Bt棉对棉叶螨发生的影响及与次生代谢物质的关系

 为明确Bt棉对棉叶螨发生的影响及其与棉株次生代谢物质的关系,以4个Bt棉品种为材料,以不携带Bt基因的常规棉为对照,在大田和温室中调查了棉叶螨的发生趋势,室内观察了棉叶螨的发育历期,测定了不同品种棉花叶片的棉酚和单宁含量,以及取食不同棉花品种的棉叶螨羧酸酯酶的比活力。结果表明,棉叶螨在4个Bt棉品种上的发生显著重于非Bt棉中棉所12,取食4个Bt棉品种的棉叶螨发育历期均明显短于取食中棉所12的棉叶螨的发育历期。4个抗虫棉品种间棉酚和单宁含量虽有差异,但均显著低于中棉所12,而取食中棉所12的棉叶螨的羧酸酯酶比活力也显著低于4个Bt棉品种。Bt棉本身次生代谢物质含量的改变可能影响了棉叶螨的发生。     

转Bt基因棉对天敌种群动态的影响

在室内和田间小区研究了转基因棉对棉田捕食性和寄生性天敌的影响。结果表明,转基因棉对捕食性天敌无不良影响,田间种群数量减少不明显;但严重影响寄生性天敌的质量,表现为寄生蜂的寄生率和蜂的羽化率明显下降,茧重和蜂重明显减轻,故田间寄生性天敌的种群数量明显减少     

种植转基因棉对4种土壤酶活性的影响

 在温室试验条件下,研究了种植转Bt基因棉、转Bt+CpTI基因棉在不同生育期对根际土壤脲酶、多酚氧化酶、蛋白酶和磷酸酶活性的影响。结果表明：从苗期到花铃期,土壤脲酶、多酚氧化酶、酸性磷酸酶和碱性磷酸酶活性表现为先升后降,而蛋白酶和中性磷酸酶活性则表现为先降后升;同一品种在相邻两个生育期土壤脲酶、蛋白酶、酸性磷酸酶和中性磷酸酶活性的差异达极显著水平（P<0.01）。与亲本常规棉相比,种植转基因棉降低了土壤脲酶活性和土壤酸性磷酸酶活性,对土壤脲酶活性转Bt基因棉和转Bt+CpTI基因棉降幅分别为23.06%和45.36%;对土壤酸性磷酸酶活性转Bt基因棉和转Bt+CpTI基因棉降幅分别为10.89%和34.91%;转Bt+CpTI基因棉sGK321的种植对土壤酶活性的影响较大：对脲酶、蛋白酶、酸性磷酸酶和中性磷酸酶活性的影响差异均达到了极显著水平（P<0.01）。     

温度胁迫对转Bt基因抗虫棉毒蛋白的表达和棉铃虫死亡率的影响

 于花铃期对科棉1号棉株进行连续48 h的不同温度处理,用处理后的叶片饲喂棉铃虫,研究叶片活性、毒蛋白和棉铃虫死亡率之间的关系。结果表明,游离氨基酸含量一直增加,12 h内增加最快;可溶性蛋白含量一直下降,12 h内降幅最大。毒蛋白含量24 h内显著下降,12 h内降幅最大。25 ℃处理下的死亡率明显高于20℃和35℃处理。同一温度下,胁迫时间越长,棉铃虫取食后的死亡率越低。棉铃虫取食72 h后的死亡率明显低于144 h后的死亡率。取食72 h后的死亡率与可溶性蛋白、游离氨基酸和毒蛋白含量呈显著或极显著相关,与可溶性蛋白和毒蛋白变化量之间呈显著相关。     

低温对转Bt基因棉杀虫蛋白表达及其氮代谢的影响

 以2个转Bt基因抗虫棉,泗抗1号（常规种）、泗抗3号（杂交种）为材料,研究了低温对转Bt基因抗虫棉叶片中杀虫蛋白表达量和氮代谢的影响。2007年,于盛蕾期、盛花期、盛铃期,将盆栽棉花18 ℃低温下处理24 h。2008年,在18 ℃低温下处理48 h。研究结果表明,低温胁迫显著降低转Bt基因抗虫棉品种叶片中杀虫蛋白表达量。但盛铃期,下降幅度最大。其中低温胁迫24 h后,泗抗1号下降23.7%,泗抗3号下降28.1%;低温胁迫48 h后,2个品种分别下降52.9%和47.6%。叶片中丙酮酸转氨酶（GPT）活性、游离氨基酸、可溶性蛋白含量与蛋白酶活性在低温胁迫下表现相同趋势。以上结果表明,低温可能导致叶片可溶性蛋白的合成量降低,从而导致杀虫蛋白表达水平的下降。但对可溶性蛋白的分解并未有明显影响。     

