转Bt基因抗虫杂交棉的光合性状遗传分析

NCⅡ遗传交配设计是既可用于群体遗传参数估算又可用于配合力分析的设计方法 ,常用于作物的产量及构成因素、品质、种子性状等优势测定和基因的遗传效应分析。近几年来也被用于水稻光合性状的配合力和遗传力分析[1 ] 、甘蔗光合性状的遗传分析和高光效亲本的评价[2 ] ,但在棉花光合性状的遗传效应方面 ,只针对部分优势组合或品种有少数的研究报道[3 ,4 ] 。为了揭示抗虫棉与抗虫棉杂交后代的产量及主要光合性状的遗传表现 ,选用一组国外培育的转Bt棉品系和国内自育的一组转Bt抗虫棉品种 (系 )进行杂交 ,根据基因加性 显性的遗传模型 ,对亲…     

转Bt基因棉杂种优势及性状配合力研究

采用NCⅡ设计方法,选用我国构建的Bt(Bacillus thuringiensis)基因棉GK3和美国构建的Bt基因棉新棉33B等Bt基因棉为父本,配制杂交组合,分析了含Bt基因杂交棉组合的性状优势表现及配合力效应。性状优势分析表明,组合的中亲优势和竞争优势明显,皮棉产量中亲优势率达100％,竞争优势率达86．7％,多数品质性状较对照为优,表明转Bt基因棉品系与常规品种间杂种优势利用潜力较大;通径分析表明,在增产因素中,铃重和铃数所起贡献较大;配合力分析表明,父本间和母本间的GCA均方值均达显著或极显著水平,组合的SCA均方值除子、皮棉声量性状外,其余均不显著,在F1性状的遗传中,各性状的加性效应起主导作用;F1的性状表型值与父、母本的GCA呈高度正相关,并达显著水平,表明选配含Bt基因杂交组合时,选择GCA值大的亲本较为可靠。     

转Bt基因抗虫棉杂种优势利用研究

利用河北省审定的棉花品种或新品系与美国抗虫棉新棉 3 3 B及我国自育的 2个抗虫棉品系配制杂交组合 ,分析了转 Bt基因杂交抗虫棉的优势表现。结果表明 ,转 Bt基因杂交棉具有较大的产量优势。在产量构成因素中 ,单铃重的增加较大 ,其次是衣分 ,单株结铃数优势最小。对纤维品质分析表明 ,抗虫杂交棉纤维品质一般具有负优势。纤维长度和比强度多低于抗虫亲本和对照 ,麦克隆值增大 ,整齐度好于抗虫亲本和对照     

三个转Bt基因抗虫杂交棉杂种优势的解剖学分析

选取湘杂棉3号、南抗3号和鲁棉研15等3个大面积推广的强优势转Bt基因抗虫杂交棉及其亲本为材料,剖析盛花期主茎功能叶（倒4叶）的叶片结构、叶表皮气孔特征以及主茎功能叶的叶脉、叶柄、铃柄和对应的果枝叶叶柄等器官的维管束组织结构。结果表明,3个F1及亲本共9个材料的主茎功能叶（倒4叶）主叶脉中的维管束形态有三分支型、两分支型和无分支型3种,杂种及亲本之一的维管束都为三分支型,说明三分支型的维管束是显性遗传。F1功能叶主叶脉、功能叶叶柄、果枝叶叶柄、铃柄的维管束性状（导管总数、单个导管面积、维管束总面积、维管束组织比）和叶片厚度、叶片栅栏细胞大小的优势表现因组合而异。主叶脉、功能叶叶柄、果枝叶叶柄、铃柄的维管束以及叶片厚度、叶片栅栏细胞大小的优势与杂种的产量优势可能没有关系或相关性较小。3个F1的下表皮单位叶面积气孔总面积均表现超亲优势。果枝叶可能比主茎功能叶对铃的发育影响更大。     

转Bt基因抗虫棉生育特性与经济性状的研究

以转基因抗虫棉Ｒ９３－４等五个品系为材料,对其生育特性有及有关经济性进行了研究。结果表明,Ｒ９３－４,Ｒ９３－６,ＲＨ－４,Ｒ９３－５,Ｒ９３－３等品系与对照相比生育进程提前,早熟,结铃集中,着铃性好,但铃重、衣分较低。转Ｂt基因抗虫棉多表现苗期长势弱,铃小等缺点。     

