亚洲玉米螟对Cry9Ee与Cry1Ab蛋白的交互抗性分析

Cry9Ee是近年来发现的对亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis(Guenée)等害虫具有高毒力的蛋白,具有良好的应用前景。为了明确亚洲玉米螟对Cry9Ee和Cry1Ab蛋白是否存在交互抗性,本文首先分别表达、活化、纯化了Cry9Ee和Cry1Ab蛋白,进而对敏感和Cry1Ab抗性亚洲玉米螟进行生物活性测定;随后对2种蛋白在敏感亚洲玉米螟中肠刷状缘膜囊泡(brush border membrane vesicles,简称BBMVs)上的结合进行分析比较。生物活性测定结果表明,Cry9Ee和Cry1Ab蛋白的活性片段对敏感亚洲玉米螟的LC₅₀分别为3.04和0.89 μg/g;而Cry9Ee活性片段在5.00 μg/g的浓度下,对Cry1Ab蛋白抗性亚洲玉米螟致死率高达96%,与对敏感种群活性相当。竞争结合试验表明,Cry9Ee和Cry1Ab两种蛋白间不存在竞争结合,推测它们在亚洲玉米螟中肠上存在不同的受体。综合生物活性测定及体外结合试验两方面结果得出结论：亚洲玉米螟对Cry9Ee与Cry1Ab蛋白不存在交互抗性。cry9Ee基因可以作为理想的候选基因,用于我国新一代转基因抗虫玉米的研制,为延缓和克服亚洲玉米螟对转基因抗虫玉米抗性的产生提供重要保证。     

Cry1Ac抗性亚洲玉米螟对四种Bt蛋白的交互抗性

种Bt蛋白Cry1Ac、Cry1Ab、Cry1Ah和Cry1Ie对敏感品系ACB-BtS和抗性品系ACB-AcR的毒力,结果显示,ACB-AcR对Cry1Ah的相对抗性倍数达14.9倍,有显著的交互抗性;对Cry1Ab的相对抗性倍数为4.3倍,交互抗性水平较低;对Cry1Ie的相对抗性倍数为0.9,即无交互抗性.4种蛋白对抗、感品系的EC50表明,ACB-AcR品系对Cry1Ac蛋白产生了显著的抗性,相对抗性达到32.6倍,对Cry1Ah和Cry1Ab有低水平的交互抗性,而对Cry1Ie没有交互抗性.     

亚洲玉米螟对氰戊菊酯抗性遗传初步分析

亚洲玉米螟(Ostrinia furnacalis Guenee)在我国分布广,为害较重。近年来国内对该虫的分布、防治及抗药性方面做了大量的工作,但对该虫的抗性遗传研究尚不多。作者利用室内选育的氰戊菊酯抗性玉米螟品系及敏感品系做了抗性遗传研究,并采用生     

Cry1Ba3蛋白对亚洲玉米螟杀虫活性测定及其与BBMVs的结合分析

提取并纯化Cry1Ba3蛋白截短片段,用饲喂人工饲料的方法对亚洲玉米螟（Ostrinia furnacalis）初孵幼虫进行生物活性测定。结果显示,Cry1Ba3截短片段对亚洲玉米螟有良好的杀虫活性（LC50=5.29 μg/g,95%置信限为3.96～7.10 μg/g）。而纯化的Cry1Ac蛋白60 ku的活性片段对亚洲玉米螟初孵幼虫的杀虫活性LC50为0.83 μg/g。提取亚洲玉米螟5龄幼虫的BBMVs,用纯化的Cry1Ba3和Cry1Ac蛋白进行竞争结合试验,结果显示Cry1Ba3与Cry1Ac在亚洲玉米螟中肠的结合没有竞争作用,说明两种毒素在亚洲玉米螟BBMVs上可能存在不同的受体。     

