转Bt基因玉米对亚洲玉米螟的抗性及其农艺性状研究

以普通玉米杂交组合N3030、N4640为对照,通过盆栽接虫试验和田间调查,系统研究了转Bt基因玉米杂交组合N3030Bt和N4640Bt对亚洲玉米螟的抗虫效果和主要农艺性状变化。结果表明,转Bt基因玉米对亚洲玉米螟产卵无驱避作用,但花叶率、茎秆和雌雄穗的受害程度均明显轻于对照;转Bt基因玉米的生育期、株高、穗位高、穗长、穗粗等与对照差异不大,秃尖长明显短于对照,穗粒数和产量明显高于对照。     

转Bt基因玉米的抗螟性及产量分析

在玉米心叶期和穗期对3个转Bt基因玉米品种及其相对应的受体品种进行人工接虫,分析了转Bt基因玉米对玉米螟的抗性及对产量损失的影响。结果表明：转Bt基因玉米在玉米心叶期,对一代玉米螟表现为高抗;在穗期,对二代玉米螟也表现高抗。在接虫条件下,转Bt基因玉米可以减少产量损失30%以上。因此,种植转Bt基因玉米具有明显增产作用和经济效益。     

转Bt基因抗虫玉米发展状况及对非靶标昆虫的影响

转Bt基因抗虫玉米是目前商品化进程最快的转基因作物之一,并被广泛应用于农业生产,其抗虫性和经济效益已得到普遍肯定,但外源基因的导入一定程度上改变了玉米自身的基因序列,因此转Bt基因抗虫玉米对生态安全的影响也备受关注。本文从转Bt基因抗虫玉米发展现状及对非靶标昆虫影响的角度对转Bt基因玉米的安全性研究加以综述。     

转Bt基因玉米对根际土壤细菌遗传多样性的影响

连续两年在田间自然状态下,采用PCR-DGGE方法研究6个不同生育期种植转Bt基因玉米MON810对根际土壤细菌群落遗传多样性的影响。结果表明,2008年,同一生育期内转Bt基因玉米与非Bt基因玉米根际土壤细菌16S rDNA DGGE指纹图谱相似,细菌群落的遗传物质组成差异不显著,仅在抽丝期和乳熟期Bt玉米出现两条差异条带。2009年,苗期、拔节期、喇叭口期、抽雄期4个生育期两种玉米出现差异条带,抽丝期和乳熟期无差异条带。对DGGE图谱条带进行克隆测序,部分图谱中的条带所代表的DNA序列相同,最终得到51条DNA序列,共涉及主要细菌门类8个,典型差异条带分别属于芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）、变形菌门（Proteobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）。总体来看,与不同品种相比,不同生育期、不同年份间细菌群落差异更为显著,Bt蛋白的积累对根际细菌群落变化有一定影响。     

转Bt基因玉米的抗螟性及产量分析

在玉米心叶期和穗期对3个转Bt基因玉米品种及其相对应的受体品种进行人工接虫,分析了转Bt基因玉米对玉米螟的抗性及对产量损失的影响.结果表明:转Bt基因玉米在玉米心叶期,对一代玉米螟表现为高抗;在穗期,对二代玉米螟也表现高抗.在接虫条件下,转Bt基因玉米可以减少产量损失30%以上.因此.种植转Bt基因玉米具有明显增产作用和经济效益.     

