作物转Bt抗虫基因育种研究进展

本文概述了Bt抗虫基因的特性及其人工合成和转导技术 ,并根据转Bt基因作物种质的特点和遗传缺陷 ,总结了进行转Bt基因作物育种改良的策略 ,介绍了国内外转Bt基因植株鉴定、筛选技术和育出的优良品系及商业化生产状况 ,讨论了Bt抗虫基因在育种应用中存在的问题及其解决途径     

转Bt基因棉粉碎叶、蕾样Bt蛋白降解

以转Bt基因棉Bt冀668为材料,室内采用ELISA法,测定粉碎叶、蕾样Bt蛋白在土壤、水中不同时间的残留量以及不同环境处理下的残留量,以研究转Bt基因棉粉碎叶、蕾样Bt蛋白在不同基质中的降解动态以及与环境影响因子的关系.结果显示,粉碎叶、蕾样Bt蛋白分别在熟土、生土和水中前40d、48d取样天数间的残留量差异显著,中...     

转Bt基因作物对丛枝菌根真菌的影响研究进展

在过去的十年里，世界范围内转基因作物尤其是抗虫性转Bt基因作物的品种和种植面积迅速增加。同时，转Bt基因作物的环境安全性评价问题成为人们关注和研究的热点。丛枝菌根真菌（AMF）是生态系统中普遍存在的土壤微生物，能与绝大多数植物种类形成共生关系，在农业生态系统中起重要作用。转Bt基因作物环境释放后，其与AMF问的共生关系是否受所转入Bt基因的影响，以及影响机制需要及时研究。为此，综述了转Bt基因作物与AMF共生特征方面的研究进展，并根据Bt毒素发生的空间和时间规律提出了危害机制以及转Bt基因植物的规模化种植将降低农田系统中的AMF的生物多样性的观点。     

我国转Bt抗虫基因棉杀虫活性的时间与空间动态分析

利用我国研制的转Ｂｔ抗虫基因棉ＧＫ－１２品系,系统测定了对棉铃虫杀虫活性的时间与空间动态。结果表明,转Ｂｔ抗虫基因棉相同部位叶片的杀虫活性随着棉花的生育期呈下降的趋势,并在盛花期之后显著降低;各花器的杀虫活性在田间棉铃虫第三代期明显高于第四代期;在模拟棉铃虫田间自然取食的条件下,第四代期的幼虫世代存活率明显高于二代期,有０．４％的幼虫可以发育至蛹期。转Ｂｔ抗虫基因棉不同器官杀虫活性的顺序为：叶〉蕾     

外源DNA导入植物技术的发展及其在作物育种中的应用

本文综述了 2 0年多来外源DNA导入植物技术的研究进展 ,着重介绍了该技术在作物育种中的应用及其可靠性和可行性的实验验证。     

Bt汰选棉铃虫对转基因棉花的适应性研究

用Bt粉剂、转Bt基因棉叶汰选获得的低抗棉铃虫种群，在室内测定其对转Bt基因棉叶的适应性，结果表明两次选种群对转基因棉叶的反应有相同趋势。虽然两汰选种群在转基因棉叶上幼虫存活率比同源敏感种群提高，但存活幼虫体重、蛹重比取食常规棉叶的明显减轻，幼虫历期明显延长。比较抗、感种群在转基因棉花不同生长季节的生长，抗性种群化蛹率的提高，主要在转基因棉花生长后期，而在转基因棉花生长前期（6月下旬）开始取食的抗性初孵幼虫与敏感种群一样，仍不能化蛹，结果表明，室内用转Bt基因棉叶、Bt粉剂汰选的两低抗水平种群，在转基因棉花上适应性明显提高，但存活幼虫生长发育不正常。     

