灯下诱集的亚洲玉米螟成虫形态近似种的鉴别

尖双突野螟[Sitochroa verticalis(Linnaeus)]、豆扇野螟[Pleuroptya ruralis(Scopoli)]、横线镰翅野螟[Circobotys heterogenalis(Bremer)]与亚洲玉米螟[Ostrinia furnacalis(Guenée)]均为草螟科昆虫,这几种昆虫的成虫在外部形态上极其相似,在利用测报灯对亚洲玉米螟种群动态进行监测时,常误将这3种草螟科的昆虫当做亚洲玉米螟,从而影响亚洲玉米螟种群动态及预测预报的准确性。为此本文对以上3种草螟科昆虫及亚洲玉米螟成虫的形态进行描述,并结合其线粒体COⅠ基因序列进行了种类鉴定,同时还利用稳定碳同位素技术对其寄主植物来源进行了分析。     

转基因玉米表达的Cry1Ab、PAT和EPSPS蛋白对日本通草蛉幼虫的安全风险评估

为评价我国自主研发的转基因玉米表达的Cry1Ab、PAT和EPSPS蛋白对日本通草蛉Chrysoperla nipponensis幼虫生长发育的安全风险,通过将外源蛋白混入日本通草蛉人工饲料中的方法,以加入砷酸二氢钾(KH_2AsO_4)的饲料为阳性对照,研究了日本通草蛉幼虫取食后的生长发育状况。结果表明:日本通草蛉取食含Cry1Ab和EPSPS蛋白饲料的幼虫发育历期、茧期、结茧率、羽化率及成虫体重等生物学参数与取食正常饲料处理相比均没有显著差异;而取食含PAT蛋白饲料的幼虫发育历期和结茧率分别为10.7 d和96.6%,与取食正常饲料的对照11.1 d和89.9%差异显著,即饲料中添加PAT蛋白显著提高了幼虫的存活率和发育速率;取食含KH_2AsO_4饲料的日本通草蛉幼虫不能存活到茧期,说明KH_2AsO_4具有显著的杀虫活性。ELISA检测结果表明,取食了分别添加有3种外源蛋白饲料的日本通草蛉幼虫体内可以检测到相应的Cry1Ab、EPSPS和PAT蛋白,含量分别为2 758.8~5 210.7、35 018.0~54 426.6、16.8~149.8 ng/g。表明转基因玉米所表达的Cry1Ab、EPSPS和PAT蛋白对日本通草蛉幼虫没有显著的不利影响。     

草地贪夜蛾和亚洲玉米螟种内及种间的竞争行为

草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda (J.E.Smith)和亚洲玉米螟(以下简称“玉米螟”)Ostrinia furnacalis (Guenée)是玉米上的重要害虫, 二者在玉米田常混合发生, 存在对食物和空间资源的竞争关系。为探明草地贪夜蛾和玉米螟种内和种间竞争的行为表现, 本文在食物缺乏条件下, 研究了草地贪夜蛾和玉米螟种内和种间的攻击和防御行为。结果表明:草地贪夜蛾种内攻防行为中头部接触是最主要的行为表现, 其中6龄与6龄以及6龄与5龄幼虫竞争时头部接触行为出现次数最多, 在20 min内分别为(17.8±1.7)次和(15.3±1.1)次。玉米螟种内攻防行为中畏缩行为是最主要的行为表现, 在5龄与5龄幼虫的竞争中出现频率最高, 为(14.8±0.7)次。〖JP3〗草地贪夜蛾和玉米螟种间竞争行为中, 二者都主要表现为头部接触行为, 但草地贪夜蛾攻击行为表现更明显。此外, 从存活率上看, 同一龄期的玉米螟和草地贪夜蛾种间竞争中, 草地贪夜蛾具有明显优势; 不同龄期的玉米螟与草地贪夜蛾种间竞争中, 同一组合中龄期相对较高的幼虫具有明显竞争优势。研究结果可为明确草地贪夜蛾和玉米螟的种群优势及制定相应的防治策略提供参考。     

