转Bt+GNA双价基因抗虫棉花中抗虫基因及其抗虫性的遗传稳定性

采用PCR和PCR Southern跟踪检测 ,Bt和GNA两个抗虫基因在转Bt+GNA双价基因抗虫棉花TL1的 3个连续世代均稳定存在 ,完全连锁遗传 ;室内棉铃虫生物测定表明 ,该转基因植株的 3个世代都高抗棉铃虫 ,各世代之间抗性水平一致 ,没有显著性差异 ;温室蚜虫抗性试验显示 3个世代均对蚜虫具有较好的抑制作用 ,且抑制效果相当。因而 ,两个抗虫基因在转Bt+GNA双价基因抗虫棉花TL1中能稳定地遗传和表达。

转Bt+GNA双价基因抗虫棉花的抗虫性表现特征

采用昆虫生物测定的方法研究了转Bt +GNA双价基因抗虫棉花纯合株系TBG对棉铃虫和蚜虫的抗性表现特征。TBG植株在苗期、蕾期、开花期和结铃期的主茎叶都对棉铃虫幼虫具有很高的抗性 ,抗性水平与转Bt基因抗虫棉品系山西 94 2 4一致 ,但对棉铃虫的抗性表现为生育前期高而后期低的特点。TBG植株在初花期的上部、中部和下部果枝叶对棉铃虫初孵幼虫的抗性均高于结铃期相对应部位叶片的抗性。TBG植株在苗期能抑制蚜口密度为 5 0 31% ,蕾期的抑制率为 4 6 61% ,在不同生育时期都表现出对棉蚜群体明显的抑制效果。

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。

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。

转双价基因抗虫棉对棉铃虫的抗虫性及时空动态

室内研究了转双价基因(CryIAc+CpTI)抗虫棉6种不同组织器官对棉铃虫不同龄期幼虫的抗虫性及时空动态、对棉铃虫幼虫生长发育及营养效应的影响。结果表明,除棉叶外,转双价基因抗虫棉的棉蕾、棉苞叶、花蕊、花瓣和棉铃的抗虫性均好于转单价基因抗虫棉,特别是对高龄幼虫的抗虫性增强;棉叶的抗虫性呈明显的时空动态,而上述其它组织器官抗虫性较为稳定。取食转双价基因抗虫棉后,棉铃虫幼虫的体重和蛹重明显降低,幼虫和蛹的历期延长,化蛹率和羽化率明显降低,成虫寿命缩短;幼虫的相对取食速率和近似消化率明显降低,相对代谢速率明显升高。

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。

转双价基因抗虫棉及其杂交F_1代对棉铃虫幼虫的抗性研究

利用室内生物测定法和田间调查法研究双价抗虫棉及其杂交F1代不同生育期主茎功能叶和花铃期不同组织器官的抗虫性。结果表明:双价抗虫棉及其杂交F1代的抗虫性变化规律与B t基因棉的抗虫性变化规律相近,为生育前期(苗期、蕾期)抗性强,生育后期(花铃期、吐絮期)抗性弱,在花铃期为:棉铃>棉蕾>花>棉叶,且差异极显著。与B t基因棉相比,生育前期双价抗虫棉及其杂交F1代的抗虫性略弱,但差异不显著;生育后期双价抗虫棉及其杂交F1代的抗虫性显著强于B t基因棉。

陆地棉丰产品系与转Bt基因抗虫棉双列杂交配合力研究

以 4个陆地棉丰产品系和 4个转Bt基因抗虫棉品系为试材 ,采用双列杂交遗传设计 ,对 2 8个组合的F1进行田间观察和主要农艺性状配合力分析。结果表明 ,含有Bt基因的杂交组合其F1对棉小造桥虫为害的抗性为 0级 ,表明这一外源基因属显性质量性状。一般配合力分析表明 ,棉花主要 5个农艺性状主要受基因加性效应控制。特殊配合力方差分析表明 ,4个主要农艺性状的差异乃基因显性效应。 4个转Bt基因抗虫棉品系的 4个主要农艺性状的一般配合力效应值均为负值 ,表明其农艺性状与常规丰产品系存在一定差距。特殊配合力分析出现 5个优良组合。

转双价抗虫基因(Cry1Ac+Cry2Ab)棉靶标害虫不防治环境下检测技术和生存竞争能力研究

[目的]为国家转双价抗虫基因(Cry1Ac+Cry2Ab)棉环境安全评价技术的建立提供参考。[方法]在靶标害虫不防治的环境下,以杂交抗虫棉赣棉杂1号(CK1)和非转基因棉赣棉11号(CK2)为对照,对转双价抗虫基因(Cry1Ac+Cry2Ab)棉进行生存竞争能力研究。[结果]转双价双Bt基因抗虫棉与2个对照相比未显示抗虫优势;在株高、覆盖度、果枝层数、单铃壳重方面无显著竞争优势;在单铃籽棉重、单铃皮棉重、衣分率方面表现显著或极显著负竞争优势;在单株成铃、脱落率、籽棉产量方面与CK1相比无显著竞争优势,与CK2相比表现极显著和显著竞争优势;在皮棉产量方面与CK1相比表现极显著负竞争优势,与CK2相比表现极显著竞争优势。[结论]转双价双Bt基因抗虫棉推广种植可行性为一般。该项检测技术和评价方法有较好的适用性。