转Bt基因抗虫棉抗虫性遗传研究

以转 Bt基因抗虫棉 R55为材料 ,利用ELISA( Enzyme-linked Immunosorbent Assay)检测方法 ,通过对不同亲本与抗虫亲本 R55杂交F1～ F5、BC1、BC2 世代材料 Bt晶体杀虫蛋白的定性、定量测定 ,结合大田自然感虫条件下的抗棉铃虫鉴定 ,研究了转 Bt基因抗虫棉 Bt基因的遗传规律。结果表明 :F1均表现阳性 ,F2 阳、阴性株符合 3∶ 1的分离比例 ,回交 BC1阳、阴性株呈现 1∶ 1的分离比例 ,说明 Bt基因的遗传基本符合显性主基因遗传规律。但 Bt基因的遗传又有其特殊性 ,表现在亲本的遗传背景对 Bt基因的表达有着较大影响 ,不同亲本与抗虫亲本杂交 F1代 Bt晶体蛋白的表达量存在较大差异 ;杂交方式对 Bt基因的表达亦有一定影响 ;不加选择的连续回交 ,有可能使 Bt基因“丢失”。未发现 Bt基因的表达随世代的递增、农艺和经济性状的改进而降低的趋势 ,Bt基因可以稳定遗传     

转Bt基因抗虫棉室内鉴定技术研究

转Bt基因抗虫棉在沙培试验中对卡那霉素不同浓度的反应进行了检测。结果表明,浓度为4000mg/L的卡那霉素液对非抗虫棉最为敏感,反应率为100%,而转Bt基因抗虫棉均无反应。说明棉花室内抗卡那霉素反应能够准确检测转Bt基因抗虫棉纯度,可以作为一种快速、准确、简便的室内检测转Bt基因抗虫棉的方法。同时,不同浓度的卡那霉素液对棉苗胚轴、鲜重均有一定的影响。     

转Bt基因抗虫棉近等基因系的研究

培育了 7个转 Bt基因抗虫棉近等基因系。Bt基因转入陆地棉基因组后 ,对棉花的衣分、铃重、单株铃数无明显影响 ,对皮棉产量有一定影响 ,部分组合的抗虫植株产量高于感虫植株 ,对绒长、整齐度、比强度、伸长率、麦克隆值等品质指标亦无明显影响。通过回交可将 Bt基因转育到优良品种的遗传背景上 ,实现抗虫性状与高产、优质等性状的结合。     

转Bt基因抗虫棉的幼苗鉴定技术研究

（1）盆栽棉苗第一二片真叶用5000－7500mg/L卡那霉素处理，9天后观察沾有卡那霉素溶液的常规棉叶片出现明显的黄斑，而转Bt基因抗虫棉的叶片无任何症状；（2）转Bt基因抗虫棉种子接种到加有800mg/L卡 那霉素的MS培养基中，5天后，抗虫棉子叶均表现为正常绿色，而常规品种子叶全为黄色。此法对种子部门快速鉴定抗虫棉的纯度有很大的利用价值。     

2005-2020年转Bt基因棉花抗虫性变化及其与产量性状的相关性分析

为了给转Bt基因棉花在科研和生产上多世代可持续利用提供依据,以转Bt基因棉花品种银山8号为试验材料,从2005年开始,连续16年进行跟踪研究。结果表明,随种植世代的增加,生物测定银山8号第2～4代棉铃虫幼虫校正死亡率、铃期叶片和铃期小铃杀虫蛋白表达量均有不同程度的线性上升趋势,同时皮棉产量线性回归也呈增长趋势;苗期叶片、蕾期叶片和蕾期小蕾杀虫蛋白表达量呈线性下降趋势。相关性分析表明,抗虫棉的抗虫性与皮棉产量间均呈正相关,株铃数和衣分是构成皮棉产量的重要因子,与皮棉产量的相关性分别达到极显著和显著水平。外源Bt基因转入棉花后能稳定遗传给后代,通过卡那霉素鉴定和系统选择可以持续保持转Bt基因棉花多世代的抗虫性,甚至通过提纯复壮逐年优选,可实现转Bt基因抗虫棉特定生育时期或部分棉花器官抗虫性的提高。     