转Bt基因抗虫杂交棉与其亲本的光合能力比较

利用Li 64 0 0光合测定系统对抗虫杂交棉鲁棉 1 5号杂种 (F1)及其父本 (M)、母本 (F)光合日变化的研究表明 ,F1的光合日变化在测定的 4个生育阶段皆呈单峰曲线 ,未出现午休 ,其净光合速率 (Pn)在铃期前一直高于M和F ,铃期界于M和F之间 ,表现出极强的光合能力 ,这是杂种F1生长势强、产量高的重要生理基础。文中提出 ,F1与M和F之间Pn的差异以及午休的发生可能是光合调控基因时空表达差异的结果     

绿盲蝽在转Bt基因抗虫棉的发生动态及其为害研究

试验研究转Bt基因抗虫棉对非目标害虫绿盲蝽田间种群的影响结果表明,绿盲蝽在转单价抗虫棉(GK-12)与其亲本上的种群数量整个发生期无显著差异,但二代绿盲蝽对“GK-12”的危害程度大于对其亲本的危害,而对双价抗虫棉(SGK321)与其亲本的种群发生数量及其受害程度均无显著差异,“GK-12”比“SGK321”被害指数高1.27倍。绿盲蝽在单价抗虫棉“GK-12”上的发生为害有加重趋势,而在双价抗虫棉“SGK321”上的发生程度却受到一定抑制。     

转Bt基因棉对土壤无脊椎动物群落结构的影响

采用干、湿漏斗分离法,运用群落生态学方法,研究了转Bt基因棉"GK12"和"新棉33B"对棉田0～15 cm土层土壤无脊椎动物群落结构的影响.结果表明,线虫和螨类为棉田土壤无脊椎动物优势类群,其频度分别为54%以上和18%以上,与亲本常规棉"泗棉3号"相比,"GK12"提高了土壤线蚓数量,但降低了某些土壤无脊椎动物类群(如同翅目、目和双翅目)的数量;两种Bt棉田中,"新棉33B"棉田的同翅目昆虫数量显著高于"GK12",蜘蛛目数量显著低于"GK12"棉田,其他土壤无脊椎动物类群的数量则基本上无显著差异."GK12"显著降低了土壤无脊椎动物类群的丰富度、多样性和均匀度;两种Bt棉中,"新棉33B"棉田土壤无脊椎动物类群的丰富度、多样性和均匀度较高.Renyi多样性指数曲线也表明,"GK12"棉田各土层土壤无脊椎动物群落的多样性均显著低于"泗棉3号"棉田;"新棉33B"棉田各土层土壤无脊椎动物群落的多样性高于"GK12",但10～15 cm土层常见类群和优势类群的多样性较低.在各土层中,土壤无脊椎动物数量、多样性指数和均匀度指数动态在不同类型棉田趋势基本相同.7～11月期间,10月是土壤无脊椎动物数量的高峰期,此时在"泗棉3号"棉田土壤无脊椎动物在0～5 cm的表层和10～15 cm的深层土壤均较多,在"GK12"和"新棉33B"棉田则集中于10～15 cm的深层土壤.11月, "泗棉3号"土壤无脊椎动物类群的多样性和均匀度呈下降趋势,"GK12"则呈上升趋势.可见,种植Bt棉"GK12"可改变某些土壤无脊椎动物类群的数量,降低类群的丰富度、多样性和均匀度;两种Bt棉田的土壤无脊椎动物群落结构也有一定的差异,"新棉33B"棉田土壤无脊椎动物群落的多样性高于"GK12".     

植物次生代谢物的自毒作用及其与连作障碍的关系

连作障碍问题的发现已有上千年的历史,但对其发生机理和克服措施还没有取得突破。本文分析了植物次生代谢物的种类及其产生机理、次生代谢物的自毒作用、植物对自产的次生代谢有毒物质的抗性机制及其形成时序等,认为次生代谢物对新生植物的自毒作用是连作障碍发生的关键因素之一,并在此基础上提出了克服连作障碍的几种途径。     

