转双价双Bt基因(Cry1Ac+Cry2Ab)抗虫棉栽培地生存竞争能力研究

为建立国家转双价双Bt抗虫基因棉环境安全评价技术,对转双价双Bt基因(Cry1Ac+Cry2Ab)抗虫棉栽培地生存竞争能力进行研究,结果表明,转双价双Bt基因棉花与对照赣棉11相比,各生育期株高生长具有显著竞争优势,优势值3.48～4.75 cm;吐絮期棉覆盖度竞争优势超对照46.77个百分点,达显著水平;产量竞争力优势籽棉超对照1 013.85 kg/hm2,皮棉超对照433.20 kg/hm2,均未达到显著水平;发芽率竞争优势极显著,超过对照2.75个百分点。与非转基因常规棉相比,转双价双Bt抗虫基因棉生存竞争能力优势显著。     

转双价抗虫抗除草剂基因棉栽培地生存竞争能力研究

此研究为国家转双价抗虫抗除草剂棉花环境安全评价技术建立而设。结果：转双价抗虫抗除草剂基因棉在吐絮期株高生长竞争优势达显著水平,超对照9.12 cm;吐絮期棉花覆盖度竞争优势达极显著水平,超对照100.5个百分点;产量竞争优势不显著,籽棉超对照66.92 kg/亩,皮棉超对照21.14 kg/亩;发芽率无竞争优势,低于对照0.5个百分点。与非转基因常规棉相比,转双价抗虫抗除草剂基因棉总体上生存竞争能力具有优势。     

转双价抗虫基因(Cry1Ac+Cry2Ab棉靶标害虫不防治环境下检测技术和生存竞争能力研究

[目的]为国家转双价抗虫基因(Cry1Ac+Cry2Ab)棉环境安全评价技术的建立提供参考。[方法]在靶标害虫不防治的环境下,以杂交抗虫棉赣棉杂1号(CK1)和非转基因棉赣棉11号(CK2)为对照,对转双价抗虫基因(Cry1Ac+Cry2Ab)棉进行生存竞争能力研究。[结果]转双价双Bt基因抗虫棉与2个对照相比未显示抗虫优势;在株高、覆盖度、果枝层数、单铃壳重方面无显著竞争优势;在单铃籽棉重、单铃皮棉重、衣分率方面表现显著或极显著负竞争优势;在单株成铃、脱落率、籽棉产量方面与CK1相比无显著竞争优势,与CK2相比表现极显著和显著竞争优势;在皮棉产量方面与CK1相比表现极显著负竞争优势,与CK2相比表现极显著竞争优势。[结论]转双价双Bt基因抗虫棉推广种植可行性为一般。该项检测技术和评价方法有较好的适用性。     

2种新的转双价基因棉种子越冬能力研究

以非转基因常规棉赣棉11号为对照,用当年的种子进行年前与年后室内发芽试验,研究转双价抗虫基因(Cry1Ac+Cry2Ab)棉和转双价抗虫抗除草剂基因(Cry1Ac+EPSPS)棉种子的越冬能力,结果表明:室内常温越冬后,转双价抗虫基因(Cry1Ac+Cry2Ab)棉的发芽势及发芽率并未衰减,反而有所增强,分别提高0.75和1.00个百分点,转双价抗虫抗除草剂基因(Cry1Ac+EPSPS)棉的发芽势及发芽率都提高1.00个百分点;而常规棉(CK)的发芽势及发芽率分别衰减2.75和1.00个百分点,这说明转双价抗虫基因棉及转双价抗虫抗除草剂基因棉种子的越冬竞争能力较强。此外,3个供试棉花品种的种子野外越冬均不能发芽和生苗,野外播种无越冬能力。     

转抗虫抗草甘膦除草剂基因(Cry1Ac+EPSPS)棉的检测技术与生存竞争能力研究——基于草甘膦压力和对靶标害虫不防治环境下

此研究为国家转抗虫抗草甘膦除草剂基因(Cry1Ac+EPSPS)棉环境安全评价技术建立而设。在草甘膦压力和对靶标害虫不防治环境下的检测技术,以杂交抗虫棉赣棉杂1号和非转基因棉赣棉11号为2个对照,来检测评价转抗虫抗草甘膦除草剂基因(Cry1Ac+EPSPS)棉的生存竞争能力。结果:转Cry1Ac+EPSPS棉与两个对照相比不显示抗虫优势;株高增长无竞争力;覆盖度有不显著的弱竞争力;单株成铃、单铃籽棉重、单铃皮棉重、衣分率、脱落率、籽棉产量、皮棉产量与赣棉杂1号比呈现显著或极显著的负竞争优势,与赣棉11号比无竞争优势;果枝层数前期与两对照相比有极显著的负竞争优势,后期与赣棉杂1号比无竞争优势,与赣棉11号比有显著的负竞争优势。结论:转Cry1Ac+EPSPS棉推广种植可行性较差。本项检测技术和评价方法有较好的适用性。     

