种植转双价基因(Bt＋CpTI)棉对主要土壤养分和酶活性的影响

采用灭菌盆栽试验,以转双价棉品种sGK321及其亲本常规棉品种石远321为研究对象,对4个生长时期(苗期、蕾期、花铃期、吐絮期)根际土壤养分(全氮、全磷、速效磷和有机质)含量及某些酶(脲酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶)活性变化进行了对比分析。结果表明,在观测期间,与同源常规棉相比,转双价棉根际土壤全磷含量和速效磷含量在同一时期均无显著差异,不同生育期差异明显,根际土壤全氮含量、有机质含量、酶活性在一些时期则明显不同,其变化随棉花品种、生育期不同而不同。转双价棉蕾期根际土壤全氮含量和苗期根际土壤过氧化氢酶活性以及苗期、蕾期的碱性磷酸酶活性显著高于常规棉(P<0.05),而蕾期根际土壤有机质含量、根际土壤过氧化氢酶活性和苗期、花铃期根际土壤脲酶活性以及苗期碱性磷酸酶活性则显著低于常规棉(P<0.05)。聚类分析表明,土壤养分和酶活性变化主要受生长时期的影响,转双价棉种植对其影响是非常有限的。

利用根箱法解析转双价(Bt+CpTI)基因棉花对土壤微生物数量及细菌多样性的影响

利用根箱法对棉花根部土壤进行分区采集,并采用传统平板培养和DGGE克隆测序技术相结合的方法,对转双价基因棉和常规棉3个生长时期(播种后40 d、50 d和60 d)不同根区土壤细菌、放线菌和真菌数量及细菌多样性进行对比分析。平板培养结果表明,与常规棉相比,转双价基因棉S1根区土壤细菌、放线菌的数量显著降低,而S2根区土壤细菌、放线菌、真菌和S3根区土壤细菌、真菌的数量显著增加(P<0.05);DGGE图谱分析表明,在棉花生长的3个时期内,转双价基因棉和常规棉根区土壤细菌多样性指数、均匀度和条带数均无显著差异(P>0.05),2种棉花处理间有着很强的相似性,不受转双价基因棉种植的影响。转双价基因棉种植仅改变了根区土壤可培养微生物数量,对细菌多样性无显著影响。

转Bt+CpTI双价基因抗虫棉棉铃虫抗性的遗传分析

研究了转 Bt+ Cp TI双价基因抗虫棉 (简称双 - 1 )对棉铃虫的抗性及双价基因的遗传规律。结果表明 :双 - 1与非抗虫棉的正、反交 F1都表现高抗棉铃虫 ;F2 和 BC1群体的抗、感植株分离比分别符合 3∶ 1和 1∶ 1 ,说明双 - 1的棉铃虫抗性符合孟德尔一对显性基因的遗传方式。连锁测验表明双价基因独立于陆地棉多标记基因系 T5 86和T5 82的 1 1个形态标记基因。等位性测验证明双 -1与山西 Bt和 R1 9的整合位点不同 ,而可能与中心

转双价基因(Bt+CpTI)抗虫棉对棉蚜羧酸酯酶和乙酰胆碱酯酶比活力的影响

[目的]研究了转双价基因棉SGK321对棉蚜Aphis gossypii Glover羧酸酯酶和乙酰胆碱酯酶比活力的影响,为转基因棉的生物安全性评价提供理论依据。[方法]在SGK321及其亲本棉石远321上长期饲养棉蚜,研究2种棉花品种对棉蚜短期(第1、2、3代)和长期(第41、42、43代)的影响。[结果]在SGK321上取食1代的棉蚜种群羧酸酯酶比活力显著高于在亲本棉上取食1、2、3代的棉蚜种群,转双价基因棉SGK321上饲养1、2、3代的棉蚜乙酰胆碱酯酶比活力均显著高于在石远321上饲养相同代数的棉蚜。但长期饲养的2种棉蚜之间羧酸酯酶比活力、乙酰胆碱酯酶比活力无显著差异。[结论]长期取食转双价基因棉SGK321的棉蚜通过棉蚜解毒酶的调节作用对SGK321产生了适应性。

转双价基因(Bt+CpTI)抗虫棉对棉蚜羧酸酯酶和乙酰胆碱酯酶比活力的影响(英文)

[目的]研究了转双价基因棉SGK321对棉蚜Aphis gossypii Glover羧酸酯酶和乙酰胆碱酯酶比活力的影响,为转基因棉的生物安全性评价提供理论依据。[方法]在SGK321及其亲本棉石远321上长期饲养棉蚜,研究2种棉花品种对棉蚜短期(第1、2、3代)和长期(第41、42、43代)的影响。[结果]在SGK321上取食1代的棉蚜种群羧酸酯酶比活力显著高于在亲本棉上取食1、2、3代的棉蚜种群,转双价基因棉SGK321上饲养1、2、3代的棉蚜乙酰胆碱酯酶比活力均显著高于在石远321上饲养相同代数的棉蚜。但长期饲养的2种棉蚜之间羧酸酯酶比活力、乙酰胆碱酯酶比活力无显著差异。[结论]长期取食转双价基因棉SGK321的棉蚜通过棉蚜解毒酶的调节作用对SGK321产生了适应性。

