Bt棉功能叶氮代谢对Bt蛋白表达及氮肥调节的响应

为评价外源Bt基因插入以及氮肥对Bt棉功能叶Bt蛋白表达及氮代谢的影响,对Bt棉功能叶Bt蛋白含量,硝酸还原酶、谷丙转氨酶和蛋白酶活性,可溶性蛋白质和全氮含量等指标进行了测定。结果表明:Bt棉功能叶Bt蛋白含量在蕾期最高,此后,随生育进程呈显著下降。与常规棉相比,Bt棉功能叶硝酸还原酶活性提高,在前中期谷丙转氨酶活性显著提高且有利于可溶性蛋白质的合成,前期全氮含量显著增加,对蛋白酶活性没有明显影响。Bt棉功能叶Bt蛋白含量与硝酸还原酶活性、可溶性蛋白质和全氮含量呈显著正相关,表明Bt棉前期增强的氮代谢促进了Bt蛋白的表达。施氮肥明显提高Bt棉中后期功能叶硝酸还原酶活性、可溶性蛋白质含量和Bt蛋白的表达。基施和初花期各50%的效应显著大于全部基施,而在基施氮肥基础上,初花期增施50%的氮肥效应最明显。与常规棉比较,施氮肥更有利于Bt棉中后期功能叶硝酸还原酶活性、可溶性蛋白质含量提高。     

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Bt基因抗虫棉Bt毒蛋白表达量的时空变化

采用抗体夹心ELISA技术 ,对转Bt基因抗虫棉植株中Bt毒蛋白含量进行了测定。结果表明 :Bt基因在所检测的器官中均有表达 ,但是不同器官中的Bt毒蛋白含量明显不同。在苗期全展功能叶中Bt毒蛋白含量最高 ,根、茎和叶柄中含量较低 ;不同生育期的功能叶中Bt毒蛋白含量差异显著。Bt毒蛋白含量在苗期叶片中最高 ,蕾期次之 ,花铃期最低。随着棉花生长发育进程的推进 ,Bt基因在叶片中的表达强度逐渐减弱。Bt基因在棉株体内的表达随着器官的不同 ,生育时期的不同而表现出时空动态变化。     

种植密度对转Bt棉纤维杀虫蛋白表达量及氮代谢的影响

为了探讨种植密度对转基因抗虫棉纤维中杀虫(Bt)蛋白表达量的影响及其氮代谢机制,以Bt棉常规种泗抗1号和Bt棉杂交种泗抗3号为试验材料,比较1.5× 104、3.0×104、4.5×104、6.0×104、7.5×104株·hm-2五个种植密度下转Bt棉杀虫蛋白表达量及其氮代谢的差异.结果 表明,纤维中Bt蛋白表达量随...     

盐胁迫对甘薯叶片氮代谢的影响

以胜利百号,栗子香,徐薯１８等３个甘薯品种为材料,对盐胁迫下甘薯氮代谢进行了研究。结果显示,盐胁迫下甘薯叶片总氮含量下降,游离氨基酸迅速累积,叶绿素含量下降,ＲＮＡ及ＤＮＡ降解,ＲＮＡ／ＤＮＡ值下降,游离脯氨酸迅速累积,硝酸还原酶活力下降且伴着其底物累积和产物下降。说明盐胁迫下甘薯氮代谢系统失调是造成其植株失绿变黄,并最终导致其减产的主要原因之一。     

盐胁迫对甘薯叶片氮代谢的影响

以胜利百号、栗子香、徐薯１８等３个甘薯品种为材料,对盐胁迫下甘薯氮代谢进行了研究．结果显示,盐胁迫下甘薯叶片总氮含量下降,游离氨基酸迅速累积,叶绿素含量下降,ＲＮＡ及ＤＮＡ降解、ＲＮＡ／ＤＮＡ值下降,游离脯氨酸迅速累积,硝酸还原酶活力下降且伴随着其底物（ＮＯ３－）累积和产物（ＮＯ２－）下降．说明盐胁迫下甘薯氮代谢系统失调是造成其植株失绿变黄,并最终导致其减产的主要原因之一．     