外源水杨酸诱导大麦对条纹病的抗性研究

 条纹病是影响大麦生产的主要病害之一,降低大麦条纹病的发生对大麦稳产具有重要意义。水杨酸作为植物内源激素,可以通过激活植物过敏反应和调节植物病程相关蛋白基因表达从而诱导植物产生系统性抗性。本研究以感病大麦品种Alexis为材料,分别采用0、5、10、15和20 mmol·L^-1浓度的水杨酸浸种后接种大麦条纹病菌(Pyrenophora graminea),三叶期调查Alexis的发病率、病情指数及生长状况;以10 mmol·L^-1浓度的水杨酸处理Alexis种子后人工接种P. graminea,测定不同侵染时间Alexis胚芽的过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)及苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性,并检测侵染8 d后Alexis抗病相关基因的相对表达量,旨在明确不同水杨酸浓度对Alexis抗病性的影响及水杨酸诱导Alexis产生抗性的机制。结果表明:0、5、10、15和20 mmol·L^-1的水杨酸处理下,Alexis的发病率呈先下降后上升的趋势,病情指数与发病率的变化趋势一致;10 mmol·L^-1的水杨酸处理下Alexis的发病率及病情指数较其他浓度处理显著降低;10 mmol·L^-1的水杨酸处理下,Alexis的株高、根长、鲜质量及干质量变化显著,分别是0 mmol·L^-1水杨酸处理的1.27、1.33、1.27和1.47倍;Alexis萌发2~8 d内,接菌后Alexis胚芽的POD、CAT及SOD活性均高于不接菌处理,PAL活性于第2、4和8 d 时高于不接菌处理;水杨酸接菌处理下Alexis胚芽的POD、CAT、SOD及PAL活性均高于接菌处理;第8 d 水杨酸接菌处理下Alexis抗病相关基因HORVU2Hr1G116090(TGA)和HORVU2Hr1G033620(PR)的相对表达量较接菌处理显著升高,可能参与了Alexis对条纹病菌抗病调控。研究结果可为应用水杨酸防治大麦条纹病提供理论依据。     

菌剂挂膜3D-RBC联合BCO工艺处理养猪沼液废水

针对养猪沼液废水寡营养、高氨氮的水质特征,该研究采用耐高氨氮、适应贫营养生长的异养硝化-好氧反硝化（Heterotrophic Nitrification-Aerobic Denitrification,以下简称HN-AD）菌挂膜启动三维结构生物转盘+生物接触氧化反应器（3D-RBC+BCO）组合工艺对沼液进行处理。该文研究了3D-RBC+BCO组合工艺在真实沼液条件下的启动过程及污染物去除效果,重点考察了溶解氧（Dissolved Oxygen,DO）浓度和C/N比2个关键因素对组合工艺污染物去除效果的影响。同时,借助高通量测序技术对DO和C/N比优化过程中微生物群落结构的变化规律进行解析。结果表明：在真实沼液条件下,采用HN-AD菌剂挂膜启动方法,仅用12和18 d就分别完成3D-RBC和BCO反应器的挂膜启动,同时组合工艺对COD、NH4+-N和TN的去除率分别稳定在94.8%、95.7%和80.1%,出水优于城镇污水厂排放一级B标准。在对3D-RBC反应器DO和C/N比的优化过程中,增设底曝后COD、NH4+-N和TN等指标的去除率分别降低了25.4%、15.4%和15.5%。高通量测序结果显示,增加底曝后3D-RBC盘片生物膜中微生物菌属的数量小幅下降,但HN-AD优势菌属的种类与丰度显著降低,导致脱氮效率下降;贫营养型Acinetobacter、Pseudomonas菌属是3D-RBC可以对真实沼液高效脱氮的关键,提高C/N比会显著降低其丰度,进而影响脱氮效果。     

转cry1Ie基因玉米残体对赤子爱胜蚓的生长发育及体内酶活性的影响

转Bt基因抗虫玉米通过根系分泌物或植株残体降解等方式将植株表达的Bt杀虫蛋白释放到土壤中。本文通过在人工土壤中添加磨碎的转cry1Ie基因玉米植株残体来饲养赤子爱胜蚓Eisenia foetida,研究了转cry1Ie基因玉米植株残体对赤子爱胜蚓生长发育及体内酶活性的影响。结果显示,在63 d的试验中,添加转cry1Ie基因玉米植株残体处理组没有引起赤子爱胜蚓的死亡。5个处理组与对照组中每7 d的蚯蚓体重、产茧数量、茧孵化数量均没有显著差异。SOD酶和POD酶活力随Bt玉米植株残体组织含量的增加而增加,50B+0N(50 g Bt/500 g土壤)处理组中SOD酶和POD酶活力要显著高于0B+50N(50 g non-Bt/500 g土壤)对照组。因此,Bt玉米植株残体可以在7 d时诱导赤子爱胜蚓SOD酶和POD酶活性。但5个处理组与对照组中赤子爱胜蚓的总蛋白含量、AChE和CAT酶活力没有显著的差异。     

亚洲玉米螟Bt抗性种群的遗传多样性分析

近20年来,在北美、西欧、南美、菲律宾等20多个国家大面积商业化应用Bt玉米防治欧洲玉米螟Ostrinia nubilalis(Hübner)等鳞翅目害虫的实践证明,其不可避免地胁迫靶标害虫产生遗传分化,出现新的抗性种群。研究精准有效的抗性检测方法,将为抗性监测和抗性治理策略的有效性提供科学依据。本研究基于高通量测序获得的亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis(Guenée)转录组数据,应用MISA (MicroSAtellite)软件搜索SSR位点,从61 622条EST(Expressed Sequence Tag)序列中获得了3 467个SSR位点。通过设计、筛选,共获得3 316对特异性引物,从中挑选了150对引物进行PCR扩增,共有51对扩增出目的条带,对亚洲玉米螟敏感种群(ACB-BtS)及5个Bt毒素抗性种群(ACB-AbR、ACB-AcR、ACB-AhR、ACB-FR、ACB-IeR)进行多态性检测,最终得到20条高多态性引物。利用这20对微卫星引物共检测到126个等位基因,平均每个位点6.3个。不同Bt抗性种群间产生了一定程度的遗传分化,种群间的平均遗传分化系数(F_(st))为0.195 9,即说明种群间的遗传变异为19.6%。根据遗传距离建立了UPGMA系统发育树,显示6个种群的相似度,即ACB-AbR与ACB-AcR相似度高。种群变异相似度规律与已报道的亚洲玉米螟对各Bt毒素的交互抗性规律相一致。本研究发现的SSR位点可作为亚洲玉米螟不同Bt毒素抗性种群的分子检测方法。     