转Bt基因油菜的抗虫性分析

利用农杆菌介导的遗传转化分别将Cry1C和Cry2A的2个单价Bt基因转入油菜(Brassica napus L.),以两个纯合的转基因抗虫油菜为亲本,通过有性杂交的方法将不同Bt基因聚合,培育双价Bt抗虫油菜,并对其抗虫性和种子品质性状进行评价。结果表明,Cry1C、Cry2A在聚合后均能稳定表达,和单价Cry1C转基因植株相比,双价株系中蛋白质含量明显降低,以Cry2A为母本的聚合株系蛋白质含量降低更多,Cry1C在遗传上存在母本效应。室内接种小菜蛾二龄幼虫结果显示,转化单价和双价聚合Bt基因的抗虫性增强,其中转化单价Cry1C的抗虫性优于双价聚合Bt基因和单价Cry2A基因的转基因植株。玻璃温室栽培转基因植株,单价Bt和双价聚合Bt基因的转基因植株能生存而非转基因植株受到严重虫害而死亡。对抗性优良的单价和双价聚合的转基因植株种子品质测定发现,与未受到虫害的受体材料双低优良恢复系7-5的含油量和硫苷含量差异不显著,从而达到抗性改良的目的。     

转双价(Chi+Glu)基因抗病棉栽培地生存竞争能力研究

为研制和制定转基因抗病棉生存竞争能力检测技术和标准而进行田间试验,结果:转入几丁质酶和葡聚糖酶双价抗病基因(Chi+Glu)棉花吐絮期株高超过受体对照9.8 cm,差异极显著;平均单株籽棉增产约50.1 g,单株皮棉增产24.12g;种子的发芽势比对照强8～10.75个百分点,差异显著;发芽率比对照高10～12.5个百分点,差异极显著,显示转入双价抗病基因后棉花在栽培地的生存竞争得到显著提高。     

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。     

4种不同类型棉田昆虫群落结构的比较

在田间小区研究了转双价基因棉(中棉所41号)对昆虫群落结构与组成的影响。结果表明,转双价 基因棉田昆虫群落的结构与转Bt基因棉田和常规棉田无明显差异,但与常规棉常规施药田差异显著;转双价基因 棉田昆虫群落的物种数(50种)与常规棉田(50种)和转Bt基因棉田(53种)无明显差异,但均明显高于常规棉常规 施药田(44种);转双价基因棉田昆虫群落的个体总数和相对丰盛度与其他棉田无明显差异;转双价基因棉和转Bt 基因棉对昆虫群落物种数的时空动态无明显影响,而常规药物防治对棉田物种数的时空动态分布影响较大;棉铃 虫已不是转双价基因棉田和转Bt基因棉田的优势害虫,但仍然是常规棉田和常规棉常规施药田的优势害虫。     

陆地棉Bt抗虫基因类型鉴定与染色体定位

为明确Bt抗虫棉种质系N099的抗虫性状遗传方式、抗虫基因类型以及抗虫基因插入染色体的位置,用N099为父本与非抗虫海岛棉海7124杂交,分析了F2分离世代遗传方式,结果表明该抗虫棉的抗虫性状呈简单的1对显性基因控制的质量遗传方式。进一步在Bt毒蛋白和DNA 2个层面对该抗虫基因类型进行鉴定,结果显示N099所含抗虫基因为双价Bt基因Cry1Ac+Cry2A。而后利用234对核心引物对F2代抗、感株组成的近等基因混池进行多态性筛选,发现其中1对多态性引物NAU2912与该Bt基因连锁。已知引物NAU2912位于棉花第26染色体上,通过对该引物上、下50.0 c M之间的其他引物进行多态性筛选,共获得16对引物与双价Bt基因相连锁,目的基因位于分子标记dc40260和cgr6702之间,其遗传距离分别为1.8 c M和2.9 c M,因此将双价Bt基因定位在棉花第26染色体上。     

