转基因抗虫棉的生育类型与配套栽培技术研究

对国产转基因抗虫棉品种的生育生理特性、配套技术体系及测定方法与内容等方面进行试验,通过试验精确了解国产转基因抗虫棉品种中棉所41生育特性及产量表现。由试验可知,在不同肥料运筹条件下,各测试品种的产量、叶面积的影响及对干物质积累与分配的影响等均有不同表现。

转基因抗虫棉组织中Bt毒蛋白表达量的ELISA测定

利用抗体－抗原－酶标抗体反应，建立了间接酶联免疫吸附测定法（ＥＬＩＳＡ），以检测转基因抗虫棉品系３１０幼叶Ｂｔ毒蛋白含量。初步测定结果：转基因抗虫棉幼叶中Ｂｔ毒蛋白含量为总可溶性蛋白质的（０．１２６±０．００８）％。提纯的伴胞晶体样品经ＥＬＩＳＡ法检测，其Ｂｔ毒蛋白最低可检值为２０ｎｇ／ｍｌ。这一检测技术既可对转基因抗虫棉组织中Ｂｔ毒蛋白表达量进行定性、定量测定，也为阐明转基因抗虫棉的抗虫特性提供了理论依据。

转基因抗虫棉sGK9708与不同类型品种杂种的遗传及优势分析

利用转基因抗虫棉sGK9708与7个常规棉、7个优质棉、8个转Bt基因抗虫棉和6个彩色棉品系分别配制杂交组合,对其性状的遗传效应和杂种优势进行了比较分析。结果表明:(1)常规棉、优质棉和转基因抗虫棉类型的子棉产量以显性效应为主,加性效应也起较大作用,纤维品质性状的遗传变异主要来自于加性效应。(2)彩色棉类型的子棉产量性状以加性效应起主导作用,纤维品质等性状的遗传变异受显性和加性效应共同控制。(3)转基因抗虫棉类型的衣分和铃重具有极显著的显性效应,常规棉类型以加性效应为主导,优质棉和彩色棉类型由加性和显性效应共同决定。(4)彩色棉类型的子棉产量性状具有负向群体超亲优势,纤维长度和强度具有一定的正向群体超亲优势。

不同转基因抗虫棉对棉铃虫抗虫性的时空动态

利用 2个对Bt抗性水平不同的棉铃虫品系 ,测定了转Bt和CpTI基因双价抗虫棉 (SGK32 1)和Bt棉 (GK12 ,33B)杀虫活性的时间和空间动态变化。结果表明 ,2类 3种抗虫棉杀虫活性共同表现为 :(1)时间动态上均呈现前高后低的下降趋势 ;(2 )空间动态上表现为 ,在生长前期以叶的活性最高 ,中后期以铃和蕾的活性较高 ;(3)对敏感品系的活性高于对抗性品系。不同点表现为 :(1)双价棉在生长中后期 (8～ 9月份 )活性明显高于Bt棉 ;(2 )双价棉对抗性品系的活性表现更稳定。

转基因抗虫棉生物安全评价研究进展

概述了转基因抗虫棉的推广应用现状,并从基因漂移,靶标害虫对转基因抗虫棉的抗性及治理对策、对非靶标昆虫的影响、对土壤生态系统的影响及其产品的食品安全性评价几个方面对近年来国内外对转基因抗虫棉的生物安全性研究做了综述。

转基因抗虫棉对新疆棉田主要害虫及天敌群落的影响

转基因抗虫棉品系对棉田主要害虫及天敌群落的影响研究表明:转Bt基因棉和转Bt、CpTI双价基因棉化防田、自控田均对棉铃虫有良好的抗性,棉铃虫幼虫数量与对照相比,差异显著。但棉铃虫落卵量差异不显著;转基因棉对非靶标害虫有间接影响;转基因棉花对天敌数量影响不大。

