非靶标害虫褐飞虱对转cry1Ab抗虫水稻产量的影响

外源基因的插入是否会改变受体作物的生态适合度是转基因生物安全评价的一项重要内容。本文通过田间笼罩实验研究了转cry1Ab抗虫水稻(B4b92)及其对照非转基因水稻(MH86)对不同密度梯度褐飞虱Nilaparvata lugens(0、10、20、40、80、100、200头/笼)为害的产量响应。结果表明,在褐飞虱各个密度梯度下,与MH86比较,B4b92各产量参数(单穗总粒数、单穗实粒数、总穗数、千粒重、总产量和产量损失率)基本均无显著差异,仅单穗总粒数、单穗实粒数和总穗数在个别褐飞虱密度下有显著增加。回归分析发现,两种水稻的单穗总粒数、单穗实粒数、总穗数、总产量和产量损失率与褐飞虱密度均呈线性关系。随着褐飞虱密度的增加,B4b92产量损失率逐渐高于MH86。该研究对于评价非靶标害虫胁迫对转基因抗虫水稻生态适合度的影响具有重要的意义。     

不同水稻品种对灰飞虱若虫生长发育的影响

以江苏地区生产上常用的水稻品种武粳15、武运粳7号、扬辐粳7号和扬粳9538为材料,探讨了水稻品种对灰飞虱若虫发育进程的影响。研究表明,灰飞虱若虫取食武粳15、武运粳7号、扬辐粳7号和扬粳9538后的发育历期分别为17.30d、15.69d、21.14d和20.87d。经方差分析与多重比较,灰飞虱若虫总历期在扬辐粳7号与扬粳9538之间不存在显著差异,这两个品种上若虫的发育历期与武粳15和武运粳7号之间均存在显著差异,同时,武粳15与武运粳7号之间灰飞虱的若虫历期也存在明显差异。这表明水稻品种不同,灰飞虱若虫的发育进度不同。     

转cry1Ab/vip3H基因水稻对非靶标害虫褐飞虱连续多代生长发育与繁殖的影响

实验室条件下,转cry1Ab/vip3H基因水稻G6H1对褐飞虱Nilaparvata lugens生长发育与繁殖的继代效应评价结果表明,不论是在苗期或是成株期,在各水稻品种上连续饲喂褐飞虱4代后,该虫各代的生长发育和繁殖参数都没有受到水稻品种的显著影响,即不论是在第1代、第2代还是第4代,取食G6H1与取食其非转基因亲本Xiushui 110相比,褐飞虱若虫的发育时间、成虫寿命和产卵量都没有显著差异。同时,2008年和2009年的田间调查结果表明,G6H1和Xiushui 110稻田间褐飞虱的若虫、成虫和成若虫总密度均无显著差异。     

水稻条纹病毒对介体灰飞虱生长发育相关基因转录水平的影响

由水稻条纹病毒(Rice stripe virus,RSV)引起的水稻条纹叶枯病是我国粳稻产区的一种毁灭性病毒病害。RSV主要由半翅目昆虫灰飞虱(Laodelphax striatellus)以持久增殖型方式传播,与无毒灰飞虱相比,带毒灰飞虱五龄和整个若虫阶段的发育历期缩短,最终羽化的成虫数减少。为了从分子上揭示RSV对灰飞虱生长发育的影响,本文研究了RSV对灰飞虱生长发育相关基因转录水平的影响。将灰飞虱转录组拼接后建立本地数据库,根据黑腹果蝇生长发育基因序列比对出10种灰飞虱同源基因序列,设计特异引物,通过RT-q PCR方法分别对带毒和无毒灰飞虱体内这10种基因的转录水平进行检测。结果显示,在RSV的影响下,8种基因的转录发生显著变化,其中2种蛋白质转录被激活,6种蛋白质受到抑制。动力蛋白和钠钾转移ATP酶转录水平的变化可能影响灰飞虱神经系统发育,造成昆虫行为异常;桩蛋白转录下降会影响翅的发育;与细胞骨架相关的5种蛋白质转录也受到了RSV抑制,可能影响灰飞虱羽化过程。对生长发育基因转录水平的初步探究为更好地理解RSV与灰飞虱的互作奠定了基础。     