转Bf基因玉米的抗螟性及产量分析

在玉米心叶期和穗期对3个转Bt基因玉米品种及其相对应的受体品种进行人工接虫,分析了转Bt基因玉米对玉米螟的抗性及对产量损失的影响。结果表明：转Bt基因玉米在玉米心叶期,对一代玉米螟表现为高抗;在穗期,对二代玉米螟也表现高抗。在接虫条件下,转成基因玉米可以减少产量损失30％以上。因此,种植转Bt基因玉米具有明显增产作用和经济效益。     

玉米胚乳突变基因ae1和du1的遗传效应

利用玉米ae1和du1隐性纯和突变自交系与普通玉米自交系48-2的杂交F₁、F₂代子粒为研究材料,通过单粒法测定子粒的直链淀粉含量和重量,用于分析玉米胚乳突变基因ae1和du1的遗传效应。结果表明：F₂代中具有ae1或者du1纯和突变的子粒表皮皱缩,重量明显下降,直链淀粉含量显著提高。在ae1与du1的杂交后代中,子粒的单粒重和直链淀粉含量没有显著变化,表明ae1与du1双突变并不能导致直链淀粉含量增加。单突变的ae1和du1群体内各子粒间的直链淀粉含量和重量差异较大,说明遗传背景中存在影响直链淀粉含量的修饰基因,表明在选育高直链淀粉玉米品系时,应当重视遗传背景的选择和修饰基因的累加。采用单粒法技术对分离后代进行直链淀粉含量和重量选择,有利于积累高直链淀粉修饰基因,是选育子粒饱满、高粒重的高直链淀粉玉米自交系的有效方法。     

玉米C型胞质雄性不育恢复基因Rf5的抑制基因的发现与鉴定

利用一个含有单基因Rf5的恢复系6233与6个C型不育系杂交，发现杂交组合Cms-C77×6233表现不育，(Cms-C77×6233)×6233的育性表现1∶1的分离，推测在不育系Cms-C77中存在一个显性抑制基因Rf-I，该基因只对恢复基因Rf5具有抑制作用。因此在玉米C型胞质雄性不育的三系选育过程中，为避免不育系背景中可能存在抑制基因的影响，应选择含有恢复基因Rf4的材料作为供体进行恢复系的选育工作，可以克服有些不育系的恢复系选育较难的问题。     

转BcBCP1基因耐盐碱玉米对田间节肢动物群落的影响分析

利用陷阱调查法跟踪调查全生育期转BcBCP1基因耐盐碱玉米田间地上主要节肢动物群落的种类和数量。结果表明,转BcBCP1基因玉米及其受体玉米自交系黄早四主要害虫、捕食性天敌、地上跳虫的种类和数量上差异不显著,推断耐盐碱转基因玉米的种植对田间节肢动物群落短期内无显著影响。     

转精氨酸酶基因ZmARG玉米株系AKF65的杂交组合鉴定及遗传稳定性分析

以转玉米精氨酸酶基因ZmARG的T_4代株系AKF65为试材,配置杂交组合,对组合进行农艺性状调查和产量性状鉴定,并将F_1进行回交,采用PCR分子检测手段分析ZmARG基因的遗传特性。结果表明,杂交组合合344×AKF65和WY-1-2×AKF65在株高、穗位高等性状上,与非转基因对照组合相比差异均不显著,在产量、单穗重、穗长等性状上显著高于对照组合,百粒重、粒宽和粒厚等性状上显著高于常规对照品种克玉15。BC1F1回交世代中ZmARG基因分离比例均接近1∶1,表明外源ZmARG基因为显性并稳定插入到基因组中。     

转基因抗虫玉米对亚洲玉米螟的抗性评价

采用田间人工接虫鉴定方法,根据玉米抗螟性田间鉴定评价标准,研究转基因玉米Bt799和NC6304YGRR对亚洲玉米螟的抗性.心叶期接虫试验结果表明,以食叶级别作为评价参数,2种转基因玉米对亚洲玉米螟具有良好的抗性,食叶级别均为1级;2种非转基因玉米食叶级别均大于7级.吐丝期接虫试验结果表明,以单株虫孔数、单株活虫数、单株隧道个数及单株隧道长度作为评价参数,2种转基因玉米对亚洲玉米螟抗性均显著高于各自对应的非转基因玉米.转基因抗虫玉米Bt799和NC6304YGRR田间抗虫效果良好,均能保护玉米在整个生育期内不受亚洲玉米螟危害.     