转基因抗虫棉根系分泌物对棉花黄萎病菌生长的影响

转基因抗虫棉的抗病性下降已成为制约我国棉花生产的重要因素之一.以转基因抗虫棉及其亲本非转基因棉花对照为材料,研究转基因抗虫棉根系分泌物对棉花黄萎病菌孢子萌发和菌丝生长的影响,并对其根系分泌物中氨基酸及糖类的组成和含量进行了测定.结果表明:与亲本非转基因棉相比,2种转基因抗虫棉对棉花黄萎病菌的抗性下降,转基因抗虫棉的根系分泌物对黄萎病菌孢子萌发和菌丝生长均具有促进作用.与亲本常规棉中23相比,转基因双价抗虫棉中41根系分泌物中多了甲硫氨酸和赖氨酸,并且天冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、酪氨酸的含量显著升高.泗棉三号与单价抗虫棉GK12的根系分泌物中虽然含有相同的氨基酸组分,但GK12的根系分泌物中酪氨酸、缬氨酸、亮氨酸的含量显著下降.中41根系分泌物中检测出4种糖类,而中23中仅检测出葡萄糖.抗虫棉GK12和泗棉三号根系分泌物中都检测出4种糖类,但其含量差异明显.

转基因抗虫棉对土壤微生物影响的初步研究

研究了种植转基因抗虫棉不同年限的棉田对土壤主要微生物的影响。结果表明,不同棉田每克干土中土壤微生物数量平均为11 162万个,其中细菌数为9 370万个,占总数83.95%,在总菌数中占绝对的优势,说明细菌是棉田土壤微生物的主体;放线菌次之,占14.44%;真菌最少,占1.62%。不同类型棉田在棉花生长的3个不同时期土壤中的细菌、真菌和放线菌的变化规律基本一致,分别在种植4年转基因棉花的棉田达到高峰值;但细菌数量变化较大,大体上呈现先上升后下降的趋势;真菌数量一直呈上升趋势;放线菌数量大体上呈一直下降趋势。可见,种植转基因棉对棉田土壤微生物的影响较大,且种植时间的长短对其有不同的影响。

转基因抗虫棉Bt基因插入区碱基组成分析

利用TAIL PCR的方法克隆不同来源的转基因抗虫棉中外源基因插入区的侧翼序列并对其进行序列和结构分析。结果表明 :同一个转基因的单株自交得到的不同株系中外源基因插入区的两侧DNA序列完全相同 ,不同的转基因抗虫棉中的外源基因插入位置各不相同。不同来源的转基因品种外源基因插入的上游侧翼片段含有一段残留质粒片段 ,外源基因插入的下游侧翼片段为富含AT碱基结构 ,其中泗棉 3号转基因抗虫品系中下游侧翼片段的AT碱基高达 92 %。Southern杂交结果显示这些侧翼序列为高AT含量的多拷贝序列 。

转基因抗虫棉产量构成因素的研究

对 1 32个转基因抗虫棉品系的产量构成要素进行典型相关分析 ,结果表明 ,外源基因不同 ,影响皮棉产量的关键因素不同 ;皮棉产量构成三因素之间相互联系、相互影响 ,单纯地过高选择某一因素 ,会影响其它两个因素的动态平衡 ,限制产量的提高 ;转基因棉的皮棉产量构成三因素间存在动态平衡关系 ,不同的组成模型 ,其皮棉产量有一定差异 ;单株铃数、铃重、衣分都有适宜的选择范围 。

转基因抗虫棉品种(系)的遗传多样性初步研究

利用简单重复序列 (SSRs)和随机扩增多态性DNAs(RAPDs) 2种分子标记对来自我国各个棉区的 30份陆地棉转基因种质材料进行了遗传多样性分析 ,材料包含有我国的 3种转基因类型。利用NTSYS -pc 2 .10统计分析软件 ,采用Jaccard’s相似系数UPGMA法进行聚类。结果表明 ,3类转基因材料大致分为不同的 2类 ,而且不同棉区的转基因材料交叉分布。相似系数分析表明 ,我国转基因材料的遗传多样性相对较为丰富。

转基因抗虫棉GK22对棉田天敌种群消长的影响

20 0 1年在江苏棉区的南京、盐城两地种植转基因抗虫棉GK2 2 ,研究观察其对棉田捕食性天敌种群数量和动态的影响。结果表明 ,抗虫棉GK2 2对棉田捕食性天敌种类和数量没有明显不良影响。全期南京点共计15次调查 ,抗虫棉GK2 2区百株累计查到捕食性天敌总数 14 97.17头 ,比常规对照棉区的 16 0 6 .8头少 6 .82 % ;盐城点全期 19次调查 ,GK2 2区百株捕食性天敌总数累计 12 2 8头 ,比对照区的 1198头增加 2 .5 % ,均未达到显著水平。其中 ,南京和盐城点试验区捕食性蜘蛛分别比对照减少 2 .1%、5 .6 % ;捕食性瓢虫南京点试验区比对照减少11.5 2 % ,盐城点试验区比对照增加 18.6 % ;草蛉南京点减少 4 .19% ,盐城点增加 5 % ;小花蝽南京点试验区比对照增加 18.85 %。