黏虫对Cry1Ab蛋白的抗性遗传规律及与其他蛋白的交互抗性

为转Bt作物抗性治理策略的有效实施提供依据,采用遗传杂交和毒力生测方法评价黏虫Mythimna separata Cry1Ab蛋白抗性品系对Cry1Ab蛋白的抗性显性度,明确调控抗性基因的位置和数目以及对Cry1F和Vip3Aa19蛋白的敏感性。结果显示,Cry1Ab蛋白对黏虫正交F₁代和反交F₁代的LC₅₀分别为15.30μg/g和12.91μg/g,抗性为常染色体调控;在浓度2.5～50.0μg/g范围内黏虫对Cry1Ab蛋白的抗性显性水平随着浓度的变化而变化,即在2.5μg/g时黏虫对Cry1Ab蛋白的抗性为不完全显性遗传,在50.0μg/g时黏虫对Cry1Ab蛋白的抗性为不完全隐性遗传。黏虫对Cry1Ab蛋白的抗性受多基因调控。另外,黏虫Cry1Ab抗性品系对Cry1F和Vip3Aa19蛋白未产生交互抗性,抗性倍数分别为0.9和1.1。     

亚洲玉米螟和黏虫幼虫取食Cry1F蛋白后的中肠组织病理变化

为了明确Cry1F杀虫蛋白对亚洲玉米螟和黏虫两种重要玉米害虫的作用机制,本文通过透射电镜观察了亚洲玉米螟和黏虫4龄幼虫取食含Cry1F蛋白人工饲料后的中肠组织病理变化,并与其取食含Cry1Ab蛋白人工饲料后的组织病理变化进行了比较。亚洲玉米螟和黏虫4龄幼虫取食Cry1F蛋白48 h后中肠杯状细胞发生了明显的病变,主要表现为：细胞微绒毛肿胀、脱落;细胞核变形,质膜和核膜界限不清晰;染色质发生固缩、贴近核膜;线粒体拉伸变形数量减少,严重的发生空泡化;内质网肿胀与断裂、数量减少,与取食含Cry1Ab蛋白人工饲料相比,玉米螟和黏虫中肠组织发生的病变程度相似。本研究可为Cry1F作为转基因玉米重要的杀虫蛋白在未来亚洲玉米螟和黏虫防治中更好地发挥作用提供理论依据。     

玉米自交系心叶期对亚洲玉米螟抗性遗传规律的研究初报

不同抗螟性亲本所组配的F_1代在玉米心叶期,对亚洲玉米螟 Ostrinis furnacalis(Guenée)抗性研究表明,玉米抗螟牲为数量遗传,亲本抗性在杂种后代中具有累加效应,杂种的抗性与双亲平均抗性呈高度正相关。中等以上抗性亲本组配的 F_1代为抗螟型。而以中抗系组配杂种时,不论父本或母本,只要一个亲本为感螟系,则 F_1代均为感螟型。不同水平抗性亲本组配的正反交组合 F_1代差异极显著。     

Cry1Ac毒蛋白对亚洲玉米螟生长发育和种群增长的影响

以含不同浓度的Cry1Ac毒蛋白的人工饲料(不加毒蛋白为对照)饲喂亚洲玉米螟幼虫,采用实验种群生命表的方法,测定了Cry1Ac毒蛋白对亚洲玉米螟的控害作用。结果显示,含2 000.0ng/g Cry1Ac毒蛋白的人工饲料处理该虫第5天的幼虫存活率为0;200.0、20.0 ng/g CrylAc毒蛋白处理第10、15天的幼虫存活率、化蛹率、成蛾率、净增长率和种群增长指数均显著低于对照,且高浓度处理显著低于低浓度处理;200.0 ng/g CrylAc毒蛋白处理的世代平均周期和种群加倍时间显著长于其它处理;而200.0 ng/g CrylAc毒蛋白处理的周限增长率显著小于2.0、0.2 ng/g处理。表明微量的Cry1Ac毒蛋白对亚洲玉米螟的种群增长有显著影响,且随着浓度的增加控制作用增强。     

沉默尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶基因OfUGT逆转亚洲玉米螟对Cry1Ie蛋白的抗性

