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.     

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".     

一种检测转Bt基因抗虫棉新棉33B和GK-12的PCR方法

测定了转基因抗虫棉新棉33B和GK-12的Bt基因表达盒的序列,发现它们在Bt基因和Bt基因与终止子连接区的序列存在差异,而在启动子与Bt基因连接区的序列完全一致。基于这种结构上的差异,设计3条特异性引物MG-P1、MG-P2和MG-P3,建立了检测这两个转基因抗虫棉的双重PCR方法。采用建立的方法,检测了40个转基因棉花样品,其中,只含有新棉33B的Bt基因结构的样品数为32个;只含有GK-12的Bt基因结构的样品数为6个;同时含有两者结构的样品数为2个。     

转Bt基因抗虫棉R19品系的棉铃虫抗性表现及抗虫性遗传研究

转Ｂｔ基因抗虫棉Ｒ１９品系对棉铃虫有明显的抗性。饲喂５个抗虫棉株系盛花期叶片５天后，初孵棉铃虫幼虫的死亡率为５６．７％对照泗棉３号和太１９３两个常规推广品种初孵幼虫的死亡率分别为２１．１％和１８．４％转Ｂｔ基因抗虫棉Ｒ１９叶片能显著延缓棉铃虫的发育进程，饲喂Ｒ１９叶片５天后，存活幼虫以２龄早为主；饲喂泗棉３天叶片５天后，存活幼虫以３龄虫为主。Ｒ１９盛花期对棉铃虫的抗性可能受一对显性主基因控制。     

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。     

幼虫密度对小菜蛾生长发育和繁殖的影响

为明确小菜蛾幼虫密度对其种群增长的影响,在室内条件下[温度(22±1)℃,RH70%~80%,光周期12L∶12D]对不同幼虫密度[1头.皿1、10头.皿1、20头.皿1、30头.皿1、40头.皿1(直径为9 cm)]饲养的小菜蛾生长发育及繁殖进行了研究。结果表明,幼虫密度对小菜蛾幼虫、蛹的发育历期和存活率、蛹重及成虫生殖等有显著影响。幼虫和蛹历期均以10头.皿1处理最短,且随幼虫密度增加而显著延长。幼虫至蛹的存活率以10头.皿1、20头.皿1处理较高,显著高于1头.皿1和40头.皿1处理。蛹重以1头.皿1处理最重,并随幼虫密度的增加而显著变轻。不同幼虫密度下羽化的成虫畸形率差异显著,以10头.皿1处理最低,其余随幼虫密度的增加而升高。成虫产卵量以1头.皿1处理最高,随着幼虫密度增加,产卵量逐渐下降。雌、雄蛾寿命分别以40头.皿1、10头.皿1处理最长,密度过高时或过低雌雄蛾寿命显著缩短。生命表分析表明,幼虫密度对小菜蛾种群增长指数影响显著,以10头.皿1处理种群增长指数最高,幼虫密度过高或过低,种群增长指数下降。因此,幼虫密度是影响小菜蛾种群增长的重要因子之一。     

不同寄主植物与斜纹夜蛾喜食程度、生长发育及存活率的关系研究

研究了不同寄主植物与斜纹夜蛾喜食程度、生长发育及存活率的关系结果表明 ,斜纹夜蛾喜食植物依次为槟榔芋 >莲藕 >甘蓝 >青菜 >水蕹菜 >黄牙白 >棉花 >大豆 >萝卜 >豇豆 >木耳菜 ;较喜食植物依次为花生 >芝麻 >酸模叶蓼 >四叶萍 >甘薯 >绿豆 >黄瓜 ;其余为次要寄主植物。斜纹夜蛾幼虫取食不同寄主植物 ,其发育历期、蛹重、蛹羽化出成虫比率均有显著差异 ,取食芋头、水蕹菜、青菜、甘蓝、豇豆和莲藕等作物叶片的幼虫发育历期较短 ,蛹较重 ,蛹羽化率较高 ,而取食棉花、大豆和向日葵叶片的幼虫历期相对较长 ,蛹较小 ,蛹羽化率相对较低。     