转基因抗虫棉农艺性状和纤维品质的遗传多样性

本研究以国内育成和国外引进的5 2份转基因抗虫棉品种(系)为材料,在河北农业大学棉花育种圃种植,调查农艺性状、测定纤维品质,基于农艺性状和纤维品质分析供试品种(系)的遗传多样性。结果表明:在9个农艺性状中,烂铃数的变异系数最大,其次为产量、有效铃数和第一果枝节位高度,变异系数最小的是衣分和果枝数。转基因抗虫棉品种纤维长度基本能够满足纺织工业需求,2 5 %跨长主要集中在2 8～30mm ;纤维比强度平均值为2 7 1cN/tex ,变幅为2 3 0～31 6cN/tex ;马克隆值的平均值为4 8,变幅为4 0～5 6。成对品种的欧氏距离变化在1 5 3～13 31之间,平均值为4 79,单一品种欧氏距离的平均值分布在3 6 2～10 5 1之间,表明不同品种之间具有一定的差异。采用离差平方和法对欧氏距离进行聚类,可以将供试品种明显地划分为2类,一类为中熟品种,另一类为早熟品种。

转基因抗虫棉叶围卡那霉素抗性细菌种群动态及nptⅡ基因漂移研究

【目的】研究转基因抗虫棉叶围卡那霉素抗性细菌的种群动态变化,并监测nptⅡ基因向叶围细菌漂移的情况。【方法】采用常规培养的方法分析转基因抗虫棉33B、SGK321和GK12、受体棉33、石远321和泗棉3号叶围具有卡那霉素抗性的细菌在整个生育期的种群动态变化,并以质粒pBI121为对照,根据nptⅡ基因设计特异性引物,采用菌落PCR方法对分离的叶围卡那霉素抗性细菌进行nptⅡ基因漂移监测。【结果】6个棉花品种的叶围卡那霉素抗性细菌总数量和群落多样性指数随着时间的变化,在同一棉花品种不同采样时间之间差异显著,而同一采样时间抗虫棉和对应的受体棉间多数差异不显著。在转基因抗虫棉品种SKG321,GK12及受体棉泗棉3号的叶围细菌中发现阳性片段。【结论】叶围卡那霉素抗性细菌的总数量及群落多样性指数在抗虫棉与对应的受体棉之间多数差异不显著。转基因抗虫棉中的nptⅡ基因可能向叶围细菌漂移。

转基因抗虫棉抗虫性状的遗传研究

转 Bt基因抗虫棉新棉 33B和 GK- 1 2对棉铃虫具有显著的抗性。盛蕾期饲喂抗虫棉株系72 h后 ,初孵棉铃虫幼虫死亡率分别为 86.8%、75 .1 % ,对照 TM- 1、泗棉 3号、苏棉 1 2号三个常规品种 (系 )初孵幼虫死亡率分别为 1 0 .9%、1 3.9%、9.2 %。转 Bt基因抗虫棉的杂种一代能明显延缓棉铃虫的发育进程。饲喂新棉 33B、GK- 1 2与常规品种 (系 )的杂种一代 72 h后 ,存活幼虫以1龄虫为主 ,分别占 92 .4%、85 .1 % ,并有少量 2龄幼虫。而同批次对照苏棉 1 2号和泗棉 3号以 2龄虫为主 ,分别占 89.6%、86.8% ,并有少量的 3龄虫出现。以抗虫棉与常规棉杂种 F1叶片饲喂棉铃虫 ,其发育进度较取食对照品种的延缓 1个龄期。转 Bt基因抗虫棉抗虫性状的遗传是受一对显性基因控制的。 Bt基因是以单一位点的方式整合到棉花基因组 。

转基因抗虫棉对土壤养分和酶活性的影响

以连续种植传统非转基因棉、转基因抗虫棉5 a和10 a的棉田为对象,研究了转基因抗虫棉对土壤养分和酶活性的影响。结果表明:与常规棉田相比,种植转基因抗虫棉土壤有机质、全氮、水解氮和有效磷含量没有显著差异,但增加了土壤速效钾含量;种植5 a转基因抗虫棉显著提高土壤脱氢酶活性,种植10 a转基因抗虫棉显著提高土壤过氧化氢酶活性;在转基因抗虫棉花大量采集期,土壤全氮和速效钾含量有所降低,而土壤pH、有机质含量有所升高。