朱砂叶螨生命表和种群动态的研究

试验在植物生长箱内以5种变动温湿度组合模拟郑州地区6—7月份大气温湿度,以棉叶圆盘饲育朱砂叶螨,所得数据组建了朱砂叶螨生命表.在上述温湿度条件下,又对棉苗上的种群动态进行了观察.结果在供试高温低湿条件下,朱砂叶螨增殖最快,内禀增殖率和净生殖率最高,世代平均日数最短.棉田种群动态系统调查结果与室内研究趋势一致.证实高温干旱季节是朱砂叶螨大量增殖和暴发成灾的气候条件,雨水冲刷和高湿环境是种群数量迅速衰退的主要原因.     

转Bt基因棉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基因在所有检测到的器官中均有表达,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Bt毒蛋白含量较低;在花铃期当日开花的子房中Bt毒蛋白含量较高,雌雄蕊中Bt毒蛋白较低,花瓣及苞叶Bt毒蛋白含量最低.表明Bt基因在不同器官中的表达强度存在差异.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基因在棉花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.这可能是人们所观察到的转Bt基因抗虫棉对棉铃虫抗性呈时空动态变化的根本原因.     

种植转双价基因( Bt+CpTI )棉对主要土壤养分和酶活性的影响

 采用灭菌盆栽试验,以转双价棉品种sGK321及其亲本常规棉品种石远321为研究对象,对4个生长时期(苗期、蕾期、花铃期、吐絮期)根际土壤养分(全氮、全磷、速效磷和有机质)含量及某些酶(脲酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶)活性变化进行了对比分析。结果表明,在观测期间,与同源常规棉相比,转双价棉根际土壤全磷含量和速效磷含量在同一时期均无显著差异,不同生育期差异明显,根际土壤全氮含量、有机质含量、酶活性在一些时期则明显不同,其变化随棉花品种、生育期不同而不同。转双价棉蕾期根际土壤全氮含量和苗期根际土壤过氧化氢酶活性以及苗期、蕾期的碱性磷酸酶活性显著高于常规棉(P<0.05),而蕾期根际土壤有机质含量、根际土壤过氧化氢酶活性和苗期、花铃期根际土壤脲酶活性以及苗期碱性磷酸酶活性则显著低于常规棉(P< 0.05)。聚类分析表明,土壤养分和酶活性变化主要受生长时期的影响,转双价棉种植对其影响是非常有限的。     

转Bt基因棉杂种优势及性状配合力研究

采用NCⅡ设计方法,选用我国构建的Bt(Bacillus thuringiensis)基因棉GK3和美国构建的Bt基因棉新棉33B等Bt基因棉为父本,配制杂交组合,分析了含Bt基因杂交棉组合的性状优势表现及配合力效应。性状优势分析表明,组合的中亲优势和竞争优势明显,皮棉产量中亲优势率达100％,竞争优势率达86．7％,多数品质性状较对照为优,表明转Bt基因棉品系与常规品种间杂种优势利用潜力较大;通径分析表明,在增产因素中,铃重和铃数所起贡献较大;配合力分析表明,父本间和母本间的GCA均方值均达显著或极显著水平,组合的SCA均方值除子、皮棉声量性状外,其余均不显著,在F1性状的遗传中,各性状的加性效应起主导作用;F1的性状表型值与父、母本的GCA呈高度正相关,并达显著水平,表明选配含Bt基因杂交组合时,选择GCA值大的亲本较为可靠。     

