90份转BT基因抗虫棉品种(系)在新疆早熟棉区的适应性评价

【目的】评价转BT基因抗虫棉品种(系)的适应性与应用价值,为棉花新品种的选育提供适合的亲本。【方法】以90份转BT基因抗虫棉为材料,研究其农艺性状和品质性状的变异情况及相关性,并以主要农艺性状和品质性状对90份转BT基因抗虫棉进行主成分和聚类分析。【结果】供试90份转BT基因抗虫棉品种(系)纤维品质、农艺性状间差异显著,其中44份转BT基因抗虫棉为早熟材料,46份转BT基因抗虫棉为中早熟材料;前5个主成分特征值均大于1,累计贡献率达71.62%,第1主成分与产量有关,第2主成分与纤维品质有关,第3主成分与植株性状有关。90份转BT基因抗虫棉划分为4个类群,第Ⅰ类群籽指性状表现好;第Ⅱ类群断裂比强度、伸长率较好;第Ⅲ类群单株铃数、铃重、衣分较高;第Ⅳ类群纤维品质较好。【结论】筛选出了G21-2、G21-14、G21-1、G21-77等综合性状优异、铃重均在5.00 g以上、衣分在42%以上的转BT基因抗虫棉品种(系)18份。

昆虫对杀虫剂和转Bt基因植物的抗性进化机制研究进展

为防治昆虫对农作物的危害,采取了喷施杀虫剂和种植转Bt基因抗虫植物等措施。然而,杀虫剂的大规模使用和转Bt基因抗虫植物的大面积连续种植使得一些靶标昆虫产生了抗性进化,这不仅影响防治效果,而且还影响整个农业生态系统服务功能。本文综述了昆虫对化学杀虫剂、微生物杀虫剂和转Bt基因植物产生抗性的分子机制。昆虫对化学杀虫剂的抗性进化机制主要是靶标位点敏感性下降和解毒酶系活性增强;对微生物杀虫剂的抗性进化机制主要是免疫系统激活和共生菌群变化;对转Bt基因植物的抗性进化机制主要是昆虫中肠结合受体基因突变或表达下调和中肠蛋白酶活性降低。为了减缓昆虫抗性进化和提高杀虫剂效率,未来建议减少使用化学杀虫剂,合理利用杀虫谱广和活性高的微生物杀虫剂以及抗虫植物等方法系统治理农业害虫。

深入了解目的基因(Bt基因)的检测与鉴定

目的基因的检测与鉴定是基因工程基本操作程序的最后一步,用以确定目的基因是否真正在受体细胞中稳定表达其遗传特性。本文结合实际教学案例,介绍目的基因的检测和鉴定方法,为理解基因工程提供一定的参考。

转单、双Bt基因741杨外源基因表达和抗虫性比较

【目的】研究联合使用两种或两种以上的抗虫基因的抗虫效果,同时鉴定并筛选出转双Bt基因741杨对鳞翅目和鞘翅目害虫有较强抗性的株系。【方法】选取转三基因(Cry3Aa+Cry1Ac+API)741杨8个株系、转双基因(Cry1Ac+API)741杨1个株系和转单基因(Cry3Aa)741杨3个株系为试材,从外源基因PCR检测、毒蛋白表达和抗虫性三方面对转基因株系进行对比分析。【结果】经PCR扩增后各转基因株系出现了预期的电泳条带。ELISA蛋白检测显示转基因株系中都有与所含基因相应的Bt杀虫蛋白表达。用转基因株系新鲜叶片进行柳蓝叶甲Plagiodera versicolora和美国白蛾Hyphantria cunea室内饲虫实验表明:转入不同抗虫基因的杨树对昆虫的抗性具有选择性,对非靶标昆虫没有毒杀作用。转双Bt基因741杨具有双抗性,不同转基因株系表现出高中低的抗性水平:在对柳蓝叶甲的抗性上,筛选出的其中5个高抗株系(pCCA1,pCCA2,pCCA5,pCCA6和pCCA9)的抗性水平明显比含Cry3Aa单Bt基因的3个高抗株系(pCC11,pCC53和pCC84)高;在对美国白蛾的抗性上,有7个株系(pCCA2～pCCA7和pCCA9)的抗性水平与含Cry1Ac单Bt基因株系(pB29)表现一致,只有1个株系(pCCA1)对美国白蛾表现出了极低的抗性。【结论】多个抗虫基因在741杨上的联合使用,不仅扩大了抗虫谱,其中的高抗株系还具有了更高的抗虫能力,有效地发挥了基因的叠加效应。