转Bt抗虫棉和土壤营养与红叶茎枯病严重度的关系

在棉田土壤营养丰富的条件下,观察了转Bt基因抗虫棉和非抗虫棉对红叶茎枯病的感病性。结果表明,转Bt抗虫棉的发病程度均高于非抗虫棉,前者的发病率、病情指数依次为47．95％～79．45％和12．95～28．25;后者的发病率、病情指数依次为32．12％～55．06％和9．09～15．75;两类品种间的发病率差异显著(P<0．05)。N、P、K不同用量配方施肥试验结果表明,各处理间红叶茎枯病的严重度和皮棉产量均无显著差异(P>0．05),表明增施K肥或N、P、K肥配施,对减轻抗虫棉红叶茎枯病的严重度无明显作用。据此提出了红叶茎枯病减灾的新理论和新方法。     

转Bt基因抗虫棉对中华草蛉发育及繁殖的影响研究

以2种转Bt基因抗虫棉和1种常规棉上的棉蚜饲喂中华草蛉,试验研究Bt毒蛋白对捕食性天敌的影响结果表明,不同处理间中华草蛉幼虫和茧的死亡率以及成虫获得率无显著差异,用混合棉蚜饲喂的中华草蛉幼虫与饲喂“泗棉3号”和“GK-12”的相比发育历期显著缩短(P<0.01),与用“新棉99B”饲喂的相比其发育历期也明显缩短(P<0.05),而分别以“泗棉3号”、“GK-12”和“新棉99B”上的棉蚜单独饲喂的幼虫发育历期无显著差异。不同处理间中华草蛉茧期、茧重和成虫性比差异不显著,成虫产卵前期和产卵期也无明显差异。而饲喂“新棉99B”的单雌产卵量高于饲喂“泗棉3号”和“GK-12”,且成虫寿命延长。幼虫期饲喂“泗棉3号”、“GK-12”和“新棉99B”上的蚜虫成虫产卵的孵化率无显著差异,而饲喂混合棉蚜时其后代卵的孵化率明显降低。     

Soil persistence of <Emphasis Type="Italic">Bacillus thuringiensis</Emphasis> (Bt) toxin from transgenic Bt cotton tissues and its effect on soil enzyme activities

A silty loam soil was incubated with the leaves and stems of two transgenic Bacillus thuringiensis (Bt) cotton varieties and nontransgenic Bt cotton to study the soil persistence of the Bt toxin from the decomposing transgenic Bt cotton tissues and its effect on soil enzyme activities. The results showed that after Bt cotton tissue amendment, Bt toxin was introduced into soil upon decomposition; about 50% of the introduced Bt toxin persisted in soil for at least 56 days. No Bt toxin was detected in the nontransgenic Bt cotton-amended soil; the amount of Bt toxin was the highest in the soil treated with the residue with the higher Bt toxin content. Activities of soil urease, acid phosphomonoesterase, invertase, and cellulase were stimulated by the addition of Bt cotton tissues, whereas activity of soil arylsulfatase was inhibited. Probably cotton tissue stimulated microbial activity in soil, and as a consequence, enzyme activities of soil were generally increased. This effect can mask any negative effect of the Bt toxin on microbial activity and thus on enzyme activities.     

转Bt基因棉叶对土壤微生物多样性的影响

应用Biolog方法研究了转Bt基因棉粉碎叶腐解对土壤微生物群落结构功能多样性的影响。取腐解10d、25d、40d、55d、70d土样分析土壤微生物群落多样性指数及土壤微生物对聚合物、胺类、氨基酸、糖、羧酸和其他类碳源利用情况。结果表明:在腐解过程中,转Bt基因棉粉碎叶土壤微生物群落丰富度下降,群落多样性显著降低,而群落优势集中性明显提高;转Bt基因棉粉碎叶影响了土壤微生物群落对碳源的利用程度,表现为可显著增加对糖类、胺类和氨基酸类碳源的利用,初期显著降低对羧酸类碳源的利用,对聚合物类和其他类碳源的利用率无显著影响;主成分分析表明转Bt基因棉粉碎叶对土壤微生物群落原有结构功能影响具有持续性。     