转Bt基因抗虫棉和有色棉苗期耐盐性差异研究

盐胁迫可致棉叶萎焉 ,叶温升高 ,气孔导度、蒸腾强度和光合速率降低 ,促进膜脂过氧化、丙二醛 (MDA)积累。但棉株体通过保护酶活性的提高和协同作用 ,以及盐离子的区域化分布 ,表现出较强耐盐胁迫的能力。耐盐性因基因型而异 ,在供试材料中 ,棕色棉和绿色棉的耐盐性最强 ,转 Bt基因抗虫棉 3 3 B和 S6 1 77的耐盐性最差。基因型间耐盐性差异与保护酶活性和盐离子在叶片中积累量的差异有关。长期人为选择可致棉花抗逆性的部分丢失 ,Bt基因的导入也可能影响棉花耐盐性的表达。     

亚油酸甲酯对朱砂叶螨的生物活性研究

研究亚油酸甲酯对朱砂叶螨的生物活性。采用玻片浸渍法和叶片残毒法测定生物活性。亚油酸甲酯具有较强的触杀、产卵抑制和驱避作用,浓度为5 mg/ml时,对朱砂叶螨的雌成螨和卵24h后的校正死亡率分别达到82.82%和78.54%,LC50分别为1.4434mg/ml和2.0283mg/ml;对雌成螨24h后的产卵抑制率和驱避率分别达到78.46%和95.61%。本试验为亚油酸甲酯作为杀螨活性物质的作用机理的探索提供了一定的理论基础。     

中草药提取物对朱砂叶螨(Tetranychus cinnabarinus)生物活性的研究

通过玻片浸渍法室内测定了8种供试中草药的3种提取物对朱砂叶螨成螨的触杀活性。当提取物浓度达到2mg?mL- 1时,旋覆花与石楠叶石油醚提取物、蓖麻子甲醇提取物的杀螨活性较高。毒力活性测定表明：旋覆花与石楠叶石油醚提取物的LC50值分别为(1.1843±0.0868mg/mL)和(1.3731±0.0898 mg/mL)、蓖麻子甲醇提取物的LC50值为(1.2111±0.1616 mg/mL)。由此表明,这3种植物的提取物均具有较好的杀螨生物活性。     

中草药提取物对朱砂叶螨的触杀活性测定

采用玻片浸渍法室内测定了27种中草药提取物对朱砂叶螨的杀螨活性。当提取物浓度达到2 mg/ml时,藿香氯仿提取物等8种提取物的杀螨活性较高。根据杀螨活性的初筛结果,选取触杀活性较高的8种提取物进行对朱砂叶螨的触杀毒力测定。按LC50值大小从低到高依次为：藿香氯仿提取物[（0.5380±0.1319）mg/ml]、使君子石油醚提取物[（0.5554±0.1088）mg/ml]、萹蓄氯仿提取物[（0.7153±0.1253）mg/ml]、大风子氯仿提取物[（0.7582±0.1038）mg/ml]、大风子石油醚提取物、萹蓄石油醚提取物、鸡血藤石油醚提取物、皂角刺石油醚提取物。     

地椒提取物杀螨活性研究

从地椒中提取挥发油及乙醇提取物,研究并比较了地椒乙醇提取物和挥发油对棉红蜘蛛的触杀活性。结果显示地椒乙醇提取物对棉红蜘蛛显示出很强的触杀作用,其毒力回归方程为Y=4.2967+1.1792x,LD50为3.95 mg/mL;地椒挥发油对棉红蜘蛛也具有显著的触杀活性,触杀作用的毒力回归方程为Y=4.6691+1.4427,LD50为1.70 mg/mL,低于乙醇提取物LD50,显示其杀螨活性较乙醇提取物更高。此外,杀卵活性试验也显示地椒挥发油的杀卵作用要高于地椒乙醇提取物,其挥发油和乙醇提取物的杀卵LC50分别为2.241和5.714 mg/mL。     

河南省棉花红蜘蛛发生程度的模糊长期预测模型

利用新乡、灵宝、太康．南阳、虞城等县１９８０～１９８９年间共计１５年次的棉红蜘蛛发生资料，建立了基于Ｆｕｚｚｙ相关分析的棉红蜘蛛发生程度综合决策模型。对模型的预测效果检验表明，模型与历史实测结果的符合率最高达８６．７０％，１９９０～１９９１年对太康、郑州和南阳棉田红蜘蛛发生程度实际预测准确度达１００％。     