转Bacillus thuringiensis(Bt)基因作物在害虫防治中应用较多,但长期种植转Bt基因作物,靶标害虫不可避免会对杀虫蛋白产生抗性,如何进行抗性治理是当前面临的难题。本研究基于前期转录组分析结果,定量分析了尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶基因（Of UGT）在亚洲玉米螟Cry1Ie抗性品系（ACB-IeR）及敏感品系（ACB-Bt S）的表达量,利用RNA干扰技术（RNAi）对ACB-IeR品系Of UGT基因进行沉默,并通过毒力测定试验来检验干扰效果。Of UGT基因在ACB-Ie R三龄幼虫中相对表达量高于ACB-Bt S,并且注射ds UGT后该基因表达量下降。Cry1Ie抗性品系的致死中浓度大于1000.00μg/g,在蛋白浓度为500.00μg/g时,注射ds UGT和ds GFP后的幼虫存活率没有显著性差异,但较空白对照组存活率显著降低;在蛋白浓度为1000.00μg/g时,注射ds GFP后的幼虫存活率较空白对照组降低,注射ds UGT后的幼虫存活率较空白对照和注射ds GFP的都显著降低。由结果可以看出RNAi沉默OfUGT基因后可以降低抗性品系亚洲玉米螟对C...     

2015—2021年亚洲玉米螟对Cry1Ie杀虫蛋白的敏感性监测

为明确亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis田间种群对Cry1Ie杀虫蛋白的敏感性,于2015—2021年连续7年从黄淮海夏玉米区和北方春玉米区7省14地采集亚洲玉米螟田间种群,采用人工饲料混合法评价其对Cry1Ie杀虫蛋白的敏感性。结果表明,Cry1Ie杀虫蛋白对54个亚洲玉米螟田间种群的抑制中浓度LC₅₀介于0.65~6.28 μg/g之间,其中对2016年齐齐哈尔种群的LC₅₀最低,对2017年肇东种群的LC₅₀最高;LC₉₅介于4.99~70.29 μg/g之间,其中对2015年合肥种群的LC₉₅最低,对2017年松原种群的LC₅₀最高。在LC₅₀水平上,相较于室内对照种群,最敏感种群和最不敏感种群分别为2018年铁岭种群和2017年肇东种群,抗性倍数分别为0.26和1.17。虽然各地理种群对Cry1Ie杀虫蛋白的敏感性存在差异,但均处于敏感水平,且是自然选择的结果,表明Cry1Ie杀虫蛋白可用于亚洲玉米螟田间种群的防治。     

推广玉米螟生物防治技术建立玉米螟统防统治体系

吉林省常年种植玉米266.7万hm2以上,玉米螟常年发生面积超过166.7万hm2,严重影响玉米生产安全.为提高本省玉米综合生产能力,促进农民增收、农业增效,全面推进农村小康社会建设,省农业部门积极向省政府请示,2004～2008年共争取到专项资金6 000万元,5年来每年实施玉米螟生物防治66.7万hm2以上,推动了玉米螟的全面控制,保证了玉米安全生产.     