水稻品种对灰飞虱的抗性及其机制

为明确水稻品种对灰飞虱的抗性及其机制,研究了11个水稻品种对灰飞虱的忌避性和抗生性,并进一步分析了营养物质、二氧化硅(SiO2)以及草酸含量与抗虫性的关系。结果表明,武粳15、武运粳7号及武运粳8号等3个粳稻品种感灰飞虱;镇稻2号、徐稻3号、盐稻8号、扬粳9538等4个粳稻品种以及汕优63、协优63、协优136、丰优香占等4个杂交组合中抗或高抗灰飞虱。灰飞虱若虫存活率与水稻植株体内可溶性糖含量、淀粉含量、游离氨基酸总量以及可溶性蛋白质含量均呈极显著的正相关。镇稻2号、徐稻3号、协优136叶鞘中SiO2含量分别为0.1660±0.0027、0.1530±0.0081、0.1401±0.0064g/g,显著地高于感虫对照。扬粳9538、镇稻2号叶片草酸含量分别为56.372±1.086、53.763±1.887μg/mL,显著高于感虫对照。低含量营养物质使供试水稻品种对灰飞虱表现抗性,SiO2含量和草酸含量较高是部分水稻品种(如镇稻2号)抗虫的原因。     

水稻品种对褐飞虱种群增长的影响

试验测定了8204、8533、农虎、测48、秀水620、秀水664、秀水678及汕优六号等8个品种对与褐飞虱种群发育、存活和生殖等有关的11项参数的影响。结果表明,秀水620、664和678等品种的抗褐飞虱性状与汕优六号相似,可使种群内禀增长力下降,平均世代历期和种群加倍时间延长,净增殖力较对照品种降低79.5%—88.1%。影响种群内禀增长力的主要原因是成虫生殖力和若虫存活率下降,引起世代时间延长的主要原因是若虫历期延长和成虫存活和产卵动态的改变。但是,在秀水620和664上连续饲养的第三代,若虫存活率明显提高。田间试验证实,秀水620和664对褐飞虱自然种群的增长有明显控制作用,其主害代高峰虫量分别较对照下降79.9%和72.5%,发生期亦有所推迟。     

水稻灰飞虱带毒率测定

1979年以来,水稻条纹叶枯病逐年加重,1980—1983年,作者对该病的传毒媒介灰飞虱进行了带毒率测定。结果,流行3年的重病区草海农场,带毒率50.9—89.4％;流行2年的轻病区栋川则为42.0—57.5％。另,雌虫带毒率平均为27.6％,雄虫为72.4％;成虫带毒率为65.6％,若虫为43％。     

灰飞虱传播水稻条纹叶枯病毒的特性

灰飞虱是水稻条纹叶枯病的传毒介体,带毒的长短翅型成虫及各龄若虫均能在秧苗期和分蘖期传毒感病,秧苗感病以卷叶型为主,均相继枯死,分蘖期感病以展叶型为主,病株95％以上不能抽穗结实。主蘖传毒,主蘖及各分蘖均发病,分蘖传毒,仅分蘖发病。带毒雌雄配对繁衍3代,无毒分离率平均为31.38％。带毒虫传毒3min,发病率为2％,传毒2h,发病率达22.5％。带毒率50％以上的群体一生传毒频次为3～5次,10％以下仅1次。各龄若虫及不同成虫1天传毒致病株:秧苗期为0.97株及1.26株:分蘖期为0.45株及0.42株。秧田传毒后,80％以上的隐症病株到本田期才陆续显现病状,故秧田“治虫防病”甚为重要。     