转双价基因棉(Bt+CpTI)对七星瓢虫捕食棉蚜功能反应的影响

室内用生物测定方法评价了七星瓢虫的5个虫态对取食转(Bt+CpTI)双价基因棉(SGK321)和常规棉(石远321)棉蚜在不同密度下捕食功能的影响。结果表明,捕食功能反应符合Holling-Ⅱ方程模型。由模型得出在一定范围内捕食量随猎物密度的增大而增大;其寻找效应均随棉蚜密度的增加而降低。捕食量除在成虫期N=80,240和二龄期N=80 3个密度差异显著小于常规棉外,其他密度都与常规棉无显著差异。与常规棉相比,1、3龄和成虫期的瓢虫对转基因棉上生长的蚜虫控制能力和最大捕食量要强于常规棉。就试验总体评价,转双价基因棉(Bt+CpTI)处理的棉蚜对七星瓢虫总体的捕食功能反应影响不大。

转双价基因(Bt+CpTI)棉种植对根际土壤微生物群落功能多样性的影响

为了研究转基因棉花种植对其根际土壤微生物群落功能多样性的影响,采用Biolog方法对不同生育期转双价(Bt+CpTI)基因棉SGK321及其亲本常规棉‘石远321’根际土壤微生物的单一碳源利用水平进行比较分析。结果表明,苗期、蕾期转双价棉土壤微生物群落平均吸光值(AWCD)显著高于常规棉,而花铃期、吐絮期显著低于常规棉。2种棉花根际土壤微生物群落丰富度指数(H)和优势度指数(D)随棉花生长时期的不同而有所不同,均匀度指数(E)4个时期转双价棉与亲本常规棉间无显著差异。主成分分析结果表明,转双价棉苗期、花铃期与常规棉苗期、蕾期土壤微生物群落碳源利用类型相似,转双价棉蕾期与常规棉花铃期土壤微生物碳源利用类型相似。对不同碳源的分析结果表明土壤微生物利用的主要碳源为:糖类、氨基酸类、羧酸类、聚合物类。

双价基因(Bt+CpTI)抗虫棉对棉铃虫的杀虫活性及抑制生长作用

比较了转 Bt+ Cp TI双价基因抗虫棉 (双价棉 )与转 Bt单基因棉 ( Bt棉 )对棉铃虫不同Cry1 Ac抗性种群杀虫活性的时间动态和对不同龄期幼虫的抑制生长作用。结果表明 ,双价棉叶对棉铃虫的杀虫活性于 6月底最高 ,7月底和 8月下旬逐渐下降 ,高于同期测定的 Bt棉的杀虫活性。双价棉对棉铃虫抗性种群 2～ 5龄幼虫的死亡率、存活幼虫体重、化蛹率和成虫羽化率等生长发育的影响 ,均显著高于 Bt棉。用 Bt棉叶连续饲养不同龄期抗性棉铃虫 ,2龄幼虫就可部分化蛹和羽化 ,而用双价棉饲养 ,5龄以下幼虫不能化蛹和羽化 ,表明双价棉对抗性棉铃虫具有较强的抗虫性。

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

转双价基因棉对高抗Bt棉棉铃虫的抗虫性

采用喂饲法 ,测定了转双价基因棉 (中棉 4 1、SGK32 1)、转单价基因棉 (中棉 2 9)及常规棉 (苏棉 12 )对抗性和敏感棉铃虫的抗虫性。结果表明 :转双价基因棉主茎叶片对抗性和敏感棉铃虫初孵幼虫的抗虫性明显高于或稍高于转单价基因棉 ,且随棉花生长发育期的推移抗虫性下降速度较慢 ,如第 8叶后中棉 4 1(ZM4 1)对抗性和敏感初孵幼虫的平均死亡率分别为 80 0 %～ 4 0 0 %和 10 0 %～ 85 6 % ,而中棉 2 9(ZM2 9)分别为 30 0 %～ 15 6 %和 84 0 %～ 71 1%。转单、双价基因棉生长中后期主要受害部位对抗、感棉铃虫的抗性高低次序均为 :嫩蕾、顶部嫩头、侧枝嫩叶 ,其中转双价基因棉嫩蕾对敏感棉铃虫和顶部嫩头对抗性棉铃虫的抗虫性显著高于转单价基因棉。转单、双价基因棉对抗性棉铃虫的抗虫性低于敏感棉铃虫。

