开放式臭氧浓度升高条件下转Bt（Cry1Ab/Ac）基因水稻的光合特性

【目的】明确臭氧（O3）浓度升高对转Bt基因水稻（Oryza Sativa L.）光合特性的影响。【方法】利用中国农田开放式O3浓度升高（O3-FACE）研究平台,以Bt汕优63（Bt-SY63） 及汕优63（SY63）为试验材料,采用盆栽种植,分别于处理26 d、47 d和75 d对其光合特性相关生理指标进行测定分析。【结果】随着O3处理时间的延长,Bt-SY63和SY63剑叶净光合速率（Pn）呈现下降趋势,与各自对照相比75 d时分别下降21.1%和15.1%（P＜0.01）,气孔导度（Gs）和蒸腾速率（Tr）的变化趋势与Pn基本保持一致;PSⅡ最大光化学效率、PSⅡ实际光化学效率、光化学猝灭也表现出不同程度的下降;而两品种非光化学猝灭、吸收光能用于PSⅡ天线色素耗散部分的变化则是处理高于对照;叶绿素以及类胡萝卜素含量也呈下降趋势,Bt-SY63可溶性蛋白含量在后期处理高于对照,核酮糖-1,5-二磷酸羧化/加氧酶（Rubisco）的含量未显著减少。【结论】O3浓度升高使Bt-SY63的光合特性相关指标都发生了不同程度的改变且变幅大于SY63,说明Bt-SY63对O3的响应较SY63敏感,在O3胁迫下,Bt-SY63各性状指标的波动性较大。     

盐胁迫对水稻光合特性的影响

研究了NaCl胁迫对耐盐性不同的水稻品种Pokkali（耐盐）和Peta（盐敏感）叶片的净光合速率、气孔导度、细胞间隙CO2浓度、叶绿素含量、PSⅡ光化学效率（Fv/Fm）和RuBP羧化酶活性的影响。结果表明：随着NaCL胁迫时间和浓度的增加，供试品种的净光合速率、Fv/Fm和RuBP羧化酶活性下降，气孔导度减小，细胞间隙CO2浓度先降低后升高，而气孔限制值则相反，Chl、Chla、Chlb含量和Chla/Chlb均先升高后降低。耐盐品种体内上述指标的增减幅度小于盐敏感品种，盐胁迫下水稻净光合速率降低的原因，短时间内以气孔限制因素为主，长时间时以非气孔限制因素为主。     

杂种小麦化优8号和化优5号光合特性的研究

对ＣＨＡ杂种小麦化优８号和化优５号的光合特性研究表明：供试杂种小麦上部叶片第九叶和旗叶一生中与普通小麦对照品种相比具有较高的叶绿素含量、净光合速率、可溶性蛋白含量、ＲｕＢＰ羧化酶活性和ＲｕＢＰ加氧酶活性；叶片的叶绿素缓降期优势较小；光合速率高值持续期和ＲｕＢＰ羧化酶含量基本无差异。杂种小麦上部叶片一生中光合速率的提高可能受ＲｕＢＰ羧化酶含量的影响较小，而是随着ＲｕＢＰ化酶活性尤其是该酶的初始活性及     

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Bt基因玉米残体Cry1Ab蛋白在土壤中的残留动态

采用ELISA定量法研究了(28±1)℃下转Bt基因玉米植株残体不同组织所含Cry1Ab蛋白在黄褐土和红壤中的残留动态,并对其进行方程拟合。结果表明,转Bt基因玉米植株残体不同组织释放的Cry1Ab蛋白在不同土壤中的残留动态基本一致,均呈前期快速降低和后期稳定下降2个阶段,但同一组织释放的Cry1Ab蛋白在不同土壤中的残留变化速率存在显著差异,黄褐土中下降明显快于红壤,1周内表现尤为显著;不同组织释放的Cry1Ab蛋白在同一土壤中其残留差异显著,且受培养时间等因素的影响,总体表现为根>叶>茎,与初始时Cry1Ab蛋白土壤可提取量表现基本一致;双指数模型比移动对数模型和指数模型更符合转Bt基因玉米残体中Cry1Ab蛋白在土壤中的残留动态。     