外源Bt基因导入对棉花叶片维管束汁液的生化物质含量及烟粉虱种群增殖的影响

以转Bt基因棉花"国抗22"和常规棉亲本"泗棉3号"为试材,研究外源Bt基因导入对棉花叶片维管束汁液中营养物质和次生物质含量以及烟粉虱种群增殖的影响.结果表明,和"泗棉3号"相比,"国抗22"叶片维管束汁液中可溶性糖含量较低;单宁浓度苗期较低,但花铃期两个品种无明显差异;花铃期游离氨基酸总量无明显差异,但谷氨酸、脯氨酸、丙氨酸含量均明显高于"泗棉3号";在苗期和花铃期两品种棉花叶片维管束汁液中均未检测到棉酚.取食苗期和花铃期"国抗22"棉花的B型烟粉虱内禀增长率rm分别比取食"泗棉3号"对应生育期的高13.7%和20.2%.研究表明,外源Bt基因的导入影响转基因棉花中可溶性糖、游离氨基酸和其他抗生物质的合成,从而影响烟粉虱的种群发展.     

Comparison of transgenic Bt rice and its non‐Bt counterpart in adaptability to nitrogen deficiency

Resistances of newly bred Bacillus thuringiensis (Bt) crops have been dramatically improved because of the effective and high expression of Bt protein in the plant. However, poorer adaptabilities to environmental stresses were observed in some Bt crops compared to their non‐Bt counterparts. The biological reasons for the poorer adaptabilities were still unclear. A nitrogen (N) deficiency experiment was conducted to investigate variations in growth and physiology characteristics of a newly bred Bt rice [Oryza sativa L. line MH63 (Cry2A*)] compared to its non‐Bt counterpart MH63. MH63 (Cry2A*) showed lower grain yields and lower biomass under low N levels compared to MH63. Earlier leaf senescence associated with disorder in protein metabolism was observed in MH63 (Cry2A*) when the N concentration was lower than 13.50 mg g^?1 in MH63 (Cry2A*) leaves and the ratio of Bt protein to soluble protein (BT : SP) was higher than 2203 μg g^?1 in MH63 (Cry2A*) leaves. The lower grain yield, the lower biomass and the earlier leaf senescence associated with disorder in protein metabolism in MH63 (Cry2A*) were correlated to the high BT : SP in MH63 (Cry2A*) leaves. The results suggest that MH63 (Cry2A*) has a poorer adaptability to N deficiency compared to its non‐Bt counterpart MH63. This poorer adaptability might be related to the high Bt protein expression in MH63 (Cry2A*).     

土壤含水量、温度对Bt棉间苗叶、蕾Bt蛋白降解的影响

为了解土壤环境因子对Bt棉Bt蛋白降解的影响,为Bt棉生态风险性评价提供依据,室内采用ELISA法,研究了土壤不同含水量、温度影响下,Bt棉间苗叶、蕾Bt蛋白在土壤中的降解动态,并用指数模型对Bt蛋白降解动态进行拟合,估算了DT50和DT90。结果表明:不同含水量、温度条件下,Bt棉间苗叶和蕾Bt蛋白在取样第48 d,就降解了初始量的56.18%~93.26%,表明Bt蛋白前期在土壤中能快速降解,后期稳定下降。70%土壤持水量、35℃下Bt蛋白在前期降解最快,DT50(降解50%Bt蛋白所需时间)为12.29 d(间苗叶)和10.07d(蕾),DT90为41.06 d(间苗叶)和33.96 d(蕾)。适宜条件下,Bt蛋白在土壤中可被完全降解。土壤温度和含水量均会显著影响Bt蛋白在土壤中的降解。取样前期(32 d前)土壤温度和含水量对Bt蛋白降解有显著交互作用。温度是影响Bt蛋白降解的主要因子,同一含水量下,随温度升高,Bt蛋白降解速率加快。同一温度,100%土壤持水量条件下,Bt蛋白降解速率最慢,在较高温度(25℃和35℃),70%土壤持水量条件,Bt蛋白在前期(32 d或48 d前)降解速率显著快于50%土壤持水量条件。本研究表明,较高温度和适宜土壤含水量有利于Bt蛋白前期快速降解。