新疆同域亚洲玉米螟和欧洲玉米螟发生与分布研究

中国新疆伊犁是当前世界范围内唯一一处已知的亚洲玉米螟和欧洲玉米螟同域混生区?本文通过调查这一混生区玉米螟的野外主要寄主种类及其玉米螟群体组成和混生杂交情况, 为后续开展同域近缘种种间竞争?群体进化和杂交等研究提供本底数据?在田间寄主系统调查的基础上利用mtCOⅠ基因测序和OR4基因酶切法对混生区内4个主要县市5种寄主上的986个疑似玉米螟样本进行鉴定分析?结果表明:新疆伊犁混生区内玉米螟的野外寄主主要是玉米?高粱?稗草?狗尾草和苘麻, 偶见苍耳?大麻?反枝苋等?942个样本被鉴定为亚洲玉米螟, 相似性为99.02%~100%; 44个样本被鉴定为欧洲玉米螟, 相似性为99.24%~100%?亚洲玉米螟在混生区内所有调查地内均有分布, 且比欧洲玉米螟具有更广泛的寄主范围, 其主要取食并分布在玉米?高粱?稗草?狗尾草和苘麻上, 混生比例依次为73.33%~100%?100%?88.89%~100%?95.00%~100%?100%?欧洲玉米螟分布则极为有限, 目前仅主要分布在紧邻中亚哈萨克斯坦的霍尔果斯市和伊犁河谷最东部?西天山腹地新源县的极少数区域, 所占比例较低, 且主要取食玉米, 偶见取食稗草?狗尾草, 在3种寄主上的混生比例依次为0~26.67%?0~11.11%?0~5.00%?所有样本未发现杂合个体, 均为纯合体?综上, 亚洲玉米螟目前已在混生区内所有主要寄主植物上均成功取代欧洲玉米螟, 成为混生区绝对优势种?     

北方春玉米区亚洲玉米螟对Bt玉米的抗性风险分析

为了解我国北方春玉米区种植Bt玉米条件下主要靶标害虫亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis的Bt抗性风险,探索合理的Bt玉米种植比例,根据亚洲玉米螟的特点构建种群动态与遗传模型,对不同的Bt玉米种植比例进行分析评估。结果显示,当以种子混合种植75%的Bt玉米+25%的非Bt玉米庇护所时,亚洲玉米螟的种群控制时间,即亚洲玉米螟种群密度下降到每百株玉米植株30头幼虫以下的时间,为1～2年,而害虫的抗性时间,即亚洲玉米螟种群抗性基因频率达到50%的时间,在1代区为40年、在2代区为20年。当以种子混合种植20%、15%、10%、5%的非Bt玉米庇护所时,亚洲玉米螟的种群控制时间仍为1～2年,而害虫的抗性时间缩短,在1代区分别是29、21、15、9年,在2代区分别是14、10、7、4年。表明在研究区域内以种子混合种植20%以上的非Bt玉米庇护所可维持对亚洲玉米螟的Bt抗性管理至少14年。     

亚洲玉米螟Bt抗性种群的遗传多样性分析

近20年来,在北美、西欧、南美、菲律宾等20多个国家大面积商业化应用Bt玉米防治欧洲玉米螟Ostrinia nubilalis(Hübner)等鳞翅目害虫的实践证明,其不可避免地胁迫靶标害虫产生遗传分化,出现新的抗性种群。研究精准有效的抗性检测方法,将为抗性监测和抗性治理策略的有效性提供科学依据。本研究基于高通量测序获得的亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis(Guenée)转录组数据,应用MISA (MicroSAtellite)软件搜索SSR位点,从61 622条EST(Expressed Sequence Tag)序列中获得了3 467个SSR位点。通过设计、筛选,共获得3 316对特异性引物,从中挑选了150对引物进行PCR扩增,共有51对扩增出目的条带,对亚洲玉米螟敏感种群(ACB-BtS)及5个Bt毒素抗性种群(ACB-AbR、ACB-AcR、ACB-AhR、ACB-FR、ACB-IeR)进行多态性检测,最终得到20条高多态性引物。利用这20对微卫星引物共检测到126个等位基因,平均每个位点6.3个。不同Bt抗性种群间产生了一定程度的遗传分化,种群间的平均遗传分化系数(F_(st))为0.195 9,即说明种群间的遗传变异为19.6%。根据遗传距离建立了UPGMA系统发育树,显示6个种群的相似度,即ACB-AbR与ACB-AcR相似度高。种群变异相似度规律与已报道的亚洲玉米螟对各Bt毒素的交互抗性规律相一致。本研究发现的SSR位点可作为亚洲玉米螟不同Bt毒素抗性种群的分子检测方法。     