转基因抗虫棉产量相关性状QTL的分子标记及定位

采用亚洲棉渐渗的纤维强度突出的陆地棉优质新品系0-153与陆地棉转基因抗虫新品系sGK9708为亲本,构建了F2及F2:3分离群体。利用3869对SSR引物筛选亲本,得到125对多态性引物。进一步对183个F2群体单株分析得到150个多态性标记位点,其中100个标记位点连锁,构建20个连锁群,共覆盖660cM,占棉花总基因组的14.67%,每个连锁群平均包含5个标记位点,标记间平均相距6.6cM,其中13个连锁群确定了对应的染色体。利用F2和F2:3数据,通过复合区间作图,共检测到28个产量及相关因素的QTLs。这些控制产量性状的QTLs只存在于5个连锁群上,成簇分布。与皮棉产量性状有关的2个QTLs,均与其它多个产量相关性状的QTLs在同一个连锁区段内,增效基因遗传效应方向一致,有必要研究其在标记辅助选择中的效果。本研究没有检测到在多世代表现稳定的QTL。因此,需要培育重组自交系,进一步明确产量性状有关QTL的遗传效应。

转基因抗虫棉根际卡那霉素抗性细菌种群动态及nptⅡ基因漂移检测

【目的】研究转基因抗虫棉根际卡那霉素抗性细菌的种群动态,检测转基因棉卡那霉素抗性细菌nptII基因漂移。【方法】采用常规培养方法分析了转基因抗虫棉GK12、GK19、33B、SGK321,常规棉泗棉3号、33、石远321等7个棉花品种根际卡那霉素抗性细菌种群在棉花整个生育期的种群动态变化。以质粒pBI121为对照,设计nptII基因特异性引物,采用PCR方法对分离的根际卡那霉素抗性细菌菌株进行nptII基因漂移检测。【结果】7个棉花品种根际卡那霉素抗性细菌数量随时间延长而减少,同一棉花品种不同采样时间卡那霉素抗性细菌数量差异显著,而同一采样时间抗虫棉和对应的受体棉间差异不显著。Simpson、Shannon-Wiener多样性指数以及Pielou均匀度指数计算结果表明,受体棉根际卡那霉素抗性细菌群落的多样性高于转基因棉。PCR检测结果表明,21株卡那霉素抗性细菌菌株中18株发现有阳性片段,但其测序结果与卡那霉素抗性基因序列比对的同源性未能达到100%,不能判断nptII是否发生了转移。【结论】根际卡那霉素抗性细菌的数量在转基因棉与对应受体棉之间差异不显著,受体棉根际卡那霉素抗性细菌群落多样性指数高于转基因棉,更均匀稳定。未发现转基因棉卡那霉素抗性标记基因nptII向根际细菌的基因漂移。

转基因抗虫棉抗黄萎病鉴定及黄萎病发生规律

采用田间病圃鉴定法,研究了国内外45个转基因抗虫棉品种(系)的黄萎病抗病性,结果表明,以相对抗性指数(IR)划分抗性类型,抗病品种(系)占6.7％,耐病品种(系)占51.1％,感病品种(系)占42.2％。美国引进品种(系)比国内自育品种(系)的抗病性稍差。棉花黄萎病菌在不同转基因抗虫棉品种(系)上的侵染、扩展规律有较大差异,可分为5类。不同品种(系)的抗病特性不同,可分为3大类。此外,筛选出抗虫棉抗病性鉴定的对照品系—J103。

转基因抗虫棉对棉铃虫中红侧沟茧蜂选择行为的影响

以目前生产上大面积种植的转基因抗虫棉与其对照亲本棉组成的气味源为材料,利用"Y"型嗅觉探测仪测定了棉铃虫幼虫寄生蜂中红侧沟茧蜂对不同气味源的嗅觉行为。结果显示:无论是棉花蕾期还是铃期,与被害常规棉相比,被棉铃虫为害的转基因抗虫棉对中红侧沟茧蜂有较强的忌避性,而且这种忌避性在含有棉铃虫幼虫的被害转基因抗虫棉中依然明显。由此可见,转基因抗虫棉对棉铃虫寄生性天敌有排斥反应。