转Bt基因棉秸秆还田利用对土壤肥力的影响

随着转基因的快速发展,大量转Bt棉秸秆的合理利用和处理是不可忽视的重要课题之一。为明确Bt棉秸秆还田利用的可行性和安全性,本研究以不同抗虫转Bt基因棉和常规棉花‘泗棉3号’为研究材料,在分别种植1、2年后将秸秆机械粉碎后原位还田,测试土壤中Bt蛋白残留量、土壤酶活性及养分含量的变化,分析Bt棉秸秆原位还田对土壤肥力特性的影响。研究结果表明,秸秆还田40 d后, Bt棉样地土壤中Bt残留蛋白检测值较低,均与非转基因棉样地无显著性差异。棉秸秆还田后,土壤脲酶、蔗糖酶、蛋白酶、多酚氧化酶、过氧化氢酶、碱性磷酸酶活性皆较秸秆还田前增加,但土壤纤维素酶活性较之前降低。棉秸秆还田使土壤中有机质、有效磷、碱解氮、速效钾和全氮等养分含量及pH明显增加,而Bt抗虫棉与常规棉秸秆还田后对土壤肥力的影响不存在显著差异。对土壤综合肥力指数评价结果表明,秸秆还田对土壤肥力提升与Bt棉抗虫水平无关,土壤肥力指数在两年间由Ⅲ级水平上升至Ⅱ级水平。综上, Bt棉花秸秆还田不会造成土壤综合肥力降低,相反能有效提升土壤肥力;同时还田利用措施可对转基因植株有效灭活,与转基因植物秸秆利用和无害化处理要求相契合。生产中用于Bt转基因棉花秸秆利用和处理在一定程度上是安全可行的。     

斜纹夜蛾自然种群生命参数的研究

观察了斜纹夜蛾第4代和第5代自然种群各虫态存活率、性比、产卵量和种群趋势指数，应用控制指数分析法分析天敌等因子对斜纹夜蛾自然种群的控制作用结果表明，第4代和第5代斜纹准夜蛾自然种群卵孵化率分别为88.34％和89.33％，蛹存活率分别为57.74％和61.48％，幼虫期存活率分别为0.78％和0.63％，成虫性比接近1：1，雌成虫产卵量平均1723粒和1477粒，种群趋势指数分别为3.145和2.31。在各类作用因子中“蜘蛛”对斜纹夜蛾种群数量控制作用最大，控制指数分别高达12.83％和9.06，其次是“疾病及自然死亡”等因子。     

不同木薯品种对木薯单爪螨的抗性鉴定评价

为了有效满足中国木薯产业健康持续发展需求,系统开展了抗木薯单爪螨木薯品种鉴定与评价。80个参试木薯品种中,C1115和缅甸品种对木薯单爪螨表现为高抗,SC5、SC9、SC15、利民、哥伦比亚4D共5个品种对木薯单爪螨表现为抗,SC8、SC12、SC8002等27个品种对木薯单爪螨表现为中抗,GR10、沙田面包、BRA12等41个品种对木薯单爪螨表现为感,SC205、TMS60444、KU50、面包、BRA900共5个品种对木薯单爪螨表现为高感。取食抗、感品种后的木薯单爪螨发育与繁殖差异显著。与感螨木薯品种相比较,取食抗虫木薯品种后的F0代木薯单爪螨发育历期显著延长（12.67～15.83 d）,F1代每雌产卵量（7.33～14.13粒）、卵孵化率（30.96%～58.23%）和雌成螨比例（61.29%～66.90%）显著降低。上述结果表明,不同品种对木薯单爪螨的抗性不同,抗螨木薯品种可能通过显著延长木薯单爪螨的发育历期及显著降低后代每雌产卵量、卵孵化率和雌成螨抑制了木薯单爪螨种群数量发展,从而表现出抗螨免受木薯单爪螨取食为害。研究结果为深入解析木薯抗单爪螨机理研究提供了参试材料与理论依...     

Evaluation of Bt (Bacillus thuringiensis) corn on mouse testicular development by dual parameter flow cytometry

The health safety of Bt (Bacillus thuringiensis) corn (Zea mays L.) was studied using mouse testes as a sensitive biomonitor of potential toxic effects. Pregnant mice were fed a Bt corn or a nontransgenic (conventional) diet during gestation and lactation. After they were weaned, young male mice were maintained on the respective diets. At 8, 16, 26, 32, 63, and 87 days after birth, three male mice and an adult reference mouse were killed, the testes were surgically removed, and the percentage of germ cell populations was measured by flow cytometry. Multigenerational studies were conducted in the same manner. There were no apparent differences in percentages of testicular cell populations (haploid, diploid, and tetraploid) between the mice fed the Bt corn diet and those fed the conventional diet. Because of the high rate of cell proliferation and extensive differentiation that makes testicular germ cells highly susceptible to some toxic agents, it was concluded that the Bt corn diet had no measurable or observable effect on fetal, postnatal, pubertal, or adult testicular development. If data from this study were extrapolated to humans, Bt corn is not harmful to human reproductive development.     

