甘蔗种质资源材料抗螟虫性研究与评价

采用螟虫自然侵染的方法,对857份甘蔗种质资源材料抗螟性进行分析。结果发现,包括泰糖1号、崖城57-423在内的64份材料在苗期表现较高的抗螟虫性,包括泰糖1号、崖城75-423、NCO376在内的93份材料在中后期对螟虫具有较高的抗虫性。甘蔗种质资源材料的抗螟虫性也非一成不变,有些材料的抗螟虫性可不受栽培植期或发育阶段的影响,另一些材料则可因栽培植期或发育阶段不同而变化。同时还从叶片形态、蔗茎表皮硬度和解剖结构特性以及植株组织中次生代谢物质的变化等现象,对甘蔗抗螟性机制进行探讨。

转cry1C~*及cry2A~*基因早粳稻Bt蛋白的时空表达和抗螟虫性

早粳稻空育131为受体,以根瘤农杆菌介导遗传转化法创制了转ubi启动子调控下的cry1C*及cry2A*基因早粳稻空育131 (cry1C*)和空育131(cry2A*)。为了研究转基因水稻Bt蛋白的时空表达特性及抗螟虫性,将不同转化事件形成的转基因早粳稻品系种植于田间,利用酶联免疫吸附测定(ELISA)法检测转基因水稻不同生长发育阶段不同器官的、以及成熟期糙米的Bt蛋白量,采用室内离体茎秆法接虫鉴定转基因水稻的抗螟虫性。结果显示,转基因早粳稻不同抗虫基因Bt蛋白量不同, cry1C*基因总是低于cry2A*基因的蛋白质表达量;不同生长发育时期Bt蛋白量不同,叶片和茎鞘等器官的Bt蛋白量为分蘖期<抽穗期<灌浆期,幼穗或糙米等器官的Bt蛋白量为抽穗期幼穗>灌浆期幼穗>成熟期糙米;不同器官Bt蛋白量不同,高低次序在分蘖期为叶片、茎鞘,抽穗期为叶片、幼穗和茎鞘,灌浆及成熟期为叶片、茎鞘、幼穗和糙米;同一抗虫基因不同转基因品系间抽穗期叶片、茎鞘和幼穗等器官Bt蛋白量及抗螟虫性、糙米Bt蛋白量等性状存在差异,抽穗期各器官Bt蛋白量与抗螟虫性及成熟期糙米Bt蛋白量之间相关不显著,不论Bt蛋白量高或低的品系均表现为高抗螟虫。转基因早粳稻营养器官生长发育前期Bt蛋白量较低、后期较高,繁殖器官生长发育早期Bt蛋白量较高、晚期较低,营养器官通常比繁殖器官的Bt蛋白量高。在本研究范围内,不同基因及不同转化事件培育的转基因水稻Bt蛋白表达量高低不同,但所有的转基因早粳稻品系均表现高抗螟虫。

转基因改良水稻的抗螟虫性研究

以质粒 pCUSBK -HPT作抗虫基因供体 ,优良籼型恢复系蜀恢 5 2 7为受体 ,采用基因枪转化法 ,获得了转抗虫基因sbk的植株。室内和田间试验发现转基因植株抗虫性得到提高。分子证据表明外源基因在受体植株中的遗传是稳定的。

转cry1C~*基因抗虫超级粳稻田间目的基因表达及抗螟虫性研究

为了研究转基因抗虫超级粳稻田间目的基因表达及抗螟虫性,将10个来自于不同独立抗性愈伤组织的转cry1C*基因抗虫超级粳稻品系种植于田间,利用实时荧光定量PCR方法检测孕穗期叶片、茎鞘和幼穗等器官目的基因mRNA,利用酶联免疫吸附(ELISA)法检测孕穗期叶片、茎鞘和幼穗及收获后糙米的Cry1C蛋白,利用田间目测调查二化螟危害的白穗率。结果显示,转基因超级粳稻不同品系及不同器官cry1C*基因田间表达量明显不同,cry1C*基因mRNA表达量:叶片>茎鞘>幼穗,蛋白质表达量:叶片>茎鞘>幼穗>糙米。转基因超级粳稻田间目的基因表达,在mRNA水平和蛋白质水平,不同器官间存在正相关关系,各器官Cry1C蛋白质含量和糙米Bt蛋白质含量呈正相关。在本研究范围内,不论转基因粳稻植株Cry1C蛋白质含量高或低的品系,田间均表现为高抗二化螟。培育转基因抗虫粳稻品种时,应注意对目的基因适量表达的抗虫基因型的选择。