转Bt基因水稻的碳代谢特性

【目的】评价外源Bt基因导入对水稻碳代谢特性的影响。【方法】以转Bt基因水稻克螟稻1号及其非转基因亲本秀水11,以及克螟稻1号与3个杂交水稻恢复系明恢63、R3027和99亚162杂交和连续回交而育成的农艺性状和抗虫性稳定品系的3对近等基因系为材料,对叶绿素与可溶性糖含量、RuBP 羧化酶、蔗糖合成酶及蔗糖磷酸合成酶活性、干物质及有机碳积累量等碳代谢指标进行了测定。【结果】分蘖盛期克螟稻1号的叶绿素a含量、可溶性糖含量、干物质和有机碳含量均极显著低于秀水11（P＜0.01）,叶绿素b含量、蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶活性显著低于秀水11（P＜0.05）,但其它3对Bt水稻与非Bt水稻间所有生理指标均无显著差异;齐穗期克螟稻1号蔗糖磷酸合成酶活性显著高于秀水11,而干物质和有机碳积累量则显著低于秀水11;BtR3027蔗糖合成酶活性显著低于R3027,而Bt99亚162可溶性糖含量和蔗糖磷酸合成酶活性则显著高于99亚162;成熟期所有Bt水稻与各自非Bt水稻间干物质重和有机碳积累量差异均不显著。【结论】克螟稻1号大多数碳代谢指标的显著变化主要是由无性系变异引起的;3对近等基因系中Bt基因对个别碳代谢指标的影响是短暂的,且与Bt基因所处的遗传背景有关。     

转Bt基因玉米幼苗残体中Cry1Ab杀虫蛋白田间降解动态

【目的】研究间苗后留在田间地表的转Bt基因玉米幼苗残体中Cry1Ab杀虫蛋白的降解规律,比较两种Bt玉米幼苗残体中Cry1Ab杀虫蛋白的降解速度。【方法】以两种表达Cry1Ab杀虫蛋白的转Bt基因抗虫玉米MON810和Bt11为材料,采用ELISA方法测定各取样时期中幼苗残体中Cry1Ab杀虫蛋白残留量。【结果】转Bt基因玉米幼苗残体中杀虫蛋白降解是逐渐的,且降解速度较快,到50 d时幼苗残体已经完全腐烂,Bt11幼苗残体中的杀虫蛋白已经完全降解,在MON810中还能检测到微量的杀虫蛋白。两种转基因玉米幼苗残体中的Bt杀虫蛋白的初始含量差异不显著,但在同一时间段的Bt杀虫蛋白降解速度存在差异均显著,在30 d前MON810幼苗残体中Bt杀虫蛋白降解速度比Bt11降解的快,30d后,则降解趋势相反,到50 d取样结束时MON810和Bt11分别降解了初始含量的99.81%和100%。【结论】两种转Bt基因玉米间苗后留在田间的幼苗残体中的Cry1Ab杀虫蛋白降解速度不同,在50 d完全腐烂时,其中的杀虫蛋白完全降解或仅有微量残留。     

蓝光对水稻幼苗光合作用的影响

研究了长期蓝光处理对水稻幼苗光合性状的影响。结果表明：比较白光处理对照，蓝光处理水稻幼苗的总叶绿素含量，叶绿体光合磷酸化及光合速率下降，而ＲｕＢＰ羧化酶、加氧酶及乙醇酸氧化酶活性增强。蓝光处理降低水稻幼苗光合速率的原因，除蓝光诱导叶绿素合成的效率较低及降低了叶绿体光合磷酸化速率外，可能还与蓝光促进了水稻幼苗的光呼吸速率有关。     

铜对马铃薯叶片光合特性的影响

实验结果表明，播前采用适宜浓度的硫酸铜（ＣｕＳＯ４·５Ｈ２Ｏ）溶液处理种薯，能够提高马铃薯叶片的光合色素含量、希尔反应活力、光合速率和比叶重，并能改善光合产物在茎枝与块茎之间的分配比率，促进光合产物向块茎运输。铜对马铃薯叶片光合特性的影响白宝璋孙存华田文勋赵景阳（吉林农业大学农学系长春１３０１１８）     