幼苗期转Bt基因抗虫棉对盐胁迫的反应及耐盐机理研究

【目的】研究转Bt基因抗虫棉对盐胁迫的反应,旨在揭示棉花的耐盐机理。【方法】以转Bt基因抗虫棉"鲁棉研16"为材料,在棉花幼苗长到3片真叶时进行盐处理(NaCl含量分别为0(CK),2.6,4.2 g/kg),测定盐胁迫下转Bt基因抗虫棉的各种生理生化指标。【结果】盐胁迫使转Bt基因抗虫棉幼苗叶片光合速率(Pn)呈先下降后上升再下降的趋势,蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)均呈先上升后下降的趋势,胞间CO2浓度呈先上升后下降再上升的趋势。与对照相比,盐胁迫处理叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b含量升高,叶绿素a/b降低。脯氨酸和可溶性糖含量在盐胁迫初期升高,后期下降。盐胁迫处理MDA和类胡萝卜素含量增加,POD活性升高。随着NaCl含量的增加,不同组织中Na+含量的变化趋势不同,K+含量变化趋势相同。【结论】盐胁迫条件下,棉花耐盐的主要机理是通过提高POD活性和类胡萝卜素含量抵抗过氧化,通过合成和积累脯氨酸、可溶性糖等有机物质抗拒脱水。在组织水平上未发现有利于提高棉花耐盐性的离子区域化分布。     

高温胁迫对Bt转基因棉叶片毒蛋白含量的影响

以科棉1号为试验材料，研究连续48h的40℃高温胁迫对棉花果枝叶片游离氨基酸、可溶性蛋白和Bt毒蛋白含量的影响。结果表明：高温胁迫后叶片游离氨基酸含量一直增加，其中以胁迫后12h内增加速度最快；可溶性蛋白含量急剧下降，胁迫后24h内下降最快；叶片Bt毒蛋白含量的变化趋势与可溶性蛋白基本一致。高温胁迫后可溶性蛋白含量与Bt毒蛋白含量呈极显著正相关，游离氨基酸含量则与Bt毒蛋白含量呈极显著负相关。与盛花期相比，结铃盛期高温胁迫对Bt毒蛋白含量的影响更大。     

Bt转基因棉氮代谢生理变化的研究

在田间条件下,对Bt杂交棉科棉1号和常规棉新洋822及其亲本的氮代谢生理情况进行研究。结果表明：Bt棉的氮代谢较强,以盛铃期最为明显,表现为叶片全氮含量明显升高,科棉1号和新洋822在盛铃期分别比亲本增加36．01％和18．96％．而棉铃全氮含量显著下降。氨基酸和可溶性蛋白质含量显著提高,盛铃期科棉1号和新洋822叶片游离氨基酸分别增加10．86％和9．44％,可溶性蛋白分别增加9．82％和8．31％。叶片硝酸还原酶(NR)、丙酮酸转氨酶(GPT)活性增强,科棉1号和新洋822盛蕾期NR活性比其亲本分别高28．37％和12．83％;GPT活性在盛蕾期和盛铃期比亲本分别增加10．51％、4．38％和39．04％、29．05％,蛋白酶活性则明显下降。因此对于Bt基因导入的棉花品种在推广应用过程中应及时调控棉株氮代谢生理强度,以保持营养生长和生殖生长的平衡。     

源库调节对转Bt基因棉花中与抗虫性相关的棉铃氮代谢的影响

以转Bt基因抗虫棉小铃品种泗抗1号和大铃品种科棉6号为材料,于2009～2010年在扬州大学实验农牧场进行了源库调节对棉铃氮代谢影响的试验。结果表明,与对照相比,去除棉株每张叶片的一半后,体积膨大期棉铃铃重变小,氮代谢有关化合物含量和酶活性提高,且大铃品种科棉3号受影响较大;整株均匀去除一半蕾,则使得铃重变大,氮代谢有关化合物含量和酶活性下降,仍然是大铃品种受影响较大。相关分析结果表明,源库调节下体积增大期棉铃氮代谢强度与铃重基本上呈显著或极显著负相关。因此转Bt基因棉花群体源小库大或源大库小均不利于棉铃生理氮代谢与棉铃发育的协调,同样不利于产量和抗虫性的协同表达。     