转CpTI-Bt基因棉和转Bt基因棉对棉铃虫幼虫存活、生长及营养利用的影响

20 0 0年 7月中旬和 8月中旬 ,分别测定了采自田间的转CpTI Bt基因双价抗虫棉 (SGK32 1,以下简称CpTI Bt棉 )和转Bt基因抗虫棉 (中 30 ,以下简称Bt棉 )对棉铃虫 Helicoverpaarmigera幼虫存活、生长的影响。结果表明 :7月中旬两种转基因抗虫棉抗虫效果均较好 ,尤其是CpTI Bt棉棉叶和花瓣对 4龄幼虫 3天内致死率为 92 %以上 ;8月中旬两种转基因棉的抗虫活性均明显降低 ,且Bt棉的杀虫活性显著低于CpTI Bt棉 ,其幼虫死亡率与对照受体棉中 16的死亡率之间无显著差异 ,仅显著抑制了幼虫的生长 ;石远 32 1(SGK32 1受体品系 )的花瓣具有一定的抗虫活性 ,可显著降低取食幼虫的体重 ,甚至造成部分幼虫死亡 ;CpTI Bt棉中 ,花瓣和棉叶的抗虫性明显高于蕾和铃心。对 5龄幼虫取食棉铃 1日后的营养指标测定结果显示 :两种转基因抗虫棉处理的幼虫相对生长率和相对取食量均显著低于石远 32 1,但两者之间无显著差异 ;CpTI Bt棉处理的幼虫近似消化率显著低于石远 32 1和Bt棉 ,但其食物利用率显著高于石远 32

导入外源Bt基因与受体作物次生代谢物质的交互关系研究

转Bt基因作物是目前商品化进程最快的转基因作物之一,外源Bt基因的导入为培育有效控制有害生物的作物品种提供了新的手段,但外源基因的导入一定程度上改变了作物自身的基因序列,可能引起作物的代谢过程发生改变。本文对转Bt基因作物中导入的Bt基因所产生的杀虫蛋白与作物自身次生代谢物质含量及其效应的关系进行简要综述,结果表明基因的改造和重组已经影响到转Bt基因作物的一些代谢过程。

转Bt基因植物表达产物Cry1Ab蛋白的制备纯化方法研究

以转Bt基因水稻为试材,研究其表达产物Cry1Ab蛋白的提取、分离及纯化的方法。实验结果表明,DEAE纤维素填料对Bt蛋白有较好捕获效果。根据生物信息学方法预测了目标蛋白和主要共存蛋白的等电点和疏水性差异。合理地选择了阴离子交换色谱与疏水作用色谱组合方法。提取液经DEAESephadexA50柱层析及PhenylSepharoseFastFlow疏水层析分离后,目标蛋白得到了显著的纯化。考察了疏水层析中用不同洗脱液洗脱Cry1Ab蛋白对活性回收率和纯度的影响,结果表明:以0.25mol/LKSCN作洗脱液对活性影响最小,HIC一步纯化倍数可达8倍,总纯化倍数达100倍。

两种防治措施下转Bt基因棉田绿盲蝽的发生与为害

2002年在河北省南皮县对2种防治措施下转Bt基因田绿盲蝽LyguslucorumMayre的发生与为害进行的系统调查表明,采用生物农药和低毒化学农药防治4次,Bt棉田绿盲蝽的发生为害较为严重,9月上旬发生高峰期种群密度为7.2头10株,显著高于防治指标,第2代绿盲蝽为害高峰期,叶片被害率为19.4%;采用当地棉农化学防治方法施用农药7次,Bt棉田绿盲蝽发生为害较轻,发生高峰期(8月中旬)种群密度为2.0头10株,第2代绿盲蝽为害高峰期,叶片被害率为4.8%。讨论指出绿盲蝽已成为转Bt基因棉生产中的重要问题,应加快绿盲蝽在转Bt基因棉田的生态调控研究。