转酸性蛋白酶pepB基因玉米的分子鉴定与农艺性状分析

通过分子生物学技术把酸性蛋白酶pepB基因转入受体玉米自交系基因组中,培育转酸性蛋白酶pepB基因玉米新品系。以耐盐基因badh作为筛选标记性基因,经过抗性筛选,对T1、T2、T3代转基因植株进行PCR检测,得到14个T1代转基因阳性植株,32个T2代转基因阳性植株和27个T3代转基因阳性植株。Southern杂交结果表明,外源酸性蛋白酶基因已经整合进玉米基因组中。RT-PCR结果表明,酸性蛋白酶基因在受体玉米中获得表达,获得外源酸性蛋白酶pepB基因遗传表达的T3代转基因玉米株系。通过对T2、T3代转基因玉米各品系农艺性状的分析结果表明,转基因玉米各品系在株高、茎粗、穗长等农艺性状上与受体亲本没有差异,但生育期均有不同程度的缩短。     

玉米灌浆期3种鳞翅目害虫的空间分布

采用网格式取样200株玉米,整株剖秆调查亚洲玉米螟、桃蛀螟和棉铃虫在玉米上的数量,用地统计学的方法分析和模拟它们在田间的水平分布;采用生态位理论分析3种害虫在玉米植株上的生态位和种间竞争。结果表明,亚洲玉米螟、桃蛀螟和3种鳞翅目害虫整体在玉米田中的水平分布分别适合球形、高斯、球形模型拟合,均属于聚集分布。Kriging插值模拟图显示,亚洲玉米螟和桃蛀螟为核心分布型;在垂直分布上,雌穗上3种害虫数量最多,占总虫量的69.82%。亚洲玉米螟的基础生态位宽度最大,在整株玉米上都可危害;桃蛀螟则主要在玉米中、上部;棉铃虫基础生态位最窄,只在雌穗附近危害。3种害虫在玉米茎秆上种间竞争激烈,异种害虫无法共存;雌穗上种间竞争程度小于茎秆,异种害虫可以共存。     

两种赤眼蜂在甜玉米上的不同释放方式对治亚洲玉米螟效果的影响

为评价玉米植株上不同放蜂位置对两种赤眼蜂防治玉米螟效果的影响,采用盆栽控制试验,分别设置玉米心叶内、盆栽土壤表面及玉米叶片背部3个接蜂点,每点分别单独、混合释放两种赤眼蜂,研究同一蜂种不同释放方式对玉米螟的控害效果。结果表明,在同一位置接蜂,单独接玉米螟赤眼蜂和混合接蜂在卵块寄生率、卵粒寄生率、玉米螟卵中的总出蜂数等指标均高于单独接松毛虫赤眼蜂。当接入蜂种相同而位置不同时,在心叶内接蜂玉米螟卵粒寄生率最高,玉米螟赤眼蜂在心叶内接蜂的蜂卡羽化率高于土壤表面和叶片背部接蜂;松毛虫赤眼蜂在3个位置上差异不显著。在玉米心叶内单独释放玉米螟赤眼蜂或者混合释放赤眼蜂对玉米螟的防治效果最好。     

