转双价基因棉田主要害虫及其天敌的种群动态

2002—2003年在田间小区研究了转双价基因(Cry1Ac+CpTI)棉田主要害虫及其天敌的种群动态。结果表明,2、3、4代棉铃虫平均百株幼虫数量分别比常规棉减少81.4%、87.1%和87.0%,比Bt棉田减少11.1%、33.3%和57.1%,比常规棉用药田减少20.0%、66.7%和40.0%;百株棉苗蚜数量比Bt棉田减少4.0%,但分别比常规棉田和常规棉用药田增加21.6%和153.9%;百株伏蚜、棉粉虱数量分别比Bt棉田和常规棉田减少5.5%和23.3%、16.7%和13.0%,但比常规棉用药田增加61.7%和33.3%;百株棉叶螨、棉盲蝽和棉蓟马的数量比Bt棉减少34.0%、39.6%和5.9%,但分别比常规棉田和常规棉用药田增加158.3%和287.5%、20.8%和52.6%、23.1%和60.0%。百株草间小黑蛛、龟纹瓢虫和小花蝽的数量均明显高于常规棉用药田,与Bt棉和常规棉田差异不显著;百株棉蚜茧蜂和中红侧沟茧蜂数量均明显低于常规棉田,与Bt棉和常规棉用药田差异不显著。     

转Bt基因棉对棉铃虫抗性的时空动态

在室内研究了转Ｂｔ基因棉对棉铃虫抗性的时空动态及对棉铃虫幼虫取食行为的影响,结果表明,整个棉花生长期,棉花不同器官随着时间的变化其抗性有较大的差异,如７月以后,棉叶对棉铃虫幼虫的抗性明显下降,由６月下旬的１００％下降到８月初的６２．５％,然后抗性又逐渐回升,但仍为下降的趋势;从空间抗性来看,营养器官的抗性高于繁殖器官,接虫２４ｈ后,棉铃虫幼虫在转基因棉繁殖器官上分布数量较多;转基因棉对棉铃虫幼虫取食行为有较大的影响,和常规棉相比,在转基因棉上取食时间减少５７．６％,吐丝下垂、爬行和静息的时间分别延长３９６．１％、２２．４％和４．０％。     

转Bt基因棉田害虫和天敌组成及优势类群时序动态

在系统调查棉田节肢动物的基础上,就长江流域下游棉区种植转Bt基因棉对棉田害虫和天敌组成、数量以及时序动态的影响进行了分析。结果表明,转Bt基因棉田和常规棉田基本接近,均以棉蚜为害虫优势种,天敌优势种为草蛉、龟纹瓢虫、三突花蛛。按照营养关系分析表明,转Bt基因棉田和常规棉田均以植食性类群在营养层中占绝对优势,其次是捕食性天敌类群,而寄生性天敌较少;刺吸类害虫是植食性害虫的优势功能集团,瓢虫类、蜘蛛类和草蛉类为优势捕食性类群。转Bt基因棉能够显著减少棉田鳞翅目等靶标害虫类群的发生,而对其它非靶标害虫如刺吸类害虫以及棉田天敌发生没有显著影响。     

转Bt基因棉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基因在所有检测到的器官中均有表达,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Bt毒蛋白含量较低;在花铃期当日开花的子房中Bt毒蛋白含量较高,雌雄蕊中Bt毒蛋白较低,花瓣及苞叶Bt毒蛋白含量最低.表明Bt基因在不同器官中的表达强度存在差异.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基因在棉花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.这可能是人们所观察到的转Bt基因抗虫棉对棉铃虫抗性呈时空动态变化的根本原因.     