转Bt-Cry1Ac基因棉花对烟粉虱体内几种酶活力的影响

为研究转Bt基因棉花上烟粉虱种群较常规棉上升的原因是否受到Bt毒蛋白的影响,以及是否与体内保护酶和解毒酶活力变化有关,应用转Bt基因棉花‘新棉33B’及其常规棉受体‘33’为试验对象,采用ELISA法和酶活力测定法,分别研究了取食转Bt基因棉花后烟粉虱体内Bt毒蛋白含量以及体内过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)3种保护酶和乙酰胆碱酯酶(AChE)、羧酸酯酶(CarE)和谷胱甘肽-S-转移酶(GSTs)3种解毒酶活力的变化情况。结果表明,在取食转Bt基因棉花‘新棉33B’4 h后,烟粉虱体内能检测到Cry1Ac蛋白,并且在12 h后维持在一个相对稳定的状态。取食‘新棉33B’后烟粉虱体内的SOD和GSTs活力受到显著抑制(P0.05),并且随着取食时间的延长,SOD活力逐渐下降,其中取食8 h、12 h、24 h和36 h后较取食‘33’的对照分别下降了37.8%、32.1%、32.0%和31.9%。CAT、POD和CarE活力显著提高(P0.05),并且随着取食时间的延长,酶活力逐渐上升,与对照相比,取食12 h、24 h和36 h后,CAT活力分别为取食‘33’的对照的1.54倍、1.55倍和1.42倍;POD活力分别为取食‘33’的对照的1.59倍、1.39倍和1.53倍;CarE活力分别为取食‘33’的对照的1.32倍、1.34倍和1.39倍;取食‘新棉33B’对AChE活力没有明显影响。结果提示,转Bt-Cry1Ac基因棉花对烟粉虱保护酶活力总体起到促进作用,对解毒酶活力总体影响不大。故烟粉虱体内保护酶活力的增加可能会有益于烟粉虱种群的增长,但是否起到决定性作用还有待进一步研究确定。     

苏云金芽孢杆菌菌剂对棉花根际土壤细菌数量及多样性的影响

采用稀释平板培养法与PCR-DGGE技术, 以阿维菌素为阳性对照, 水为阴性对照, 研究了大田喷施推荐剂量(0.1 kg·hm^-2)和高剂量(10 kg·hm^-2)苏云金芽孢杆菌(Bt)菌剂对棉花根际土壤细菌种群数量及结构的影响。结果表明, 喷雾处理后1~3 d, 不同处理组土壤细菌数量间无显著性差异, 在3 d时细菌数量均值达到最大, 之后开始下降, 12 d后清水对照、推荐剂量Bt菌剂、高剂量Bt菌剂处理组土壤细菌数量均值维持在4.0×107 CFU·g^-1左右; 推荐剂量Bt菌剂处理样品土壤细菌数量在6 d时显著高于清水对照, 其余时间与清水对照间无显著性差异; 高剂量Bt菌剂处理与清水对照在整个试验期间均无显著性差异; 阿维菌素处理组土壤细菌数量在0~6 d内与清水对照无显著性差异, 而在12~45 d内显著低于其他3个处理组。DGGE图谱显示, Bt菌剂处理对棉花根际土壤17种细菌均无显著抑制作用。聚类分析结果表明, Bt菌剂对土壤细菌群落结构的扰动在12 d后得到恢复。与阴性对照组相比, Bt菌剂对土壤细菌多样性指数无显著影响, 而阳性对照阿维菌素对土壤细菌种群消长和多样性指数有较强的影响。对DGGE图谱中17条电泳条带的序列分析, 证明棉花根际土壤中存在起固氮作用的慢生根瘤菌属细菌和具有污染修复与净化活性的鞘脂菌属、鞘氨醇单胞菌属和红球菌属细菌。Bt菌剂与阿维菌素处理均对这些土壤有益菌群无明显不利影响。总体结果表明, Bt菌剂无论是在正常推荐剂量下还是在较高剂量(推荐剂量的100倍)下使用, 对棉花根际土壤微生态环境产生的冲击都较小, 是一种生态安全性较高的生物农药。     