6种杀虫剂对玉米穗期主要鳞翅目害虫毒力及防效评价

为明确不同类别杀虫剂对玉米穗期主要鳞翅目害虫的防控应用前景,采用人工饲料混药法测定6种杀虫剂对棉铃虫(Helicoverpa armigera)、玉米螟(Ostrinia furnacalis)、桃蛀螟(Conogethes punctiferalis)幼虫的毒力,通过田间药效试验评价其对玉米穗期害虫的防治效果。室内毒力测定结果表明,氯虫苯甲酰胺、四氯虫酰胺、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、虫螨腈对棉铃虫、玉米螟、桃蛀螟具有较高的室内毒力,LC₅₀值分别在0.29～0.51、0.17～0.51、0.03～0.20、0.61～8.32 mg/L;辛硫磷毒力最低,对3种害虫毒力分别为127.76、80.57、62.11 mg/L。田间药效试验表明,6种杀虫剂对玉米穗期害虫均表现出一定的防治效果,氯虫苯甲酰胺、四氯虫酰胺、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、虫螨腈各处理对穗虫防治效果较高,防效在73.29%～83.52%,显著高于甲氧虫酰肼、辛硫磷各处理防效,能有效控制玉米穗期害虫危害。综合室内毒力、田间药效试验,氯虫苯甲酰、四氯虫酰胺、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、虫螨腈在玉米穗期害虫防控上具...     

转AtGA2ox1基因玉米自交系和杂交种的耐旱性分析

AtGA2ox1基因是调控赤霉素代谢的关键基因。以3个AtGA2ox1基因转化体回交转育玉米自交系和配制的杂交组合为研究材料,系统开展玉米自交系和杂交种的耐旱性分析。结果表明,3个转化体在回交转育过程中,多世代间遗传稳定。苗期不同转化体玉米在干旱胁迫24 d后复水仍能正常生长;对照材料胁迫后叶片卷曲至萎蔫,复水后无法恢复生长。通过对丙二醛、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶等生理生化指标的跟踪监测发现,干旱胁迫条件下转基因玉米的MDA含量低于对照约20%;超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活性高于对照20%,降低玉米细胞膜氧化损伤来增强转基因玉米耐旱胁迫能力,与玉米耐旱表型一致。成熟期干旱条件下,对照玉米果穗变小,穗长变短,穗重减轻。转基因杂交种的粒重和百粒重显著高于对照,其中杂交种NKYGA09*X923-1百粒重高于对照杂交种21.21%,表现出潜在的育种价值。     

转Cry1Ab-Ma基因玉米CM8101对亚洲玉米螟抗性研究

利用q RT-PCR和ELISA等方法测定转Cry1Ab-Ma基因玉米CM8101不同世代、不同组织目标基因表达量,开展玉米螟室内和田间生测鉴定,评价转Cry1Ab-Ma基因玉米CM8101对亚洲玉米螟的抗性。结果表明,Cry1Ab-Ma基因在CM8101各组织中均有表达,不同世代间目的基因的表达量无显著性差异,遗传稳定。室内生测结果表明,转基因玉米CM8101各组织均对亚洲玉米螟具有显著的杀虫效果,不同世代间玉米螟的存活率均无显著性差异。田间接虫鉴定结果表明,CM8101在T3、T4、T5世代的抗性等级均为1级,抗性水平为高抗。     

转精氨酸酶基因ZmARG玉米后代株系的遗传稳定性分析和功能验证

以T4、T5代转ZmARG基因玉米株系AKF65和受体自交系KF513为试材,对目标基因的整合表达、酶活性及产量相关农艺性状进行检测。结果表明,PCR、Southern和RT-PCR检测证明,ZmARG基因以单拷贝的形式插入基因组,在转录水平上能够稳定表达,且两个世代中稳定遗传。转基因株系灌浆期叶片中的精氨酸酶活力显著高于对照,萌发种子和苗期根中极显著高于对照,种子萌发时酶活力最高。转基因株系百粒重、穗重和小区产量显著高于对照,穗长极显著高于对照,其他各产量相关农艺性状差异不显著。     

转基因玉米转化体特异性PCR检测技术研究

根据不同转基因玉米中重组DNA结构,分别对转基因玉米Bt11、Bt176、Mon810、Mon863、TC1507、GA21和NK603设计转化体特异性引物进行PCR检测。在此基础上分别以玉米内参照基因(ZSSIIb)作对照,对Bt11、Mon810、TC1507和GA21、NK603、Bt176分别作两对四重PCR反应,实现在同一个PCR反应管中同时对3种转基因玉米及内参照基因的特异性检测。