不同地理种群灰飞虱生物学特性差异

为明确灰飞虱生物学特性的地理差异,对沈阳、济宁、郑州、南京和嘉兴5个地理种群灰飞虱的表观形态、发育历期、存活率、成虫寿命及生殖力等生物学特性进行了研究。结果表明,在25℃条件下,不同地理种群灰飞虱的雌雄比随纬度降低而增大,沈阳、济宁种群的体长显著长于其它种群个体,雌虫中长翅比率存在明显差异。若虫存活率差异显著,由低到高为:郑州济宁沈阳嘉兴南京。不同地理种群灰飞虱若虫期的发育起点温度均为11~12℃,差异不显著;沈阳和济宁种群的若虫发育历期和有效积温值均显著长于其它3个种群。不同温度下不同地理种群的成虫寿命差异显著,但均随温度升高而缩短。25℃条件下,不同地理种群单雌有效产卵量差异显著,由低到高为:嘉兴郑州济宁沈阳南京。     

水稻瘤矮病毒介导的转cry1Ab水稻对褐飞虱种群的影响

在人工气候室条件下,以抗虫转cry1Ab水稻（MF86）及其亲本对照非转基因水稻闽恢3301（MH3301）为材料,利用年龄-龄期两性生命表,研究水稻瘤矮病毒介导的转cry1Ab水稻对非靶标害虫褐飞虱种群的影响。研究结果表明,感病水稻对取食MH3301的褐飞虱种群寿命影响不显著,促进了其生殖力;而显著缩短了取食MF86的褐飞虱寿命,降低了其生殖力。水稻在不感病的情况下,取食MF86较取食MH3301的褐飞虱种群可显著延长寿命和提高生殖力;而水稻在感病的情况下,取食MF86较取食MH3301的褐飞虱种群生殖力显著降低。感病的MF86较未感病MF86显著降低褐飞虱的内禀增长率、周限增长率,显著缩短世代平均周期;而感病的MH3301较未感病MH3301对褐飞虱生命表动态参数的影响基本均不显著。由此可见,水稻瘤矮病毒介导的转cry1Ab水稻（MF86）对褐飞虱种群增殖具有显著的负面影响。     

转Bt基因抗虫作物对非靶标生物的影响

迄今为止,已经获得了大量的抗虫转Bt基因作物。尽管这些作物中表达的Bt蛋白只是针对靶标害虫起到杀虫效果,但是抗虫转Bt基因作物是否会对非靶标生物产生影响一直存在争议。本文就抗虫转Bt基因作物对节肢动物群落、非靶标植食性昆虫、天敌和有益昆虫的影响进行了综述。综合评价认为,现有的抗虫转Bt基因作物对非靶标生物是安全的。     

环境因素对水稻品种抗褐飞虱的影响研究概况

褐飞虱是东南亚、东亚水稻产区的重要害虫。栽培丰产的抗虫水稻品种是防治该虫经济有效的措施之一,由于作物抗虫性是在一定的环境条件下寄主与昆虫相互作用的表现,不同环境条件对作物抗虫性有影响。本文从气候因素、土壤肥力因素、生物因素、人为因素、抗虫品种和褐飞虱及不同因素综合作用等几方面概述了环境因素对水稻品种抗褐飞虱的影响,并提出了有待于今后进一步研究的问题。     

转cry1C,cry2A基因水稻对稻田浮游动物群落物种多样性的影响

转Bt基因水稻的非靶标效应一直以来都是人们关注的重点,为了解转Bt基因水稻对稻田浮游动物群落的安全性,本文以转cry1C基因水稻(T1C-19)、转cry2A基因水稻(T2A-1)及其非转基因亲本水稻明恢63(MH63)为材料,以浮游动物的种类和群落多样性为指标,研究并分析了转Bt基因水稻对稻田浮游动物群落物种多样性的影响。结果显示,水稻不同生长时期里稻田中浮游动物种类变化不明显,数量变化明显,Shannon-Wiener物种多样性指数和均匀性指数在拔节期达到最大值。另外由于孕穗期不得不施用农药防治蝗虫,导致孕穗期浮游动物的数量及物种多样性显著降低,并且在使用农药后,多样性指数和均匀性指数随着水稻的生长逐渐下降。但转Bt基因水稻对浮游动物种类和数量及群落物种多样性与对照非转基因水稻相比均无显著性差异。与施用农药对水体带来的负面影响相比,转Bt基因水稻对水体环境无负面影响。     