烟粉虱刺吸诱导转Bt+CpTI基因棉苯丙氨酸解氨酶和氧保护酶系活性变化

本研究测定并比较了不同时期转双价基因棉SGK321和其亲本常规棉SY321叶片中苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)的总活性。结果发现,烟粉虱取食诱导使棉叶中PAL、POD的活性上升,SOD的活性则是先下降后升高,CAT的活性基本呈下降趋势。SGK321处理植株叶片中PAL活性在不同时期均高于SY321,而POD活性在不同时期均高于SY321;SGK321处理植株上部叶片SOD活性在处理30 d前明显高于SY321,40 d时低于SY321;SGK321处理植株叶片中CAT活性多数时期低于SY321。最后,探讨了转双价基因棉花与其亲本常规棉对烟粉虱防御反应的差异。

转Bt+CpTI基因棉对烟粉虱种群动态影响及其几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶活性变化

本研究调查了转Bt+CpTI基因棉SGK321棉田、其亲本常规棉SY321棉田以及间作棉田烟粉虱成虫种群的数量,测定了不同时期SGK321棉与SY321棉叶片中几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶的活性及蛋白质的含量。结果表明:在整个生长期间,SGK321棉田烟粉虱的种群数量一直高于SY321棉田和间作棉田。烟粉虱取食的SGK321植株叶片几丁质酶活性呈下降-上升-下降-上升的趋势;SY321上部叶片中呈下降-上升-下降-上升的趋势,其下部叶片为先下降后上升趋势;SGK321叶片中β-1,3-葡聚糖酶活性变化呈下降-上升-下降-上升趋势,而SY321叶片基本上均呈先下降后上升趋势;SY321与SGK321上部叶片中蛋白质相对含量均呈先上升后逐渐下降趋势,下部叶片与上部叶片相似但略有不同。SGK321与SY321处理植株叶片几丁质酶活性之间没有明显差异;SGK321处理植株叶片β-1,3-葡聚糖酶的活性多数时期高于SY321。探讨了棉花防御反应与棉田烟粉虱种群数量差异的相关性,以利于揭示双价抗虫棉对烟粉虱的影响及其生理防御机制,为烟粉虱的综合治理以及棉花育种等提供理论依据。

转双价双Bt抗虫基因(Cry1Ac+Cry2Ab)棉与非转基因棉生物学特性差异分析

此研究为国家转双价双Bt抗虫基因棉环境安全评价技术的建立而设。以转双价双Bt抗虫基因(Cry1Ac+Cry2Ab)棉为观察品种,非转基因棉‘赣棉11号’为对照品种,进行棉花生育性状、产量性状上生物学特性表现对比。结果表明,转双价双Bt抗虫基因棉与非转基因棉相比,前者株高生长超速介于显著与不显著之间,增长幅度在3.3～4.7cm之间;单株成铃数增加显著(增12.5个);第一果枝高度提升显著(上升3cm);总果节数增加显著(增10.2个);主茎节距拉长显著(0.5cm);叶色加深显著;籽棉增产极显著(增267.0kg/hm2);皮棉增产极显著(增118.35kg/hm2);霜前籽棉减产极显著(减220.95kg/hm2);霜前皮棉减产极显著(减88.5kg/hm2);单铃重下降极显著(低0.54g);单铃籽棉重下降极显著(低0.44g);单铃皮棉重下降极显著(低0.18g);籽指上升极显著(升1.65g);纤维整齐度指数上升显著(高1.025%);马克隆值升高显著(高0.787);发芽率提高极显著(增2.75%)。结果说明转双价双Bt抗虫基因棉的一些生育性状、产量性状较差,总产性状较好,纤维品质上整齐度较好,推广种植性一般。

转CrylAc+CpTI双价基因棉对烟粉虱主要解毒酶活性的影响

测定了取食转双价基因棉SGK321及其亲本棉SY321后烟粉虱伪蛹体内羧酸酯酶、乙酰胆碱酯酶、谷胱甘肽S-转移酶等主要解毒酶的活性。结果表明：与SY321烟粉虱种群相比，SGK321对烟粉虱体内羧酸酯酶、乙酰胆碱酯酶、谷胱甘肽S-转移酶活性均值元显著影响，但两个种群中这些酶活性个体分布存在不同程度的差异。与SY321烟粉虱种群相比，SGK321烟粉虱种群α-NA羧酸酯酶活性在〈30mOD／（mg protein·min）区间分布频率较高，而在30-40mOD／（mg protein·min）区间较低；SGK321烟粉虱种群乙酰胆碱酯酶活性在2～4U／mg protein区间内分布频率略低，而在〉4U／mg protein区间内分布频率上升了10个百分点；SGK321烟粉虱种群谷胱甘肽S-转移酶活性在80～140U／mg protein活性区间内分布频率略有下降，在140～170U／mg protein区间内分布频率上升了15个百分点。