11种丙基酚类物质对朱砂叶螨的杀螨活性

分别采用玻片浸渍法和叶片浸渍法在室内测定了11种丙基酚类物质对朱砂叶螨的杀螨作用,结果表明,百里香酚、香芹酚、丁香酚和3-甲基-4-异丙基苯酚等4种酚类物质对朱砂叶螨具有很好的触杀作用,24 h的校正死亡率均在90以上;百里香酚对朱砂叶螨的卵孵化具有明显的影响,处理后4 d的卵孵化率仅为16.22%,显著低于对照及其它处理;产卵抑制试验显示百里香酚、香芹酚和丁香酚对朱砂叶螨具有显著的产卵抑制作用,其抑制率均在80%以上。     

19种防治棉叶螨药剂室内毒力测定及安全性评价

室内毒力测定结果表明:阿维菌素对棉叶螨活性最高,唑螨酯、哒螨灵、甲氨基阿维菌素、四螨嗪次之;其它药剂对棉叶螨杀螨活性依次为多杀菌素、甲氰菊酯、浏阳霉素、联苯菊酯、倍硫磷、三氯杀螨醇、双甲脒、噻螨酮、克螨特、毒死蜱、喹硫磷、氯氟氰菊酯、对硫磷和伏杀硫磷。哒螨灵、阿维菌素、四螨嗪和唑螨酯对棉叶螨有极高选择性;浏阳霉素、多杀菌素、甲氨基阿维菌素、噻螨酮、克螨特、三氯杀螨醇、双甲脒、倍硫磷和甲氰菊酯次之;喹硫磷、氯氟氰菊酯、对硫磷和伏杀硫磷则无选择性。阿维菌素和甲氨基阿维菌素对中红侧沟茧蜂影响最小。     

阿维菌素与橡胶籽油复配对朱砂叶螨的联合作用

室内测定了阿维菌素和橡胶籽油对朱砂叶螨的毒力及其复配剂的联合作用。结果表明，阿维菌素和橡胶籽油对朱砂叶螨雌成螨的LC50分别为0.01 μg/ml和1311.81 μg/ml；阿维菌素与橡胶籽油复配对朱砂叶螨成螨增效作用显著，共毒系数最高为293.90；阿维菌素及其与橡胶籽油最优复配剂对经药剂处理螨卵孵化的若螨具有显著的杀灭活性，且相同浓度下复配剂显著优于阿维菌素单剂，但两药剂对螨卵的直接毒杀活性均很低。阿维菌素与橡胶籽油复配剂这一高效、安全生物农药在害螨防治中极具应用前景。     

高温和阿维菌素对朱砂叶螨的胁迫效应及热休克蛋白研究

在实验室内研究了高温和阿维菌素对朱砂叶满的胁迫效应及胁迫后热休克蛋白的表达。结果表明,朱砂叶螨在34℃下,持续高温饲养1年后对阿维菌素的LC50为26℃下饲养的敏感品系的2.1396倍;抗阿维菌素品系连续用药24代,抗性倍数达4.1494倍。抗阿维菌素品系与敏感品系在高温48℃下胁迫1h后死亡率差异不显著,但均显著高于耐高温品系;采用SDS-PAGE电泳检测各品系43℃热处理前后的蛋白表达情况,结果发现,朱砂叶螨耐高温品系与敏感和阿维菌素抗性品系相比,热急前后,97.2kDa条带都特异表达;阿维菌素抗性品系与敏感品系相比,28.5、26.8kDa条带表达增强,抗性品系43℃热激1.5h后,98.6 kDa条带表达明显强于其它条带;43℃热激1.5h后,各品系分子量为54.9kDa的主条带表达减弱,75.9kDa条带表达增强,其中以耐高温品系的75.9kDa条带表达最强。研究结果推测这些蛋白表达的变化可能与其耐热性及抗药性有关。     

棉花叶片营养价值差异与抗螨性

本文评价了棉花叶内营养物质和次生物质如：全氮，可溶氮，棉酚和单宁含量与抗螨性的关系。棉叶螨在苗期叶片上比在花铃期叶片上有更高的增殖力，这与花铃期叶片内含有更高的增殖力，这与花铃期叶片内含有更高的单宁含量和更低的氮素含量有关。抗螨品系川９８－１９在苗期有很强的生长势和低的可溶氮含量。在中棉所１２苗期叶片匀浆液稀释８倍的人工膜系统内加０．５％单宁对叶螨有强烈的排拒性。