不同螟虫抗性甘蔗种质营养物质含量比较

【目的】比较不同螟虫抗性甘蔗种质中营养物质含量差异,初步揭示营养物质对甘蔗抗螟虫性的生理生化机制,为甘蔗抗螟虫种质筛选提供理论依据。【方法】选取抗螟虫种质云蔗03-258、粤甘26,易感螟虫种质柳城03-1137、德蔗03-83、粤甘35和感、抗虫性居中的新台糖22号(ROC22)进行室内栽培,测定苗期各种质材料的抗坏血酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量。【结果】抗螟虫种质的各项营养物质含量均低于易感螟虫种质和抗性中等种质,云蔗03-258、粤甘26、新台糖22号、柳城03-1137、粤甘35和德蔗03-83的抗坏血酸含量分别为41.12、29.10、42.23、76.37、73.55和42.74mg/g,可溶性糖含量分别为33.73、36.05、37.16、38.00、43.22和45.12 mg/g,可溶性蛋白含量分别为58.32、64.13、64.26、68.52、73.11和75.30 mg/g。【结论】抗螟虫种质各项营养物质含量均低于易感种质,甘蔗种质的抗螟虫性与其营养物质含量呈负相关。

水稻品种9311的螟虫抗性改良和抗螟虫杂交稻组合选育

【目的】将抗螟虫的cry1C*转入优良水稻品种9311中,培育具有9311遗传背景的高产、优质、抗螟虫水稻品种,再以改良的抗虫株系作父本配制抗螟虫的杂交水稻组合。【方法】以含有cry1C*的抗螟虫转基因材料T1C-19为供体,9311为受体,通过1次杂交、3次回交和3次以上自交,每个世代进行标记选择,改良的稳定株系和杂交组合进行田间螟虫抗性鉴定、CRY1C*蛋白表达量测定、产量、主要农艺性状、生育期和稻米品质分析。【结果】育成了8个具有9311遗传背景并含有cry1C*抗螟虫的近等基因系、配制了56个杂交组合,田间螟虫抗性与供体亲本T1C-19一样,稻纵卷叶螟抗性达到100%,而9311的稻纵卷叶螟危害率达到20%;改良株系的CRY1C*蛋白表达量与T1C-19基本一致,杂交组合分蘖期的表达量略低于父本株系,拨节期的表达量高于父本株系。育成的8个抗螟虫9311近等基因系的生育期、主要农艺性状和稻米品质与9311相似,产量有一定的提高,筛选出3个比扬两优6号明显增产的抗螟虫迟熟杂交稻组合,筛选出产量和米质明显优于Q优6号的抗螟虫中熟中稻组合,筛选出1个产量和生育期与金优207相当的抗螟虫中熟晚稻组合。【结论】通过杂交、回交和分子标记辅助选择,已经将抗螟虫的cry1C*渗入到优良水稻品种9311中,育成株系除了高抗螟虫以外,在生育期、产量、主要农艺性状、稻米品质和配合力等方面与受体亲本9311一致,测配筛选出一批抗螟虫的高产、优质中晚稻组合。