不同抗源基因棉主要性状杂种优势及差异分析

主要对三种类型转基因抗虫棉包括国产单价、国产双价及美国单价抗虫棉杂种F1代主要性状的杂种优势及差异进行了分析。结果表明:在产量与产量性状方面,F1霜前皮棉产量、子棉产量、铃重和衣分具有明显的正向优势,其优势组合率分别为95.80%、83.33%、95.45%和87.50%,竞争优势(CH%)分别为27.65%、14.26%、13.13%和11.95%。在农艺性状方面,株高具有明显的正向优势,其竞争优势值为22.64%,而果枝数和单株结铃数优势不明显,其竞争优势分别为2.78%和 7.33%。在纤维品质方面,2.5%跨长、整齐度、比强度均为负优势,伸长率和麦克隆值均为正向优势。不同转基因抗虫棉相比,以sGK321双价抗虫棉为亲本的杂种平均竞争优势CH%最高,以GK12为抗虫亲本的组合伸长率竞争优势最高,以晋棉26为抗虫亲本的组合比强度竞争优势最高,以新棉33B为抗虫亲本的组合2.5%跨长、整齐度和麦克隆值的竞争优势最高。     

双价基因抗虫棉生理生化特征研究

研究表明,转基因抗虫棉及其受体整个生育期内功能叶片MDA、脯氨酸、叶绿素和内源激素ABA含量变化趋势较一致,因年际间气候环境的影响而有所波动。双价基因抗虫棉内源激素IAA含量苗期低,中后期功能叶含量增高。SOD酶活性表现为苗期较低,而随生育进程均在8月8～9日出现峰值而后下降。     

转基因抗虫棉sGK9708与不同类型品种杂种的遗传及优势分析

利用转基因抗虫棉sGK9708与7个常规棉、7个优质棉、8个转Bt基因抗虫棉和6个彩色棉品系分别配制杂交组合,对其性状的遗传效应和杂种优势进行了比较分析。结果表明:(1)常规棉、优质棉和转基因抗虫棉类型的子棉产量以显性效应为主,加性效应也起较大作用,纤维品质性状的遗传变异主要来自于加性效应。(2)彩色棉类型的子棉产量性状以加性效应起主导作用,纤维品质等性状的遗传变异受显性和加性效应共同控制。(3)转基因抗虫棉类型的衣分和铃重具有极显著的显性效应,常规棉类型以加性效应为主导,优质棉和彩色棉类型由加性和显性效应共同决定。(4)彩色棉类型的子棉产量性状具有负向群体超亲优势,纤维长度和强度具有一定的正向群体超亲优势。     

棉花Bt转基因品系的配合力和杂种优势表现

五个转基因品系和受体冀棉321配制成双列杂交,通过对产量性状和纤维品质的两年试验分析,结果发现:与受体品种相比,转基因品系的农艺性状有显著变化,说明转基因过程也会使部分农艺性状得到改善。转基因品系间的一般配合力有显著差异,其中有两个品系表现显著的正向一般配合力。杂交种F1的表现也呈现显著差异;两个不同转基因品系间的杂种优势,低于转基因品系与受体品种间的杂种优势。这些变异可能是Bt插入引起的,不同插入位点的相互作用可能会降低杂种优势。     

陆地棉抗虫品种不同年份间农艺性状的比较

笔者对3个陆地棉抗虫品种在两年间的农艺性状和纤维品质性状进行了研究。结果表明,3个抗虫棉品种的产量性状年份间表现基本一致,而纤维品质性状差异较大。新棉33B在3个抗虫棉品种中产量性状表现最好。品种与年份的互作极为显著,2002年新棉33B在籽棉产量和皮棉产量上显著高于对照品种中棉所12号,而在2003年则与对照品种产量相当。JS166在单株籽棉产量和单株皮棉产量、单株铃数、单铃重等性状上两年间表现均较好,2003年还有较低的蕾铃脱落率。99035两年间在产量性状上与对照相比略有提高,但差异并不明显。所有3个抗虫棉品种2002年的纤维品质指标与对照相当,而2003年纤维长度和纤维整齐度明显高于对照。