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基因抗虫棉和有色棉苗期耐盐性差异研究

盐胁迫可致棉叶萎焉 ,叶温升高 ,气孔导度、蒸腾强度和光合速率降低 ,促进膜脂过氧化、丙二醛 (MDA)积累。但棉株体通过保护酶活性的提高和协同作用 ,以及盐离子的区域化分布 ,表现出较强耐盐胁迫的能力。耐盐性因基因型而异 ,在供试材料中 ,棕色棉和绿色棉的耐盐性最强 ,转 Bt基因抗虫棉 3 3 B和 S6 1 77的耐盐性最差。基因型间耐盐性差异与保护酶活性和盐离子在叶片中积累量的差异有关。长期人为选择可致棉花抗逆性的部分丢失 ,Bt基因的导入也可能影响棉花耐盐性的表达。     

转Bt基因棉对朱砂叶螨适合度的影响

 在室内利用培养皿叶碟饲养法研究了朱砂叶螨在转Bt基因棉叶和常规棉叶上连续饲喂时各代种群增长的情况。结果表明,经过12代的饲养后,与常规棉相比,转Bt基因棉对朱砂叶螨的净增殖率、内禀增长率、平均寿命、种群加倍时间等生命参数无显著影响,显示出在短期内转Bt棉的种植均不会明显地表现出对朱砂叶螨种群的增长呈有利或有害的迹象。     

转Bt基因棉杀虫蛋白含量时空分布及对棉铃虫产生抗性的影响

采用ＥＬＩＳＡ法（酶链免疫法）、室内初孵棉铃虫生测法和田间棉铃虫为害调查方法，研究和分析了中国构建的 Ｂｔ（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｔｈｕｒｉｎｇｉｅｎｓｉｓ）基因抗虫棉品系ＧＫ３和美国构建的Ｂｔ基因棉品系新棉３３Ｂ的不同生育期以及花铃期不同器官的杀虫蛋白含量、校正死亡率和田间受害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、茎尖＞小蕾、幼铃＞花蕊、花瓣、苞叶、老叶。室内生测幼虫校正死亡率与棉株Ｂｔ杀虫蛋白含量高度一致；田间表现与Ｂｔ杀虫蛋白含量有一定的差异，除主要受Ｂｔ杀虫蛋白影响外，棉铃虫取食选择性，以及残存高龄幼虫为害和棉株各部位营养结构等也影响其抗虫性，造成后期棉铃虫主要为害花、蕾和幼铃，两材料抗虫性表现较为一致。     

土壤胁迫与温度对转Bt基因棉抗虫性的影响

土壤水分过多和过少均不利于转 Bt基因棉杀虫蛋白的表达 ,土壤涝渍可造成转 Bt基因棉抗虫性的显著下降 ,而土壤干旱的影响则相对较小。低温 ( 1 8℃ )不仅可明显降低转 Bt基因棉抗虫基因的表达活性 ,亦可明显降低已表达于棉株中的杀虫蛋白的抗虫活性。高温 ( 3 8℃ )亦可降低转 Bt基因棉抗虫基因的表达活性 ,但较低温的影响则相对较小 ;高温下已表达于棉株中的杀虫蛋白对低龄棉铃虫幼虫的抗虫活性明显增强。因此 ,应加强转 Bt基因棉田的水肥管理 ,保证转 Bt基因棉抗虫性的高效表达 ,重视各种异常天气后转 Bt基因棉田间的虫量监测 ,适时进行防治     

麦套夏播转Bt基因棉田主要害虫及其天敌的发生规律

１９９７年在田间系统研究了转Ｂｔ基因棉品种中棉所３０（Ｒ９３－６）在麦套种植方式下,对棉田主要害虫及其天敌种群的影响。结果表明,转基因棉对棉铃虫（Ｈｅｌｉｏｔｈｉｓａｒｍｉｇｅｒａ）和棉造桥虫（Ａｎｏｍｉｓｆｌａｖａ）有良好的抗性,发生高峰期百株幼虫数量均显著低于对照品种中棉所１６（早熟品种）,但转基因棉田仍需防治三、四代棉铃虫;和常规棉相比,转基因棉自然控制田和转基因棉综合防治田的棉蚜（Ａｐｈｉｓｇｏｓｙｐｉ）分别增加３３．１％和减少２５．１％、红蜘蛛（Ｔｅｔｒａｎｙｃｈｕｓｃｉｎｎａｂａｒｉｎｕｓ）分别增加１３８．９％和减少１８．５％、棉蓟马（Ｔｈｒｉｐｓｔａｂａｃｉ）分别增加３４６．０％和３１５．３％、白粉虱（Ｔｒｉａｌｅｕｒｏｄｅｓｖａｐｏｒａｒｉｏｒｕｍ）分别增加６３．８％和２９．０％、棉盲蝽（Ｌｙｇｕｓｌｕｃｏｒｕｍ）分别增加５７．１％和减少１８．９％、棉叶蝉（Ｅｍｐｏａｓｃａｂｉｇｕｔｕｌａ）分别增１１．５％和１４．２％、龟纹瓢虫（Ｐｒｏｐｙｌａｅａｊａｐｏｎｉｃａ）分别增加１１．８％和４５．５％、草间小黑蛛（Ｅｒｉｇｏｎｉｄｉｕｍｇｒａｍｉｎｉｃｏｌａ）分别减少３．６％和３．６％、草蛉（Ｃｈ     