环境因素对转Bt基因棉Bt杀虫蛋白表达量的影响

对不同转Bt基因抗虫棉花品种的研究表明 ,花铃期田间渍涝或土壤缺水干旱 ,可显著降低棉株不同器官的Bt蛋白含量。与对照相比 ,渍涝后各器官Bt蛋白含量降低幅度 ,幼蕾 >主茎功能叶 >主茎老叶 ,干旱后降低幅度 ,主茎老叶 >幼蕾 >主茎功能叶。两因素相比 ,干旱对Bt蛋白合成的抑制作用更强。追施氮肥可显著提高主茎老叶的Bt蛋白含量 ,主茎功能叶与幼蕾的Bt蛋白含量有所提高 ,但不显著。因此 ,为充分发挥转Bt基因棉花品种自身的抗虫水平 ,应加强田间管理 ,合理施肥 ,及时防旱排涝     

转双价抗虫抗除草剂基因(Cry1Ac+EPSPS)棉与非转基因棉生物学特性差异的研究

以双价抗虫抗除草剂基因(Cry1Ac+EPSPS)棉为观察品种,非转基因棉赣棉11号为对照品种,进行了棉花生育性状、产量性状等的比较和评价研究。结果表明:与对照品种相比,双价抗虫抗除草剂基因棉在成铃至吐絮期株高增长显著(超速6.6～9.1 cm);在盛铃期之前成铃变缓极显著(少10.7个铃);花铃期至盛铃期果枝层生成慢显著(少1层);果枝角度变大极显著(大2.1°);主茎节距拉长极显著(长0.6 cm);叶色加深显著;衣分率降低极显著(低1.7%);籽指升高极显著(高1.77 g);纤维整齐度指数升高显著(高1.325%);纺纱均匀指数增加显著(增7.5);籽棉、皮棉、霜前籽棉、霜前皮棉均减产极显著。初步评价:双价抗虫抗除草剂基因棉的生育性状、产量性状较差,纤维纺纱性状较好,推广种植性较差。     

转Bt基因海岛棉分子检测及抗虫性鉴定

海岛棉作为新疆特有的资源,其优良的纤维品质和商业价值都是其他作物不可替代的,因此选育抗性优良的海岛棉新品系(品种)显得尤为重要。以海岛棉K222、新海25、新海30为受体,利用农杆菌介导技术导入目的基因Bt,通过PCR检测、Southern杂交、Bt-Cry1Ab/1Ac试纸条检测、抗虫性鉴定等,随后又对转Bt基因海岛棉品系的纤维品质进行考察,发现目的基因Bt的导入对9个海岛棉品系的纤维品质有不同程度的影响。PCR检测结果表明,9个转Bt基因品系都含有目的基因,并且阳性率都在90%以上;由Southern杂交结果可看出,7个转Bt基因品系出现了杂交条带,其中3个品系为单拷贝,3个品系为双拷贝,1个品系为三拷贝。用Bt-Cry1Ab/1Ac免疫试纸条检测转Bt基因品系及对照,发现转Bt基因品系的试纸条上出现2条紫红色条带,而对照的试纸条上只出现1条紫红色条带,K2-ZKC66的阳性率达到90%。抗虫性鉴定结果表明,转Bt基因品系的叶片受危害较轻,叶片较为完整,对照叶片受危害较重,叶片不完整,7个转Bt基因抗虫棉品系校正死亡率都在60%以上。与对照相比,部分转Bt基因海岛棉品系上半部平均长度和长度整齐度显著降低,断裂比强度极显著降低,断裂伸长率极显著增加,短纤维率显著增加,成熟度极显著降低,马克隆值极显著增加。结果显示,7个转Bt基因品系的目的基因已成功整合到海岛棉基因组中。与对照相比,转基因品系纤维品质差异显著。     

不同种植密度对棉花生育生理特性的影响

以荃银2号为研究材料,设置5个密度水平,研究密度对转双价(Bt+CPTi)抗虫基因杂交棉群体干物质量、LAI、叶绿素含量、光合速率等主要群体质量的影响。结果表明,干物质量以5.4万株/hm2最大,达164.53g/株。处理M4(5.4万株/hm2)、M5(6.1万株/hm2)最大LAI出现时间比M1(3.3万株/hm2)、M2(4.0万株/hm2)提前15d左右。各处理叶绿素含量在盛花期最高,处理间无显著差异。密度对棉株光合速率影响较大,生育期内各处理间光合速率均表现为差异显著,M1(3.3万株/hm2)处理与M5(6.1万株/hm2)差异达极显著水平。在3.3万～5.4万株/hm2水平范围内,单位面积内群体质量随密度的增加呈增长趋势。密度为5.4万株/hm2时皮棉产量最高,为2 071.53kg/hm2。     