褐飞虱在华中地区不同主栽水稻品种上的生活史和种群动态

为明确褐飞虱Nilaparvata lugens对华中地区不同主栽水稻品种的适合度,利用两性生命表分析华中地区的5个主栽水稻品种C两优、岳优、深两优、华两优和红良优对褐飞虱生活史参数的影响,并模拟取食5个水稻品种后褐飞虱的种群动态。结果表明:不同水稻品种对褐飞虱的生长发育和繁殖存在显著影响,取食华两优和红良优的褐飞虱雌成虫寿命分别为10.73 d和11.43 d,显著短于取食C两优(14.71 d)、岳优(15.34 d)和深两优(14.52 d)时;取食红良优的褐飞虱雌成虫产卵量为108.30粒,较取食C两优(237.90粒)、岳优(218.40粒)和深两优(179.60粒)显著减少。褐飞虱取食红良优后,其种群净增殖率和世代周期均显著低于取食C两优和岳优时;而其种群内禀增长率和周限增长率均显著低于取食岳优时。表明华中地区5个主栽水稻品种中红良优可显著降低褐飞虱的繁殖力和种群参数,褐飞虱对红良优的适合度最低,可作为华中地区主栽水稻来防控褐飞虱。     

Development of insect‐resistant transgenic rice with Cry1C*‐free endosperm

BACKGROUND: Yellow stem borer (Tryporyza incertulas Walker), striped stem borer (Chilo suppressalis Walker) and leaf folder (Cnaphalocrocis medinalis Guenec) are three lepidopteran pests that cause severe damage to rice in many areas of the world. In this study, novel insect‐resistant transgenic rice was developed in which Bt protein expression was nearly absent in the endosperm. The resistant gene, cry1C*, driven by the rice rbcS promoter (small subunit of ribulose‐1,5‐bisphosphate carboxylase/oxygenase), was introduced into Zhonghua 11 (Oryza sativa L. ssp. japonica) by Agrobacterium‐mediated transformation. RESULTS: A total of 83 independent transformants were obtained, 19 of which were characterised as single‐copy foreign gene insertion. After preliminary screening of the T₁ families of these 19 transformants in the field, six highly insect‐resistant homozygous lines were selected. These six homozygous transgenic lines were field tested for resistance to leaf folders and stem borers, and for their agronomic performance. The Cry1C* protein levels in leaves and endosperm were measured by ELISA. Subsequently, the elite transgenic line RJ5 was selected; this line not only possessed high resistance to leaf folders and stem borers, normal agronomic performance, but also Cry1C* expression was only 2.6 ng g^?1 in the endosperm. CONCLUSION: These results indicated that RJ5 has the potential for widespread utility in rice production. Copyright © 2009 Society of Chemical Industry     

转cry30Fa1水稻对褐飞虱NlHRP基因表达模式的影响

转cry30Fa1水稻（KF30-14）会显著控制褐飞虱Nilaparvata lugens (Stål)种群数量增长,但其影响机制尚不清楚。本研究利用相关转录组数据分析筛选获得了一个表达量有显著差异的基因NlHRP,并克隆了该基因。序列分析表明,NlHRP编码了一个富组氨酸蛋白,无保守结构域。通过实时荧光定量PCR检测羽化24、72、96 h的褐飞虱雌虫的NlHRP表达量,结果显示该基因在KF30-14褐飞虱实验种群中的表达量均高于MH86实验种群,且在羽化72 h时,达到显著差异;对羽化后72 h褐飞虱雌虫的头、胸、卵巢、中肠、脂肪体的NlHRP表达量检测发现,NlHRP在褐飞虱的头、胸、中肠表达量较高,其中KF30-14褐飞虱实验种群雌虫的NlHRP在头部表达量显著升高。推测NlHRP可能与褐飞虱适应转cry30Fa1水稻的抗性有关,该研究结果为揭示转cry30Fa1水稻抗褐飞虱的分子机制提供相关基础。