转Bt基因抗虫棉33B的氮素代谢特征

以转B t基因抗虫棉新棉33B及其常规棉对照品种泗棉3号为材料,探讨转B t基因抗虫棉氮素代谢特征。结果显示:转基因抗虫棉33B主茎功能叶片中的全N含量、可溶性蛋白含量、硝酸还原酶(NR)活性以及主要氨基酸总量和游离氨含量均高于常规棉,其氮代谢十分旺盛;转基因抗虫棉33B的棉铃对位叶、铃壳中的全N含量亦高于常规棉,表明转基因抗虫棉33B具有较强的源、库生理优势。但在棉铃发育中后期,转基因抗虫棉33B营养物质向棉铃运输速度比常规棉低,从而导致单铃重减轻,衣分下降。     

温度和土壤水分与Bt棉铃壳中杀虫蛋白表达关系及其氮代谢生理机制

【目的】明确温度和土壤水分对Bt棉杀虫蛋白含量及其氮代谢活性的影响,为生产中Bt棉抗虫性的安全稳定利用提供理论参考。【方法】2016-2017年以转Bt抗虫基因抗虫棉常规品种泗抗1号（SK1）和杂交种泗抗3号（SK3）为材料,采用盆栽法,设置29℃、32℃、35℃、38℃ 4个温度水平,土壤最大持水量的80%、70%、60%、50%、40% 5个土壤水分水平,观察温度和土壤水分对Bt棉铃壳杀虫蛋白含量的影响,各处理持续胁迫4 d。2016年主要研究各处理对Bt棉铃壳中杀虫蛋白含量的影响;在此基础上,2017年进一步探讨各处理对铃壳中可溶性蛋白含量、谷氨酸草酰乙酸转氨酶（GOT）、蛋白酶、肽酶活性的影响。【结果】SK1和SK3杀虫蛋白含量均在32℃、最大持水量为60%时最高,分别达到471.1 ng·g^-1 FW和351.7 ng·g^-1 FW。在同一土壤水分条件下,32℃最利于SK1和SK3杀虫蛋白表达;同一温度条件下,最大持水量60%利于SK1和SK3杀虫蛋白表达。对杀虫蛋白含量与温度和土壤水分关系进行二元多项式回归分析发现,Bt棉杀虫蛋白含量（Y）与温度（X₂）和土壤水分（X₁）呈二元二次方程关系,其中SK1、SK3相关方程分别为Y=-3230.2+17.2X₁+199.1X₂-0.3X₁²-3.7X₂²-0.7X₁X₂ （r＝0.829^**）、Y=-3322.0+40.7X₁+145.2X₂-0.3X₁²-2.0X₂²-0.3X₁X₂（r＝0.739^**）。SK1的杀虫蛋白表达量最大的温度和土壤水分条件为31.8℃、57.8%,SK3为33.2℃、60.8%。氮代谢相关生理特征表明,SK1和SK3均表现为在32℃和土壤含水量为60%处理下,棉铃中可溶性蛋白含量、谷氨酸草酰乙酸转氨酶（GOT）活性较高,蛋白酶、肽酶活性较低;杀虫蛋白含量与可溶性蛋白和GOT活性呈极显著正相关关系（r＝0.613**;r＝0.735**）,与蛋白酶活性和肽酶活性呈极显著负相关关系（r＝-0.724**;r＝-0.738**）。【结论】温度和土壤水分通过调控蛋白质分解和合成,共同影响Bt棉杀虫蛋白表达,且与其含量呈二元二次方程关系。     