春小麦留茬处理对复种油菜产量和水分利用效率的影响

为了减少麦茬焚烧、控制麦茬焚烧污染及提高留茬的利用效率,2009年7－10月在石羊河绿洲灌区进行不同留茬处理（焚烧、翻耕和立茬免耕）对麦茬复种油菜的研究。结果表明,与休闲地相比,立茬免耕复种油菜可获得利润 3?275元/hm2;焚烧、翻耕（传统耕作）和立茬免耕处理的油菜籽粒产量分别为1?549、1?331和1?222 kg/hm2,水分利用效率分别为5.73、3.81和5.71 kg/hm2/mm,经济效益分别为4?485、2?929和3?275元/hm2;仅从作物籽粒产量、水分利用效率和经济效益等方面考虑,秸秆焚烧处理达到最大值, 这就是焚烧屡禁不止的原因。尽管传统耕作的油菜籽粒产量高于立茬免耕,但传统耕作的水分利用效率和经济效益显著低于立茬免耕。立茬免耕具有环保、相对较高水分利用效率和经济效益等效果,尤其有利于环境保护和旱地农作,值得大面积推广。结合大田推广示范研究成果,提出适宜于石羊河绿洲灌区的留茬免耕机械直播复种油菜技术。     

Assessment of genetic diversity in Amomum tsao-ko Crevost & Lemarié, an important medicine food homologous crop from Southwest China using SRAP and ISSR markers

Amomum tsao-ko Crevost & Lemarié is an important crop that has been widely used in traditional Chinese medicine and daily diets for a long time. In this study, the genetic diversity and relationships of eight cultivated populations of A. tsao-ko grown in Southwest China were examined using sequence-related amplified polymorphism (SRAP) and inter-simple sequence repeat (ISSR) markers. The results showed that 139 (99.29%) of 140 and 185 (99.46%) of 186 bands were polymorphic by SRAP and ISSR primers amplification, respectively. The polymorphic information content of detected bands were 0.270 (SRAP) and 0.232 (ISSR), respectively. The average Nei’s gene diversity (H?=?0.217) and Shannon’s information index (I?=?0.348) at the species level generated by SRAP primer were higher than those by ISSR analysis (H?=?0.158, I?=?0.272). Genetic differentiation coefficients and molecular variance analysis (AMOVA) indicated that the genetic variance of A. tsao-ko mainly occurred within populations rather than among populations. The high genetic identity among populations was revealed by SRAP (0.937) and ISSR (0.963). Using UPGMA cluster analysis, principal coordinate analysis, and population structure analysis, the accessions were categorized into two major groups. Overall, results obtained here will be useful for A. tsao-ko germplasm characterization, conservation, and utilization.

     

转基因抗虫耐除草剂(Cry1Ac+EPSPS)玉米对草甘膦耐受性研究

将具有我国自主知识产权的抗虫、耐除草剂基因转化到玉米中获得兼具抗虫和耐除草剂的复合性状转基因玉米,实现了玉米复杂性状的有效改良,研究了转耐除草剂CC-2基因和可表达Bt毒素的cry1Ac基因的双抗玉米对除草剂的耐受性及目标蛋白表达量。通过调查喷施除草剂后玉米植株存活率及株高和生长发育情况,研究了转抗虫耐除草剂基因玉米‘CC-2×BT799’、抗虫玉米‘BT799’、耐除草剂玉米‘CC-2’,以及常规玉米‘郑58’在田间对除草剂的耐受性,并用ELISA测定了供试品种中CP4EPSPS和Cry1Ac蛋白含量。对草甘膦的耐受性试验表明,转复合基因玉米‘CC-2×BT799’与单抗草甘膦品种‘CC-2’对草甘膦均具有良好的耐受性。心叶期喷施草甘膦推荐施用剂量中量和2倍剂量对其株高和后期生长发育无不良影响。ELISA检测显示,CP4EPSPS蛋白在雄穗中的表达量较叶片稍高。且双抗品种‘CC-2×BT799’较‘CC-2’中的CP4EPSPS蛋白含量稍高。在雄穗中,‘BT799’的Cry1Ac蛋白含量与‘CC-2×BT799’相当。在叶片中,‘BT799’的Cry1Ac蛋白含量约为‘CC-2×BT799’的2倍。抗虫耐除草剂玉米能够有效抵御草甘膦的喷施,Cry1Ac蛋白含量在不同品种不同组织中存在差异。