取食转Bt基因棉等植物对甜菜夜蛾生长发育和药剂敏感性的影响

以转Bt基因棉(Bt棉)等6种寄主植物为材料,研究了对甜菜夜蛾Spodoptera exigua Hübner生长发育和药剂敏感性的影响,并对它们的后代体内乙酰胆碱酯酶和羧酸酯酶比活力进行了初步测定。结果表明,在25±1℃恒温、光照L:D=12:12条件下,甜菜夜蛾取食Bt棉与取食普通棉相比,幼虫历期延长了9.7d,龄数由5龄增加到7龄,单雌产卵力降低,幼虫存活率、蛹重、化蛹率、成虫羽化率和寿命略有降低。取食不同寄主植物间幼虫的存活率、蛹重和单雌产卵力较取食Bt棉和普通棉花间的差异更大。取食Bt棉的幼虫对顺式氯氰菊酯、灭多威、丙溴磷和氟啶脲的敏感性,较取食普通棉花的降低1～1.6倍,也较取食其它植物的敏感性明显降低。但该幼虫体内乙酰胆碱酯酶和羧酸酯酶的比活力却比取食普通棉花及其它植物的明显高。     

大气CO2浓度升高对转基因玉米Bt毒素表达量的影响

大气CO_2浓度升高不仅影响植物营养化学成分的变化,还能够引起植物次生抗虫物质表达量的改变,进而影响作物-害虫的互作关系。本试验利用开顶式气室(OTC)和室内动态气室模拟当前和未来大气CO_2浓度(约390、550、750μL/L)环境,测定了不同大气CO_2浓度下普通玉米‘郑58’和转cry1Ac-m基因玉米的营养物质成分、转cry1Ac-m基因玉米Cry1Ac杀虫蛋白的含量,以及取食不同大气CO_2浓度环境下生长的‘郑58’或转cry1Ac-m基因玉米叶片的亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis(Guenée)初孵幼虫死亡率。结果表明,与对照相比,高大气CO_2浓度(750μL/L)环境下生长的转基因和对照玉米叶片中淀粉、可溶性糖、非结构性碳(TNC)含量及TNC∶N都明显增加,而N含量差异不显著。对照玉米叶片的N含量显著高于转基因玉米,其他营养成分没有显著变化。随着大气CO_2浓度的升高,转基因玉米的Cry1Ac蛋白表达量有下降的趋势,但各处理间差异不显著。亚洲玉米螟取食生长在不同大气CO_2浓度环境下的‘郑58’或转cry1Ac-m基因玉米叶片48h后,死亡率没有显著差异;转cry1Ac-m基因玉米具有显著的杀虫效果。     

转WSA基因棉花对棉田节肢动物群落结构及稳定性的影响

本文以转WSA基因棉、转Bt基因棉和常规棉为研究对象,在系统调查棉田节肢动物的基础上,研究了WSA基因导入棉花对棉田节肢动物群落参数及稳定性的影响。研究结果表明：转WSA基因棉对蚜虫具有一定的控制作用,蚜虫发生数量显著低于对照棉田。WSA基因棉田节肢动物群落物种丰富度、多样性指数、均匀度、优势集中性指数等群落参数与对照棉田无明显变化,群落相似性指数均在0.8以上。WSA基因导入棉花未对棉田节肢动物群落结构及稳定性产生显著影响。     

Bt棉种植时期和作物布局方式对龟纹瓢虫生长发育和繁殖的影响

采集多年连作Bt棉区、Bt棉与春玉米等作物混栽区(过渡区)、多年连作果园(非Bt区)的龟纹瓢虫幼虫,分别用Bt棉上的棉蚜、Bt棉和非Bt植物上的蚜虫、非Bt植物上的蚜虫饲养,模拟研究Bt棉不同推广种植时期和作物布局方式对龟纹瓢虫发育、繁殖生物学特性的影响。结果显示,采自不同种植区域的龟纹瓢虫,雌雄成虫的体型由小到大依次为:Bt棉区<过渡区、非Bt区;体重依次为:Bt棉区、过渡区<非Bt区;幼虫历期依次为:Bt棉区>过渡区>非Bt区;新羽化的雌雄成虫体重均依次为:Bt棉区<过渡区<非Bt区;雌成虫比例依次为:Bt棉区<过渡区、非Bt区;羽化成虫的单雌产卵量依次为:Bt棉区、非Bt区<过渡区。表明采自不同种植区域的龟纹瓢虫,体型、体重、发育和繁殖特性均有较大差异,与多年连作果园和过渡区相比,多年连作的Bt棉区中,龟纹瓢虫成虫的体型和体重降低、幼虫发育历期延长、新羽化成虫的体重减轻、雌虫比例降低、单雌产卵量下降。     