高温干旱下缩节胺通过调节碳和氨基酸代谢提高Bt棉杀虫蛋白含量的生理机制

【目的】探讨高温干旱胁迫下缩节胺（mepiquat chloride,DPC）调控Bt(Bacillus thuringiensis)棉杀虫蛋白含量的生理机制,为高抗虫性Bt棉品种选育及高产高效栽培提供理论依据。【方法】2020—2021年以转Bt抗虫基因抗虫棉品种泗抗3号为材料,采用盆栽法,在人工气候室进行高温干旱胁迫,胁迫开始后立即用20 mg·L-1 DPC和清水（对照）喷施。7 d后测定铃壳杀虫蛋白含量、α-酮戊二酸含量、丙酮酸含量以及谷氨酸合酶活性、谷氨酸草酰乙酸转氨酶活性、可溶性蛋白含量、游离氨基酸含量。并进行转录组测序,利用DESeq进行差异基因分析,通过GO富集和KEGG Pathway数据库注释参与DPC调节杀虫蛋白含量的差异表达基因。【结果】与清水对照相比,DPC可显著提高高温干旱条件下Bt棉铃壳中杀虫蛋白含量,提高幅度达4.7%—11.9%。在碳代谢方面,α-酮戊二酸含量、丙酮酸含量提高46%—57%和25%—29%;在氨基酸代谢方面,谷氨酸合酶活性、谷氨酸草酰乙酸转氨酶活性、可溶性蛋白含量、游离氨基酸含量分别提高32%—44%、30%—40%、28%和22%—2...     

不同样品前处理对转基因棉Bt蛋白含量测定的影响

[目的]寻找一种稳定、准确、灵敏度高的检测转Bt植物中Bt杀虫蛋白的方法。[方法]比较几种ELISA方法检测Bt杀虫蛋白的效果,并就样品前处理方式以及温育时间、显色时间等影响因子进行分析。[结果]自制抗体法较试剂盒更为灵敏,其同一时期同一组织的Bt蛋白含量显著高于试剂盒,但不同方法对Bt蛋白含量的检测结果在时空表达变化的趋势上基本一致。样品在液氮研磨后抽提5或8 h,对检测结果影响较小,差异未达显著水平;匀浆机研磨过滤后离心与否,对检测结果影响较小。从样品前处理方式看,匀浆机较液氮研磨对样品组织蛋白的萃取效率更高,其检测结果显著高于液氮研磨处理的样品,差异达显著水平。温育时间和显色时间的延长会增加样品的吸光值,对蛋白含量检测值有一定影响,但差异不显著。[结论]不同样品前处理方式对转基因棉Bt蛋白含量测定存在显著影响。     

利用Dot-ELISA检测Bt棉杀虫蛋白的研究

用苏云金芽孢杆菌HD-1和HD-68晶体杀虫蛋白的碱溶产物作为抗原,制备相应的抗血清,建立了检测Bt杀虫蛋白的Dot-ELISA,可检测Bt杀虫蛋白的最低水平为87.5ng/ml。用Dot-ELISA对2个转基因抗虫棉和它们的亲本进行了检测,并与生物学测定的抗虫性进行比较,结果基本一致。因此,对测定大批量转基因抗虫棉的抗虫性,Dot-ELISA是一个快速、敏感、特异、有效的方法。     

转Bt基因棉对棉铃虫生长发育及繁殖的影响

以转Ｂｔ（Ｂａｃｉｌｕｓｔｈｕｒｉｎｇｉｅｎｓｉｓ）基因棉品系Ｒ９３－４为试验材料,以常规棉品种中棉所１２为对照,研究了转Ｂｔ基因棉对棉铃虫生长发育与繁殖的影响。结果表明：１～４龄棉铃虫幼虫连续取食转基因棉最终不能存活,５龄和６龄幼虫的存活率分别为３７９％～８５６％和６３４％～９６５％;５龄棉铃虫幼虫取食转基因棉后,体重和蛹重分别减轻１８７％～５７２％和３５％～３６２％,化蛹率和羽化率分别降低４８２％～８７５％和６６７％～１００％,产卵量和卵孵化率分别降低５０１％～６９７％和８０６％～８７８％;取食转基因棉的花粉后,成虫的产卵量和卵孵化率分别比对照降低５９８％和７２１％