两种转Bt基因棉杀虫蛋白Cry1Ac表达量的检测

用EnvirologixCry1Ab/Cry1Ac平板试剂盒检测了两种转Cry1Ac基因的棉花品系 (NUCOTN33B、NUCOTN99B) 以及常规对照品系 (苏棉 12) 不同生育期主茎嫩叶、侧枝嫩叶、蕾及蕾的苞叶中杀虫蛋白Cry1Ac的含量。结果表明, 两种转Bt基因棉主茎嫩叶杀虫蛋白Cry1Ac的含量随生育期的推移呈明显下降趋势, 花铃期 (NUCOTN33B和NUCOTN99B分别为 4 43和 2 93μg·g-1 ) 和吐絮期 (3 87和 2 86μg·g-1 ) 的含量分别降至苗期第 6叶 (7 64和 8 38μg·g-1 )的 58%、35%和 51%、34%; 相同时期的主茎嫩叶和侧枝嫩叶中Cry1Ac的含量均显著高于蕾及蕾的苞叶, 前两者均为后两者的两倍以上。     

影响Bt稻离体叶中Cry1Ab杀虫蛋白降解的环境因子研究

 【目的】研究转Bt基因水稻表达的外源Bt杀虫蛋白在土壤中的环境去向，以便进行转BT基因水稻的生态风险性评价。【方法】室内采用ELISA法，研究了转Bt基因水稻克螟稻2号（KMD2）粉碎叶片中Cry1Ab杀虫蛋白在3种水稻土，即青紫泥田、黄筋泥田和黄松田土中不同土壤含水量、土壤pH值和温度条件下的降解动态。【结果】供试叶片粉中Cry1Ab蛋白在3种水稻土中的降解动态均可用一级化学反应动力学指数方程来拟合，降解半消减期t0.5为1.8～4.0 d。【结论】土壤含水量、pH和温度对Cry1Ab蛋白降解速率均有一定影响，但pH和温度的影响更为明显。通常pH较低的酸性土壤和低温不利于土壤中Cry1Ab蛋白的降解,特别是在酸性黄松田中降解最慢。     

Impacts of Environmental Factors on Degradation of Cry1Ab Insecticidal Protein in Leaf-Blade Powders of Transgenic Bt Rice

The determination of the environmental fate of Bt insecticidal protein released by Bt rice plants in paddy soils is a key issue in its ecological risk assessment. In this study, the impacts of soil water content, pH, and temperature on the degradation of Cry1Ab protein expressed in the leaves of Bt rice KMD2 were studied in the laboratory. Three types of paddy soils were used, i.e., blue clayey paddy soil, pale paddy soil on quaternary red soil, and marine-fluvigenic yellow loamy paddy soil. Ground powders of KMD2 leaf blades were mixed with each type of soil, and degradation dynamics of Cry1Ab were measured using enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). The degradation rate of Cry1Ab was high at the early experimental stage, but slowed down steadily at middle and later stages, which could be described by exponential equations, with the half-life period of degradation determined as 1.8-4.0 d. The soil water content, pH, and temperature could affect the degradation of Cry1Ab, but the effects of soil pH and temperature were relatively greater. In general,Cry 1 Ab degradations were slower under lower soil pH and temperature conditions, especially for marine-fluvigenic yellow loamy paddy soil.     

Bt稻Cry1Ab杀虫蛋白在水体中的残留和Bt稻田三类水生昆虫数量调查

以转Btcry1Ab基因水稻克螟稻1号(KMD1)和克螟稻2号(KMD2)黄熟期的茎叶为材料,室内测定了其经浸水处理后(28℃,L16∶D8)残体和水体中Cry1Ab杀虫蛋白的含量;测定了KMD1与早籼稻嘉早935培育成的Bt稻华池B6分蘖期稻田水体中Cry1Ab蛋白的含量,同时调查了该Bt稻和对照稻嘉早935在分蘖初期、盛期和末期稻田3类水生昆虫的数量。结果表明,KMD1和KMD2茎叶经浸水100d后,水体中残留有Cry1Ab杀虫蛋白。华池B6分蘖期稻田水体中没有检测到Cry1Ab蛋白;除分蘖末期华池B6稻田中的蜉蝣目昆虫个体数量显著高于对照田嘉早935外,其他2类水生昆虫摇蚊(spp.)和鞘翅目甲虫(sp.)在两类稻田间均无显著差异。     