转Bt基因和蛋白酶抑制剂基因杨树抗虫性的研究

虫害是杨树造林生产中所面临的一大难题。通过农杆菌介导 ,将经过人工改造的苏云金杆菌杀虫结晶蛋白 (Bt)基因转化杨树 ,得到杨树再生植株 ,然后 ,再将蛋白酶抑制剂基因 (PI)导入已含Bt基因的转基因杨树 ,经PCR检测和Southern杂交分析证明 ,最终获得既含有Bt基因又含有蛋白酶抑制剂基因的转基因杨树植株。利用这种杨树叶片饲喂舞毒蛾幼虫的杀虫试验结果表明 ,转基因杨树具有明显的杀虫活性 ,同时表明含有Bt基因和蛋白酶抑制剂基因双基因的植株其抗虫能力明显高于仅含单一Bt基因的植株。为探索培育高抗虫性杨树开辟了一条新途径。

转Bt基因棉对非靶标害虫及害虫天敌种群动态的影响

20 0 0～ 2 0 0 1年 ,在湖北棉区系统研究了转Bt基因棉对棉田非靶标害虫及天敌种群动态的影响。试验设三个处理 :转Bt化防田 (使用化学农药控制害虫 )、转Bt自控田 (仅依靠田间自然天敌控制害虫 )及常规对照棉田 (利用综合防治措施控制害虫 )。结果表明 ,在转Bt基因棉田中 ,除棉蓟马外 ,其它主要非靶标害虫 (主要是刺吸性害虫 )的种群发生数量呈明显的上升趋势。 2 0 0 0年棉蚜发生的总计值 ,化防田和自控田分别比常规对照田增加 37 9%和 71 4% ,2 0 0 1年则分别增加92 5 %和 134 9% ;2 0 0 0年朱砂叶螨发生的总计值 ,化防田和自控田分别比常规对照田增加 181 1%和 2 98 3% ,2 0 0 1年则分别增加 6 9 9%和 10 5 0 % ;转Bt基因棉对于斜纹夜蛾与烟粉虱这两种近几年来对棉花危害有加重趋势的害虫 ,在大田中没有表现出抗性。天敌的发生种类和数量也都远远高于常规对照棉田 ,几种主要天敌种群发生的总计值及高峰值都明显高于常规对照棉田。 2 0 0 0年蜘蛛类发生的总计值 ,化防田和自控田分别比常规对照田增加 6 6 3%和 112 1% ,2 0 0 1年则分别增加 95 1%和 111 7% ;2 0 0 0年龟纹瓢虫发生的总计值 ,化防田和自控田分别比常规对照田增加 140 8%和 135 4% ,2 0 0 1年则分别增加 6 7 2 %和 10 9 5 % ;

转Bt基因水稻克螟稻杂交转育后代农艺性状的研究

对转 Bt基因水稻与常规品种的杂交后代进行了 GUS活性的组织化学分析和农艺性状考察。结果表明 ,报告基因 gus与抗虫基因 cry1Ab是连锁遗传和协同表达的 ,利用 GUS组织化学染色法可快速筛选抗虫杂种植株 ;无论是籼粳交 ,还是粳粳交后代 ,抗虫和感虫的两类植株间在株高、穗长、单株分蘖数、播始历期和千粒重等主要农艺性状上无显著差异 ,这无疑为利用