转基因抗虫水稻对二化螟幼虫和田间节肢动物群落的影响

通过室内和网室以及田间调查评价了转Bt基因水稻材料对二化螟幼虫的抗性,分析了转基因抗虫水稻对节肢动物群落结构和功能团优势度的影响。结果表明：转Bt基因水稻对二化螟幼虫致死率在90%以上,显著高于对照品种; 转Bt基因水稻田间二化螟幼虫发生和危害情况均低于对照稻田,转Bt基因水稻田间节肢动物群落结构物种数、优势集中度、香农指数和均匀性指数与对照相比,均无显著差异; 转Bt基因水稻田间节肢动物5类功能团的优势度与对照稻田均无显著差异。由此可见,转Bt基因水稻对其靶标害虫具有高抗作用,且对田间节肢动物群落结构和功能团的优势度均无明显不利影响。     

转Bt基因棉适宜施钾量的探讨

在含山县种植转 Bt基因棉施尿素 45 0 kg/ hm2、磷肥 6 0 0 kg/ hm2的条件下 ,增施钾肥能显著提高棉花产量 ,5个施钾量处理 ,皮棉产量最高达 16 98.0 kg/ hm2 。从投入与产出比分析最佳施钾量应为 375 kg/ hm2 ,皮棉产量 16 90 .5 kg/ hm2 。     

江苏盐城农区4个Bt棉品种的抗性与生育特性

采用室内外对比试验的方法 ,就江苏盐城农区 4个转Bt基因抗虫棉主栽品种对棉铃虫的抗性与生育特性进行了调查和研究。室内饲养结果表明 ,与对照品种苏棉 9号相比 ,4个Bt棉主栽品种对棉铃虫的抗性都达到极显著水平 ;饲喂Bt棉组织 ,能使棉铃虫幼虫发育延缓 ,蛹期缩短 ,蛹重减轻 ;1～ 3龄棉铃虫幼虫对Bt棉的敏感程度高于 4龄以上幼虫。田间调查结果证明 ,Bt棉田棉铃虫的虫量和蕾铃被害量与对照品种差异极显著 ,其趋势与室内试验一致 ;Bt棉的种植比例与棉铃虫的虫卵量分布呈极显著负相关。在棉花品种的生育特性方面 ,4个Bt棉品种的株高和果枝数与苏棉 9号相近 ;蕾铃数量与成铃率高于或接近于常规棉对照 ;各品种间生长发育指标的差异均达不到显著水平。Bt棉品种间亦存有差异 ,供试的 4个Bt棉品种在当地的抗虫及丰产性状的优劣依次表现为鲁棉研 15号 >中棉所 2 9>南抗 3号 >科棉 1号     

我国转基因棉花育种概况与展望

阐述了我国转基因棉花育种技术 ,包括农杆菌介导法和花粉管通道法 ;概述了选育的转Bt基因抗虫棉、转基因抗虫杂交棉、双价转基因抗虫棉及转基因抗病虫棉的优系材料 ;对转基因抗虫棉的特征特性及存在问题进行了分析 ,展望了转基因棉花育种的发展趋势。     

利用农杆菌介导的共转化法获得含双Bt基因转基因水稻

利用农杆菌介导的共转化法,将分别携带不同Bt抗虫基因Cry1C*和Cry2A*的两个植物表达载体同时导入吉林省主栽超级粳稻品种吉粳88中,获得598株草丁膦(Basta)抗性独立转化植株。以Cry1C*和Cry2A*特异性引物对独立转化植株进行双引物PCR扩增,结果得到35株Cry1C*和Cry2A*基因双阳性植株,双基因共转化率为6.28%。以目的基因Cry1C*和Cry2A*为探针进行Southern blot分析,获得3个双基因单拷贝株系。利用RT-PCR检测Bt基因在这3个株系中的mRNA表达情况,结果表明两个Bt基因在转录水平上同时得到了有效表达。     

外源Bt杀虫蛋白和棉花主要抗虫萜烯类物质互作关系研究

 利用高效液相色谱 (HPLC)技术比较了不同生长时期转Bt基因棉花及其对照亲本不同器官中抗虫萜烯类物质含量的差异。显著性分析发现 ,外源Bt杀虫蛋白表达对棉花原有的棉酚、总杀实夜蛾素及总抗虫萜烯类合成量不存在不利的影响。以棉酚作为萜烯类物质代表物 ,在饲料中进行了棉铃虫幼虫对棉酚和Bt杀虫蛋白的复合剂量反应试验。结果表明 ,棉酚对棉铃虫幼虫的抗虫作用达到极显著水平 ,棉酚和Bt杀虫蛋白之间没有交互作用 ,表明饲料中棉酚和Bt杀虫蛋白对棉铃虫的抗虫作用是相加的