和侵染链格孢A.infectoria,比例分别为41.0%、54.8%和1.6%.分子生物学研究结果表明,Altemaria大孢子种彼此间及大孢子种与小孢子种之间可以根据ITS和gpd序列差异明确区分;而供试的多数小孢子种在ITS和gpd序列上差异很小,无法区分.     

钙盐协同枯草芽孢杆菌对苹果采后炭疽病的控制

为控制果实采后病害,采用液体共培养、平板菌落计数和活体侵染等方法,研究钙盐和枯草芽孢杆菌对苹果炭疽菌的作用机制和对苹果炭疽病的控制效果.结果显示,钙盐延缓了枯草芽孢杆菌的增殖速率和衰亡期细胞死亡速率,即延长了枯草芽孢杆菌世代周期;钙盐协同枯草芽孢杆菌可抑制苹果炭疽菌菌丝体干重、孢子萌发率和芽管长度,其抑制率分别为54.75%、88.99%和45.88%,抑制效果显著高于钙盐和枯草芽孢杆菌的单独作用,同时推迟了苹果炭疽病的发病时间,抑制了病斑的扩展和分生孢子盘的发育;钙盐协同枯草芽孢杆菌对苹果炭疽病的防治效果为55.53%,明显好于各自的单独作用.     

Agrobacterium-mediated transformation efficiency is altered in a novel rice bacterial blight resistance cultivar and is influenced by environmental temperature

Y73 is a progeny of asymmetric somatic hybridization from an elite japonica rice cultivar (Dalixiang) and a wild rice (Oryza meyeriana), which shows high resistance to bacterial blight. It has a similar genetic background to its recurrent parent, Dalixiang, but Y73 has a high resistance to both bacterial blight and Agrobacterium. The transformation efficiency of Y73 was 35.7%, while Dalixiang had higher transformation efficiency (71.2%) under the same co-cultivation temperature (25 °C). These results indicate that the resistance to Agrobacterium tumefaciens in Y73 was linked with its characteristic of bacterial blight resistance, and was obtained from its donor parent, O. meyeriana. Further studies also showed that the resistance to A. tumefaciens was weakened at a lower temperature (20 °C). To study its molecular mechanism, the expression levels of genes associated with Agrobacterium-mediated transformation (OsMPKs, OsVIP1s and OsPR1s) in rice were investigated by Quantitative real-time PCR (qRT-PCR) analysis. The expression levels of OsMPK genes remained unchanged at different temperatures, while all OsVIP1s and almost all OsPR1s were up-regulated and transformation efficiency of Y73 was increased notably when infected by Agrobacterium at 20 °C compared with 25 °C. This study suggests that the bacterial blight resistance genes in Y73 also have an effect on Agrobacterium-mediated transformation and that the response to temperature is associated with the regulation of MAPK/VIP1 defense signaling pathway.     

草莓枯萎病菌的生物学特性及7种杀菌剂对其抑制作用

采用十字交叉法和血球计数板法测定草莓枯萎病菌的生物学特性。结果表明,PSA培养基最适合草莓枯萎病菌的生长和产孢,菌落生长的适温为5~40℃(最适温度为28℃),适宜pH值为5,菌落产孢的适宜pH值为6,且光暗交替可促进菌落的生长和产孢,同时明确了不同碳氮源对草莓菌落生长及产孢的影响。采用菌落生长速率法,测定草莓枯萎病菌对7种杀菌剂的敏感性,烯唑醇和戊唑醇对菌落生长的抑制毒力最强,EC₅₀分别为0.2072μg·mL^-1和0.2130μg·mL^-1,分别是多菌灵的238.85倍和232.35倍;腈菌唑和苯醚甲环唑的毒力次之,EC₅₀分别为0.7929μg·mL^-1和0.8513μg·mL^-1,分别是多菌灵的62.42倍和58.13倍;三唑酮和霜霉威的毒力最小。