渍涝与干旱对不同转Bt基因抗虫棉的影响

对 3个转 Bt基因棉花品种的研究表明 ,花铃期田间渍涝显著降低皮棉产量和棉株内的 Bt蛋白含量。积水后棉花主茎功能叶和幼蕾的 Bt蛋白含量平均分别比对照降低 2 7.7%和 2 9.9% ,主茎下部老叶的 Bt蛋白含量仅降低 6 .6 % ,说明渍涝对生长旺盛器官 Bt蛋白合成的影响远远大于衰老器官。干旱对棉株内 Bt蛋白合成的抑制更强 ,当花铃期干旱使棉叶致萎时 ,主茎下部老叶、幼蕾和主茎功能叶的 Bt蛋白含量分别降低了52 .9%、3 7.0 %和 3 0 .0 %。为充分发挥和利用转Bt基因棉花品种的产量与抗虫潜力 ,棉花生长发育的关键时期应尽量避免缺水干旱 ,及时排除田间积水 ,防止渍涝危害     

转Bt基因抗虫棉育种策略与效果

应用改进的常规育种技术培育转Ｂｔ基因抗虫棉，可大大提高对鳞翅目害虫的抗性，这是棉花品种改良的新趋势。育种实践表明，根据转Ｂｔ基因种质系供体的特点和遗传缺陷，选择综合性状优良、前期生长势强、株形稍高大松散，铃重较大、生育期相对较短的材料作亲本较为适宜；在杂交技术的应用上，宜采用复合杂交、基因渐渗和有利基因累加技术；杂种后代的处理视杂交方式而定。本文对育种程序中抗虫性鉴定技术进行了讨论。     

转Bt基因抗虫棉源库关系及调控效应研究

以转Bt基因抗虫棉晋棉31号为试验材料,研究栽培密度、DPC化控、化肥三因素不同组合对棉花干物质积累分配以及源库活性的调控效应。结果表明,三因素优化组合可以构建源库优化平衡状态。当源库指数处于优化状态时,干物质积累速率大幅度提高,干物质在各器官分配比例相对协调;开花后同化产物向库器官输出率提高,铃置增加;叶源生理活性显著提高,功能叶时间延长。转Bt基因抗虫棉栽培关键在于构建源库优化平衡状态。     

温度胁迫对转Bt基因抗虫棉毒蛋白的表达和棉铃虫死亡率的影响

 于花铃期对科棉1号棉株进行连续48 h的不同温度处理,用处理后的叶片饲喂棉铃虫,研究叶片活性、毒蛋白和棉铃虫死亡率之间的关系。结果表明,游离氨基酸含量一直增加,12 h内增加最快;可溶性蛋白含量一直下降,12 h内降幅最大。毒蛋白含量24 h内显著下降,12 h内降幅最大。25 ℃处理下的死亡率明显高于20℃和35℃处理。同一温度下,胁迫时间越长,棉铃虫取食后的死亡率越低。棉铃虫取食72 h后的死亡率明显低于144 h后的死亡率。取食72 h后的死亡率与可溶性蛋白、游离氨基酸和毒蛋白含量呈显著或极显著相关,与可溶性蛋白和毒蛋白变化量之间呈显著相关。     

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。