亚致死浓度Bt对棉铃虫齿唇姬蜂寄生几率及生长发育的影响

在亚致死浓度下，研究了Bt对棉铃虫齿唇姬蜂寄生几率和生长发育的影响。结果表明：随着Bt浓度的增加，明显抑制了棉铃虫幼虫的生长，从而显著延长齿唇姬蜂适合寄生的时间；近似蜂幼虫和蜂成虫的体重随着Bt浓度的增加而下降，蜂成虫寿命随着Bt亚致死浓度的增加而缩短，而齿唇姬蜂卵和幼虫期随着Bt浓度的增加而延长；Bt对齿唇姬蜂茧期和茧重也有一定的影响，但没有一致的趋势。     

棉铃虫Bt毒素受体蛋白—氨肽酶N与抗性的关系

随着我国转基因棉花种植面积的日益增加,主要目标害虫—棉铃虫的抗性问题越来越被大家所关注。氨肽酶N(aminopeptidase N,APN)是一类昆虫中肠内Bt毒素的受体蛋白,其结构、结合位点的改变或基因突变可能是昆虫对Bt毒素产生抗性的重要原因。本文通过分析Bt毒素的作用方式,从生化、生理、分子生物学等方面探讨了棉铃虫Bt毒素受体蛋白APN与抗性的关系。     

黏虫对Cry1Ab蛋白的抗性遗传规律及与其他蛋白的交互抗性

为转Bt作物抗性治理策略的有效实施提供依据，采用遗传杂交和毒力生测方法评价黏虫Mythimna separata Cry1Ab蛋白抗性品系对Cry1Ab蛋白的抗性显性度，明确调控抗性基因的位置和数目以及对Cry1F和Vip3Aa19蛋白的敏感性。结果显示，Cry1Ab蛋白对黏虫正交F₁代和反交F₁代的LC₅₀分别为15.30μg/g和12.91μg/g，抗性为常染色体调控；在浓度2.5～50.0μg/g范围内黏虫对Cry1Ab蛋白的抗性显性水平随着浓度的变化而变化，即在2.5μg/g时黏虫对Cry1Ab蛋白的抗性为不完全显性遗传，在50.0μg/g时黏虫对Cry1Ab蛋白的抗性为不完全隐性遗传。黏虫对Cry1Ab蛋白的抗性受多基因调控。另外，黏虫Cry1Ab抗性品系对Cry1F和Vip3Aa19蛋白未产生交互抗性，抗性倍数分别为0.9和1.1。     

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...     

cryIA(b)基因及其介导的抗性在转基因水稻中的遗传

研究了cryLA(b)基因及其介导的抗虫性在转基因水稻自交或回交后代中的遗传规律和遗传稳定性。结果表明：cryLA(b)基因及其连锁的bar基因作为一个显性遗传位点遵循孟德尔遗传分离规律；在T1代群体中遵循3：1的分离规律，T2代稳定纯合；在BC11～BC4代群体中遵循1：1的分离规律，BC群体自交的BCF9群体中遵循3：1分离规律。cryLA(b)基因及其介导抗性已稳定地遗传至T7代和BC4代。室内及田间抗虫性鉴定显示，不同世代的转基因植株均保持稳定的高度抗虫性。     

害虫对Bt杀虫蛋白抗性相关受体蛋白互作网络分析

为对Bt杀虫蛋白与化学杀虫剂的协同使用提供理论指导，通过蛋白互作分析方法，以黑腹果蝇Drosophila melanogaster为模型，对化学杀虫剂与Bt杀虫剂作用受体以及抗性相关蛋白的互作网络进行研究。结果表明，Bt杀虫蛋白的27个受体在黑腹果蝇中共存在50个互作蛋白，其中有39个蛋白只与Bt杀虫蛋白抗性相关，11个蛋白还与化学杀虫剂抗性相关，这2类杀虫剂抗性互作网络交集较小，并且重叠蛋白的变异引起交互抗性的概率不大。表明Bt杀虫蛋白与化学杀虫剂产生交互抗性的概率较小，可以将Bt杀虫剂与化学杀虫剂协同使用，提高害虫防治效果，并有效克服或延缓害虫抗性产生。