转Bt基因棉田节肢动物群落结构特征研究

比较研究了转Bt基因棉———保铃棉、中棉 30和常规棉常规防治、常规棉不防治 4种类型棉田的节肢动物群落构成及结构 .结果表明 ,保铃棉、中棉 30的物种丰富度有一定降低 ( 2 4%～ 16 3% ) ,个体总量显著减小 ( 71 0 %～ 78 3% ) .其中植食性亚群落的优势种组成及次序改变 ,其个体总量降低最多 ,捕食性和寄生性亚群落的个体总量明显增加 .中棉 30、保铃棉与常规棉不防治处理群落的相似系数依次最高 ( 0 82 43)、次高( 0 732 0 ) ,保铃棉与常规棉常规防治居第三 ( 0 3380 ) ,常规棉常规防治与常规棉不防治居第四 ( 0 312 8) ,中棉30与常规棉常规防治最小 ( 0 2 665 ) .各处理多样性指数和均匀度值的高低次序为中棉 30 (分别为 2 3712和0 64 2 8) >常规棉不防治 ( 2 365 4和 0 62 5 1) >保铃棉 ( 2 1364和 0 5 791) >常规棉常规防治 ( 1 0 877和0 2 949) ,优势度次序为常规棉常规防治 ( 0 872 6) >保铃棉 ( 0 35 2 8) >常规棉不防治 ( 0 1178) >中棉 30( 0 10 48) .转Bt基因棉的害虫防治宜采取与常规棉不同的IPM策略和方法 .

种植转Bt基因水稻对土壤酶活性的影响

转Bt基因及非Bt基因水稻的盆栽试验研究表明 ,转Bt基因水稻在生长发育过程中可以向土壤中释放杀虫晶体蛋白 ,而且杀虫晶体蛋白的释放量与水稻生长发育时间有关 ;与非Bt基因水稻相比 ,转Bt基因水稻生长 15d时 ,土壤脲酶活性显著下降 (降幅为 2 .4 7% ) ,土壤酸性磷酸酶活性显著升高 (增幅为8.91% ) ,而土壤芳基硫酸酯酶、蔗糖酶和脱氢酶活性的变化差异不显著 ;生长 30d时 ,土壤脲酶活性仍显著下降 (降幅为 16 .36 % ) ,土壤酸性磷酸酶、芳基硫酸酯酶和脱氢酶活性显著升高 (增幅分别为 35 .6 9% ,19.70 %和 16 .83% ) ,而土壤蔗糖酶活性变化差异仍不显著 .

转Bt基因水稻表达的毒蛋白Cry1Ab在害虫及其捕食者体内的积累动态

在室内对转基因水稻KMD1中的Cry1Ab毒蛋白经食物链在几种主要害虫及其捕食性天敌体内的积累进行了研究。结果表明 :无论是水稻孕穗期还是成熟期 ,二化螟Chilosuppressalis连续取食KMD1或取食KMD136h后移至对照品种秀水 11上取食不同时间后 ,幼虫体内的Cry1Ab含量均随取食时间延长逐渐下降。稻眼蝶Mycalesisgotama幼虫连续取食KMD1或在KMD1上取食两天后移至秀水 11上继续取食不同时间 ,体内的Cry1Ab含量也都随取食时间延长而下降 ,但下降速度较二化螟更快。取食KMD1的二化螟和稻眼蝶幼虫的粪便中均检测到较高浓度的Cry1Ab ,对照组中均无Cry1Ab。取食KMD1的二化螟幼虫血淋巴中检测到Cry1Ab ,含量为 3 5ng g。取食KMD1的褐飞虱Nilaparvatalugens、稻蚜Sitobionavenae以及饲喂取食过KMD1的二化螟或稻眼蝶幼虫的拟水狼蛛Piratasubpiraticus体内都含有一定浓度的Cry1Ab ,其中 ,拟水狼蛛体内的CrylAb含量以饲喂取食KMD1稻眼蝶幼虫的含量最高 ,约为饲喂取食KMD1二化螟幼虫的 6 0倍。这些结果表明Cry1Ab可以沿水稻 害虫

陆地棉高强纤维品系和Bt基因抗虫棉的配合力与杂种优势研究

采用NCⅡ设计 ,以 5个高强纤维品系为母本 ,12个Bt基因抗虫棉品系为父本配制杂交组合 ,分析了高强纤维品系与Bt基因抗虫棉品系杂交组合性状的配合力效应和杂种优势表现。结果表明 ,籽、皮棉产量、单株铃数和铃重具极显著的特殊配合力 (显性 )方差 ,衣分的一般配合力 (加性 )和特殊配合力方差均极显著 ,纤维品质2 .5 %跨长、比强度和麦克隆值具极显著的一般配合力方差。产量构成因素的优势单株铃数 >铃重 >衣分 ;纤维品质性状的群体平均优势 2 .5 %跨长 >麦克隆值 >比强度 ,竞争优势比强度 >2 .5 %跨长 >麦克隆值。利用高强纤维品系与Bt基因抗虫棉品系配制的杂交组合 ,F1代皮棉产量较现有推广品种增产 17.0 %以上 ,纤维比强度提高 ,长度增加 7.0 %以上 ,细度提高 4 .0 %以上。