新疆亚洲玉米螟暴发成灾驱动机制分析及其治理对策

亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis (Guenée)为新疆玉米生产中的主要害虫, 2010年以来呈整体暴发态势, 并造成了极为严重的产量损失, 已成为制约当前新疆玉米高产稳产和粮食产能提升最重要的害虫, 然而有关其暴发成灾的驱动机制尚不清楚。为此, 本文通过分别概述近年来新疆气候、作物种植结构、栽培耕作措施以及亚洲玉米螟田间发生世代的变化情况, 综合分析了上述变化对亚洲玉米螟越冬幼虫存活、个体生长发育、取食偏好和种群增殖扩张等方面造成的具体影响。在此基础上, 结合已有大量研究成果, 系统解析了新疆绿洲生态区亚洲玉米螟种群暴发成灾的驱动机制。此外, 本文还介绍了新疆植保科技工作者在亚洲玉米螟综合治理技术研究与应用方面取得的相关成果, 简述了田间治理采取的措施和取得的防治成效, 最终为亚洲玉米螟的持续有效治理提供一定参考。     

吉林省亚洲玉米螟的发生规律

通过对玉米秸秆垛中越冬代亚洲玉米螟的调查数据分析,明确了吉林省中部地区(公主岭)越冬代玉米螟蛹的始见期、始盛期、高峰期、盛末期和终见期.通过对田间系统调查数据分析,明确了一、二代玉米螟卵的始见期、始盛期、高峰期、盛末期和终见期.一代玉米螟卵的孵化率达90%以上,卵很少被寄生和捕食,一代幼虫化蛹率为89%～94%.二代玉米螟的田间整个落卵期卵粒赤眼蜂寄生率达70%,卵被捕食和脱落很少,在9月12日左右二代老龄幼虫占92.7%,未见二代幼虫化蛹.研究表明吉林省中部地区玉米螟已由每年发生1.5代转变为每年发生2代.并对导致世代数变化的可能原因进行了讨论.     

亚洲玉米螟为害程度与产量损失研究

在春玉米上人工模拟亚洲玉米螟自然发生情况,玉米螟为害主要影响单穗净重、百粒重。结果表明,不同品种、不同生育期接虫和不同接虫量对产量的影响不同。沈单16号玉米1代接虫为害最重,产量损失为17.72%;丹玉39号玉米1、2代复合接虫为害最重为14.61%。接卵0、0.5、1、2、4块/株之间单穗净重差异显著。     

湿度对复苏后越冬玉米螟幼虫的影响

在相对湿度２０％～１００％的环境中,越冬复苏后的亚洲玉米螟虫体重量均有所下降,不同湿度下虫体重量下降幅度差异明显。低湿条件下虫体重量下降幅度明显大于高湿,湿度在４０％以下时虫体重量下降趋于稳定。复苏后玉米螟死亡率与湿度呈负相关,２０％～４０％低湿条件下玉米螟不能化蛹,８０％～１００％高湿条件下能够化蛹,但最大化蛹率仅为４％和１０％。     

亚洲玉米螟危害蛀孔在春玉米上的分布及其与产量损失的关系

亚洲玉米螟1、2代幼虫在河北张家口春玉米上的危害蛀孔 ,分布在雌穗着生节 (含穗柄 )及其上、下1～3节上的百分比分别为89.9%和85.7%。 1代幼虫蛀孔42.0%分布在雌穗下 1～3节 ,26.8%分布在雌穗上1～3节 ,每株平均有1.8个和2.1个蛀孔。玉米品种逐单 1号和自 330分别减产 19.3%和 23.5%。蛀孔数与产量呈极显著负相关 ,每株增加 1个蛀孔 ,两个品种产量损失率分别为 11.04%和 13.17%。雌穗上部 1个蛀孔的产量损失系数为3.9和 2.9,雌穗下部 1个蛀孔为 16.4和 12.4。 2代幼虫蛀孔 45.7%分布在雌穗以上茎节 ,28.5%分布在雌穗以下茎节 ,每株有 1～6个蛀孔时 ,蛀孔数与产量损失相关系数均未达到 5%的显著标准。