利用分子标记辅助选择改良93-11对白叶枯病和螟虫抗性

93-11是我国生产上应用面积较大的两系恢复系,同时又是红莲型三系杂交水稻恢复系之一,其组配的超级杂交稻两优培九和三系杂交稻红莲优6号,具有优质高产等特性。为了进一步提高其对白叶枯病的抗性、同时增加其对水稻鳞翅目害虫(如稻纵卷叶螟、二化螟和三化螟等)抗性,利用常规回交育种方法和结合分子标记辅助选择将Xa21基因和Bt基因同时导入93-11中,在BC3F3家系中筛选到8个家系含纯合的Xa21基因和Bt基因,其中有两个家系与93-11比较其遗传背景的回复率很高,达到90.59%。在正常的田间条件下,改良的93-11(Bt)、93-11(Xa21)和93-11(Bt/Xa21)与原始的93-11表现出相似的农艺性状,且带有Xa21基因的株系及其杂交种均对白叶枯病显示出很高的抗性。在自然诱发螟虫条件下,带有Bt基因的株系及其杂交种没有受到螟虫危害。这一结果表明,通过分子标记辅助选择将多个基因同时导入某一改良亲本,结合常规育种方法选择,具有快速、良好遗传改良效果。这一遗传改良材料在农艺性状和配合力等方面基本保持了93-11及其杂交组合的主要特征特性,拓宽和增强了其对白叶枯病的抗谱和抗病能力,增加了93-11作为恢复系所配杂交水稻的抗螟虫特性,具有较好的应用前景。

甘蔗中次生代谢产物和保护酶与螟虫抗性的相关性研究

为了研究甘蔗中次生代谢产物和保护酶与甘蔗抗虫性的关系,用茉莉酸甲酯作为外源诱导物质对不同品种的甘蔗进行处理,测定诱导后螟虫易感、螟虫抗性甘蔗品种总酚和单宁的含量以及过氧化氢酶、多酚氧化酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶活性。结果表明:经茉莉酸甲酯诱导后,抗螟虫品种粤甘34号、云蔗03-258、粤甘26号的总酚和单宁含量以及上述几种保护酶的活性均高于易感螟虫品种粤甘35号、德蔗03-83和柳城03-1137。茉莉酸甲酯诱导后甘蔗中次生代谢产物含量与保护酶活性均与甘蔗螟虫抗性呈正相关,因此,可以为甘蔗抗虫品种的评价和选育提供参考。

重视抗性螟虫 提高综防水平

1螟虫发生与防治概况 据历年资料,50年代后期至60年代,由于我区推行籼改粳,中改晚,二化螟种群下降,三化螟占优势.1957年三化螟重发.70年代单双季稻并存,螟虫全面回升.1972年,三化螟偏重发生,早熟晚稻白穗严重,70年代后期至80年代,调减双季稻,扩种中籼及杂交稻,二化螟迅速回升,三化螟发生减轻.1978年,全区二化螟严重发生田块螟害率高达48.3%.1979年,一代二化螟特大发生;1981年、1984年二化螟偏重发生.90年代推行压籼扩粳和旱育抛秧,1994年后三化螟回升,1997年三代三化螟特大发生,迟栽中杂稻及粳稻田自然白穗率高达40～70%.

玉米种质资源对亚洲玉米螟的抗性鉴定与评价

在自然感虫条件下,对133份玉米种质进行了田间抗玉米螟鉴定与评价。结果表明,不同玉米种质资源对玉米螟的抗虫性存在差异,大部分玉米种质表现为感或高感二代玉米螟,部分自交系的抗螟虫性不受发育阶段的影响,而部分自交系会因发育阶段的不同而发生变化。对一代、二代玉米螟均表现为中抗的自交系有3份:泰2-4、CIMBL 26、A 4,这些抗虫资源可用于今后的种质创新及杂交种选育。

水稻抗性螟虫防治药剂筛选试验

为筛选出防治抗性螟虫的最佳药剂,进行了水稻抗性螟虫防治药剂筛选试验。结果表明,复配杀虫单(6%阿维·氯苯酰悬浮剂+90%杀虫单可溶性粉剂)保苗效果较好,达到90.9%。建议在防治抗性螟虫时,可考虑复配杀虫单制剂,以提高保苗效果。