渍涝与干旱对不同转Bt基因抗虫棉的影响

对 3个转 Bt基因棉花品种的研究表明 ,花铃期田间渍涝显著降低皮棉产量和棉株内的 Bt蛋白含量。积水后棉花主茎功能叶和幼蕾的 Bt蛋白含量平均分别比对照降低 2 7.7%和 2 9.9% ,主茎下部老叶的 Bt蛋白含量仅降低 6 .6 % ,说明渍涝对生长旺盛器官 Bt蛋白合成的影响远远大于衰老器官。干旱对棉株内 Bt蛋白合成的抑制更强 ,当花铃期干旱使棉叶致萎时 ,主茎下部老叶、幼蕾和主茎功能叶的 Bt蛋白含量分别降低了52 .9%、3 7.0 %和 3 0 .0 %。为充分发挥和利用转Bt基因棉花品种的产量与抗虫潜力 ,棉花生长发育的关键时期应尽量避免缺水干旱 ,及时排除田间积水 。

转Bt基因抗虫棉在害虫综合治理中的作用研究

１９９４～１９９８年，在室内、罩笼、田间小区和大田试验示范，从个体生态学、种群生态学、群落生态学和综合防治的角度，较全面、系统地研究、评价了转Ｂｔ基因抗虫棉在害虫综合治理中的作用。研究表明，转Ｂｔ基因棉对棉铃虫（Ｈｅｌｉｃｏｖｅｒｐａａｒｍｉｇｅｒａ）具有良好的抗性，但表现出明显的时空动态；对棉铃虫的影响涉及存活、发育、生殖、行为习性等方面。转Ｂｔ基因棉田棉铃虫不再是主要害虫，但棉叶螨（Ｔｅｔｒａｎｙｃｈｕｓｃｉｎｎａｂａｒｉｎｕｓ）、棉蚜（Ａｐｈｉｓｇｏｓｙｐｉ）、棉蓟马（Ｔｈｒｉｐｓｔａｂａｃｉ）、白粉虱（Ｔｒｉａｌｅｕｒｏｄｅｓｖａｐｏｒａｒｉｏｒｕｍ）等刺吸性害虫的发生为害加重；捕食性天敌优势种变化不大，但棉铃虫幼虫优势寄生性天敌发生数量明显减少。转Ｂｔ基因春棉麦套昆虫群落的多样性指数（２．８０２８）和均匀度指数（０．５８０５）＞春棉平作（分别为２．６１３３和０．５３２１）＞夏棉麦套（分别为１．８１８１和０．４０８２），但优势集中性指数正好相反（分别为０．１０８５、０．１２９１和０．３３６６）；说明春棉麦套昆虫群落的稳定性较好，对外部环境干扰和群落内部种群波动的缓冲能力较强。转Ｂｔ基因棉二代棉铃虫无?

杨树NL-80106转Bt基因植株的获得及抗虫性

通过根癌农杆菌 (Agrobacteriumtumefaciens)介导将苏云金杆菌 (Bacillusthuringiensis)毒蛋白基因Bt转入杨树NL 80 10 6 (美洲黑杨×小叶杨 ,Populusdeltoides×Populussimonii) ,获得了再生植株。PCR及PCR Southernblotting的分析结果表明 ,Bt基因已整合到基因组中。部分转基因植株的杀虫实验表明 ,转基因植株B45和B6 4对一龄舞毒蛾 (LymantriadisparLinn .)幼虫有明显抗性 ,饲喂转基因杨树叶片的幼虫死亡率显著高于未转基因的对照植株。

转Bt基因棉杂种优势及性状配合力研究

采用 NC 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 1 0 0 %,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、皮棉产量性状外 ,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 。