Cry1Ab蛋白对拟环纹豹蛛生长发育的影响

[目的]探明Cry1Ab蛋白通过培养基-果蝇-拟环纹豹蛛这一食物链的传递,最终在拟环纹豹蛛(Pardosa pseudoannulata)体内的富集情况以及毒蛋白随食物链的传递在各营养级中的变化规律。[方法]采用酶联免疫技术(ELISA)测定Cry1Ab蛋白在拟环纹豹蛛和果蝇中的含量。[结果]Cry1Ab蛋白对不同龄期拟环纹豹蛛的体长、背甲宽、中眼域宽、腿长等生长指标不存在显著性差异,但对体重产生一定的影响,使得其体重略有下降的趋势。在0~10 d Cry1Ab蛋白在拟环纹豹蛛体内不断累积,但10 d后拟环纹豹蛛体内Cry1Ab蛋白含量逐渐降低。[结论]Cry1Ab蛋白在拟环纹豹蛛体内具有富集效应。     

转Bt基因玉米幼苗残体中Ory1Ab杀虫蛋白田间降解动态

【目的】研究间苗后留在田间地表的转Bt基因玉米幼苗残体中Cry1Ab杀虫蛋白的降解规律,比较两种Bt玉米幼苗残体中Cry1Ab杀虫蛋白的降解速度。【方法】以两种表达Cry1Ab杀虫蛋白的转Bt基因抗虫玉米MON810和Bt11为材料,采用ELISA方法测定各取样时期中幼苗残体中Cry1Ab杀虫蛋白残留量。【结果】转Bt基因玉米幼苗残体中杀虫蛋白降解是逐渐的,且降解速度较快,到50d时幼苗残体已经完全腐烂,Bt11幼苗残体中的杀虫蛋白已经完全降解,在MON810中还能检测到微量的杀虫蛋白。两种转基因玉米幼苗残体中的Bt杀虫蛋白的初始含量差异不显著,但在同一时间段的Bt杀虫蛋白降解速度存在差异均显著,在30d前MON810幼苗残体中Bt杀虫蛋白降解速度比Bt11降解的快,30d后,则降解趋势相反,到50d取样结束时MON810和Bt11分别降解了初始含量的99.81%和100%。【结论】两种转Bt基因玉米间苗后留在田间的幼苗残体中的Cry1Ab杀虫蛋白降解速度不同,在50d完全腐烂时,其中的杀虫蛋白完全降解或仅有微量残留。     

农杆菌介导Cry1 Ab/Ac抗虫转基因玉米植株的获得

转基因技术的迅速发展有效地打破了物种间的遗传壁垒,从而加快了优良基因定向聚合的进程,然而遗传转化率低及转基因安全问题成为制约其进一步发展的限制因素。基于此,本研究以玉米自交系H99为材料,将Ac/Ds双元表达载体(包含抗虫Cry1 Ab/Ac基因和gfp报告基因等)通过农杆菌介导法转入由110粒玉米幼胚诱导出的愈伤组织中,获得28株抗性转基因植株。经PCR及RT-PCR的验证结果显示,其中8株为含有Cry1 Ab/Ac目的基因且该基因有效表达的阳性植株,转化效率达7%。通过农杆菌介导法所获得的玉米转基因植株为今后剔除抗生素筛选标记,从而获得安全的玉米抗虫新种质提供了遗传材料。     

Bt基因转入烟草叶绿体获得转化植株的研究

构建了苏云金杆菌晶体毒蛋白基因Cry1Ab的烟草叶绿体表达载体pCTBt,该载体以烟草叶绿体基因组trnI-trnA为同源重组片段,含有壮观霉素抗性筛选标记基因aadA、质体特异性启动子Prrn和终止子TpsbA.利用基因枪转化法,将pCTBt导入栽培烟草红花大金元叶绿体,经过4次继代筛选,获得9个抗壮观霉素的转化株系,转化频率为0.3～0.6株/枪,其中有5个株系PCR检测结果为阳性,初步确定Cry1Ab基因已整合到烟草叶绿体中.转基因烟草抗斜纹夜蛾试验表明,幼虫死亡率为10%～75%,转基因烟草植株具有较好的杀虫活性.