转双价双Bt基因(Cry1Ac+Cry2Ab)抗虫棉栽培地生存竞争能力研究

为建立国家转双价双Bt抗虫基因棉环境安全评价技术,对转双价双Bt基因(Cry1Ac+Cry2Ab)抗虫棉栽培地生存竞争能力进行研究,结果表明,转双价双Bt基因棉花与对照赣棉11相比,各生育期株高生长具有显著竞争优势,优势值3.48～4.75 cm;吐絮期棉覆盖度竞争优势超对照46.77个百分点,达显著水平;产量竞争力优势籽棉超对照1 013.85 kg/hm2,皮棉超对照433.20 kg/hm2,均未达到显著水平;发芽率竞争优势极显著,超过对照2.75个百分点。与非转基因常规棉相比,转双价双Bt抗虫基因棉生存竞争能力优势显著。

我国3个主产棉区转Bt/CpTI基因棉田根际土壤中Cry1Ab蛋白的降解动态

于2009—2010年棉花种植期,在长江流域、黄河流域和西北内陆3个主产棉区分别选择代表地———江西九江、河南新乡和新疆喀什,采集长期种植转Bt/CpTI棉SGK321及其亲本石远321棉(对照)的棉田根际土壤样品,采用酶联免疫吸附法对根际土壤中Cry1Ab蛋白含量进行残留动态监测。结果显示,在各产棉区棉花蕾期、花期和铃期,转Bt/CpTI棉田根际土壤Cry1Ab蛋白含量大多显著高于对照棉田;而在棉花成熟期,转Bt/CpTI棉田根际土壤Cry1Ab蛋白含量与对照棉田大多无显著差异。长期种植转Bt/CpTI基因棉花不会造成Cry1Ab蛋白在棉花根际土壤中的累积。

转Bt+ CpTI双价抗虫棉的遗传稳定性及生育后期对棉铃虫抗性表现

本文研究了转 Bt+Cp TI双价抗虫棉双抗 - 14个世代的棉铃虫抗性及其生育后期棉花对棉铃虫的杀虫活力。研究结果表明 4个不同世代的双抗 - 1在苗期、蕾期、开花期和铃期的抗虫性水平相近 ,说明双抗 - 1的棉铃虫抗性能稳定遗传 ;双抗 - 1不同部位叶片抗虫性明显 ,抗性水平与中心 Bt相近 ,也表现出前期抗虫性强后期抗虫性弱的时空表达特性。尽管抗虫性有所下降 ,双抗 - 1在生育后期仍能延缓棉铃虫 1～ 3龄幼虫的生长发育使其不能化蛹羽化并逐渐死亡 ,而在对照苏棉 12号上的 1～ 3龄幼虫能化蛹羽化。田间种植试验也表明双抗 - 1生育后期没有被棉铃虫危害的症状 ,表现出了高抗虫性。

烟粉虱的刺吸胁迫对转Bt/CpTI基因棉的生理影响

研究了转Bt/CpTI基因棉受烟粉虱(Bemisia tabaci Gennadius)危害后体内叶绿素、可溶性糖、蛋白质及主要保护酶活性的变化动态。结果表明棉叶受烟粉虱危害后,叶绿素、可溶性糖及蛋白质含量均有不同程度的变化,受害后保护酶活性有增有减,CAT酶活性增强29.21%,而POD酶活性大幅降低66.24%。

转双价基因棉田主要害虫及其天敌的种群动态

2002—2003年在田间小区研究了转双价基因(Cry1Ac+CpTI)棉田主要害虫及其天敌的种群动态。结果表明,2、3、4代棉铃虫平均百株幼虫数量分别比常规棉减少81.4%、87.1%和87.0%,比Bt棉田减少11.1%、33.3%和57.1%,比常规棉用药田减少20.0%、66.7%和40.0%;百株棉苗蚜数量比Bt棉田减少4.0%,但分别比常规棉田和常规棉用药田增加21.6%和153.9%;百株伏蚜、棉粉虱数量分别比Bt棉田和常规棉田减少5.5%和23.3%、16.7%和13.0%,但比常规棉用药田增加61.7%和33.3%;百株棉叶螨、棉盲蝽和棉蓟马的数量比Bt棉减少34.0%、39.6%和5.9%,但分别比常规棉田和常规棉用药田增加158.3%和287.5%、20.8%和52.6%、23.1%和60.0%。百株草间小黑蛛、龟纹瓢虫和小花蝽的数量均明显高于常规棉用药田,与Bt棉和常规棉田差异不显著;百株棉蚜茧蜂和中红侧沟茧蜂数量均明显低于常规棉田,与Bt棉和常规棉用药田差异不显著。