小规模回交法结合GUS标记选择快速育成水稻转基因抗虫不育系

以"克螟稻"衍生系Tb26(籼)为Bt转基因抗虫种质,采用小规模回交法,结合GUS标记辅助选择,快速改良D62A(B)的抗螟虫特性,育成了"抗DA(B)"。经鉴定,抗DA的外源Bt基因纯合,自身抗虫性表达稳定,且所配杂种F1也表现出高抗螟虫特性;抗DA的花器性状和开花习性良好,花粉败育彻底,不育度高,农艺性状、品质性状、配合力等方面,也与D62A(CK)相仿。若能将生产上推广的D62A系列组合逐步替换成抗DA同型系列,则有望起到节省治虫用药成本,减少污染等一举多得的效果。

分子标记辅助选择聚合Xa7、Xa21和cry1C＊基因改良杂交水稻金优207的白叶枯病和螟虫抗性

以抗白叶枯病的华恢20(携带Xa7和Xa21基因)和抗螟虫的T1c-19(携带cry1C*基因)为供体,分别与先恢207进行杂交、回交和复交,运用分子标记辅助选择技术,将白叶枯病抗性基因Xa7、Xa21和螟虫抗性基因cry1C*聚合到水稻恢复系先恢207中,育成了2个携带Xa7+Xa21+cry1C*基因的改良恢复系株系,编号为CY10038-1和CY10039-1。再与金23A配制了2个组合金23A/CY10038-1和金23A/CY10039-1。通过对改良品系及其杂交组合白叶枯病和螟虫抗性鉴定、CRY1C*蛋白表达量测定以及对产量、稻米品质、生育期和主要农艺性状的分析,结果表明,2个改良系及其杂交组合金23A/CY10038-1和金23A/CY10039-1均抗ZHE173、GD1358、PXO61、PXO99、FuJ、YN24和HeN11等7个白叶枯病菌株;尽管2个杂交组合CRY1C*蛋白表达量低于其改良系,但在全生育期不防治的栽培条件下不受螟虫危害;2个杂交组合单株产量比金优207均明显提高,而稻米品质和主要农艺性状与金优207相似,具有良好的应用前景。

水稻三系恢复系镇恢084的螟虫抗性改良

以对螟虫有良好抗性的T1C-19(含抗螟虫的cry1C*基因)作为供体,优良恢复系镇恢084为受体和轮回亲本,通过杂交、回交并结合分子辅助选择的方法将cry1C*基因导入镇恢084中,选育了携带cry1C*基因的纯合株系4个。对育成的抗螟虫新株系及其杂交组合的CRY1C*蛋白表达量、螟虫抗性、产量、主要农艺性状和稻米品质进行了研究。结果表明,4个抗虫新株系的CRY1C*蛋白表达量与供体T1C-19基本一致,表明cry1C*基因在新株系中能够很好地表达;在自然条件下的田间调查结果显示,培育的4个抗螟虫株系及其所配杂交组合与供体亲本表现一致,都没有受到螟虫的危害,而受体亲本受到一定程度的螟虫危害。此外,新育成的4个抗螟虫株系在主要农艺性状、稻米品质和配合力上都与受体亲本镇恢084相近。

水稻恢复系R299螟虫抗性改良及其杂交组合评价

以含有Cry2Aa~#的抗螟虫转基因材料B2A68为供体,三系野败型恢复系R299为受体,通过杂交、回交和自交,再结合标记选择,选育出稳定抗虫株系B2A299。对该株系及其杂交组合进行田间螟虫抗性鉴定、产量及主要农艺性状分析,结果显示,B2A299及其杂交组合在田间对稻纵卷叶螟的抗性明显增强;所配组合丰源A/B2A299,综合性状优良,产量较高。B2A299及其杂交组合为抗螟虫育种提供了资源。

Relationship between Resistance of Rice Stem Borer and Insecticide Use Intensity in South China

[Objective] This study aimed to survey the effect of insecticide use intensity on the resistance of rice stem borer in South China. [Method] The data includes 19 counties from Guangdong Province and Guangxi Province from 1991 to 2010. A fixed effect model was established to evaluate the effect of insecticide use intensity on the resistance of rice stem borer. [Result] The regression results suggest that one-period lagged total number of insecticide sprays has significant effect on the infestation level of rice stem borer. [Conclusion] Although rice stem borer is a migratory rice pest, insecticide use intensity has significant effect on the resistance level of rice stem borer in South China.