AcMNPV chiA基因表达产物对棉铃虫围食膜的破坏及对Bt和NPV的增效作用研究

采用PCR方法扩增出苜蓿银纹夜蛾核型多角体病毒（AcMNPV）几丁质酶基因（chiA）编码区1.6kb全长片段,并将该片段分别克隆至原核表达载体pET30a和杆状病毒Bac to Bac表达系统转移载体pFastBac中,分别在大肠杆菌（E. coli）BL21(DE3)和草地贪夜蛾细胞系Sf-9中进行了表达。SDS-PAGE分析表明,在大肠杆菌和昆虫细胞中均有效表达了60kDa的蛋白。将表达产物饲喂5龄棉铃虫幼虫后取其围食膜,扫描电镜结果显示,围食膜结构遭到破坏形成大量孔洞。生物测定结果表明,以上两种表达产物对Bt和NPV均具有增效作用。以AcMNPV ChiA在大肠杆菌和细胞系Sf-9中的表达产物分别与Bt Cry2Ac蛋白混合饲喂棉铃虫幼虫,增效率分别为33.4％和54.5％,其LT50较对照处理分别缩短了17.8h和20.6h;当AcMNPV ChiA在大肠杆菌和细胞系Sf-9中的表达产物分别与甘蓝夜蛾核型多角体病毒（MbNPV）混合处理棉铃虫幼虫时,其LT50与对照比较分别缩短了16.6h和22.4h。     

转基因棉种植对土壤氧化还原酶活性的影响

转Bt基因棉和转Bt+CpTI基因棉及相应非转基因棉的盆栽试验研究表明,转基因作物生长30天时可向土壤中释放Bt杀虫晶体蛋白,而双抗棉种植时CpTI杀虫晶体蛋白的释放量与作物品种有关;转基因棉种植对土壤过氧化氢酶、脱氢酶和硝酸还原酶的活性影响研究表明,生长30天时,与等价基因系非转基因棉相比,转Bt基因棉和双抗棉A的种植并未使三种酶活性发生显著变化,而双抗棉B的种植使土壤脱氢酶活性显著下降。从杀虫晶体蛋白的释放和对酶活性的影响来看,双抗棉B的种植对土壤的生物活性扰动更大。     

Culture of commercially obtained Lumbricus terrestris L.: Implications for sub-lethal ecotoxicological testing

The use of commercially purchased or field-collected earthworms of unknown age, exposure or pre-treatment in sub-lethal ecotoxicological studies is questionable. In this study, adult (clitellate) Lumbricus terrestris, obtained from 5 commercial suppliers in the UK and also field collected, were kept under controlled environmental conditions (15 °C and 24 h darkness) in a sterilised loam soil and fed horse manure. Survival, biomass and cocoon production was monitored every 4 weeks over 1 y. Marked differences were recorded in survival rates (ranging from 40-100% after 40 weeks) and cocoon production (ranging from 15.1 to 32.2 worm⁻¹ y⁻¹) between treatments. Biomass in all treatments (mean mass 4.32-5.61 g at the outset) increased with time to week 20 (maximum 6.7 g) and then declined steadily (3.23-4.7 g at week 52). This pattern was also observed in cocoon production and was considered to be a function of an initial period of acclimation (0-12 weeks) followed by a period of high production (12-36 weeks) under optimal conditions and then fatigue (36-52 weeks) caused by reproductive exhaustion. Results suggest that earthworm origin may influence the validity and reproducibility of sub-lethal ecotoxicological studies and where applicable laboratory-reared earthworms of known age and history are recommended as test subjects.     

Nitrogen Fixation,Ureide, and Nitrate Accumulation Responses to Soybean Aphid Injury in Glycine max

There is little information available about soybean aphid (Aphis glycines Matsumura) effects on the physiology and mineral nutrition of soybean (Glycine max [L.] merr.). Controlled-environment studies were conducted to measure soybean aphid infestation effects on dry weight, nitrogen (N) fixation, ureide-N, and nitrate-N concentration and accumulation. Plants grown in perlite using –N nutrient solution culture were infested at the 3rd trifoliolate (V3) stage and measured for N fixation, nodule characteristics, and ureide-N concentration at the full pod (R4) stage. When compared to uninfested control plants, aphid infestation reduced total nodule volume per plant by 34%, nodule leghemoglobin per plant by 31%, plant N fixation rate by 80% and shoot ureide-N concentration by 20%. Soil-grown plants were infested at the first trifoliolate (V1) stage and shoots were measured for dry weight, nitrate-N, and ureide-N at the full bloom (R2) stage. Infestation reduced shoot dry weight by 63%, increased nitrate-N concentration by 75%, but did not significantly affect ureide-N concentration. Because nutrient concentration is a single-point measurement that results from the integration of two dynamic processes, nutrient accumulation and dry matter production, we conclude that aphid-induced reductions in N fixation, coupled with decreased dry weight accumulation, caused shoot ureide-N concentration to remain unchanged in aphid-injured plants when compared to uninfested plants. Because nitrate-N concentration was greater in aphid-damaged shoot tissue, we further conclude that nitrate-N accumulation was less sensitive to aphid injury than dry weight accumulation.