转双价基因抗虫棉对棉蚜的控制作用

用田间罩笼和实验室饲养法,研究了转双价基因抗虫棉对棉蚜(AphisgossypiiGolver)的控制作用,结果表明,抗性棉上棉蚜的内禀增长力(rm)和种群趋势指数(I)均明显小于常规棉(对照),对棉蚜的控制作用明显。因此棉蚜内禀增长力(rm)和种群趋势指数(I)可作为棉花抗性鉴定的重要依据。

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。

双抗夹心酶免疫法检测转Bt基因抗虫棉种子的研究

应用中国农业大学化控中心筛选的抗Bt Cry1Ac蛋白鼠单克隆抗体和兔多克隆抗体,建立了Bt Cry1Ac蛋白的双抗夹心酶联免疫检测法(Sandwich ELISA)。该方法的检测范围为0.78～50.0 ng.g-1,线性回归方程y=0.6634x-1.7387,决定系数为0.992。该方法与国外商业化试剂盒检测结果完全一致,可用于转基因抗虫棉Bt毒蛋白定性和定量检测。采用所建立的方法对亲本之一为非转基因抗虫棉的杂交F1、F2种子进行检测,结果 F1全部为阳性,F2阴性和阳性数量比为1∶3,符合性状分离定律;此外,模拟检测种子的偶然基因改造成分混杂(Adventitious Presence,AP)检测结果为:对于Bt毒蛋白含量在140 ng以上的单粒种子,最低检测比例为1∶110。

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。

转Bt基因抗虫棉抗虫性遗传研究

以转 Bt基因抗虫棉 R55为材料 ,利用ELISA( Enzyme-linked Immunosorbent Assay)检测方法 ,通过对不同亲本与抗虫亲本 R55杂交F1～ F5、BC1、BC2 世代材料 Bt晶体杀虫蛋白的定性、定量测定 ,结合大田自然感虫条件下的抗棉铃虫鉴定 ,研究了转 Bt基因抗虫棉 Bt基因的遗传规律。结果表明 :F1均表现阳性 ,F2 阳、阴性株符合 3∶ 1的分离比例 ,回交 BC1阳、阴性株呈现 1∶ 1的分离比例 ,说明 Bt基因的遗传基本符合显性主基因遗传规律。但 Bt基因的遗传又有其特殊性 ,表现在亲本的遗传背景对 Bt基因的表达有着较大影响 ,不同亲本与抗虫亲本杂交 F1代 Bt晶体蛋白的表达量存在较大差异 ;杂交方式对 Bt基因的表达亦有一定影响 ;不加选择的连续回交 ,有可能使 Bt基因“丢失”。未发现 Bt基因的表达随世代的递增、农艺和经济性状的改进而降低的趋势 。

绿盲蝽在转Bt基因抗虫棉的发生动态及其为害研究

试验研究转Bt基因抗虫棉对非目标害虫绿盲蝽田间种群的影响结果表明,绿盲蝽在转单价抗虫棉(GK-12)与其亲本上的种群数量整个发生期无显著差异,但二代绿盲蝽对“GK-12”的危害程度大于对其亲本的危害,而对双价抗虫棉(SGK321)与其亲本的种群发生数量及其受害程度均无显著差异,“GK-12”比“SGK321”被害指数高1.27倍。绿盲蝽在单价抗虫棉“GK-12”上的发生为害有加重趋势,而在双价抗虫棉“SGK321”上的发生程度却受到一定抑制。

江苏沿海地区转Bt基因抗虫棉对棉田昆虫种群的影响

2004—2005年,在江苏沿海地区采用系统调查与面上普查相结合的方法,比较分析转Bt基因抗虫棉(中棉所44)与常规棉(中棉所17)2类棉田昆虫种群的差异。结果表明,与常规棉田相比,Bt棉田棉铃虫、玉米螟、金刚钻、棉小造桥虫等鳞翅目害虫种群数量显著降低,而盲蝽象、红蜘蛛、棉蚜、烟粉虱等非靶标刺吸式害虫种群数量显著增加;蜘蛛、瓢虫等捕食性天敌种群数量显著增加,而棉铃虫的寄生性天敌种群数量则显著下降。转Bt基因抗虫棉对棉田昆虫种群的影响在数年间保持相对稳定的状态。

转Bt基因抗虫棉对中华草蛉发育及繁殖的影响研究

以2种转Bt基因抗虫棉和1种常规棉上的棉蚜饲喂中华草蛉,试验研究Bt毒蛋白对捕食性天敌的影响结果表明,不同处理间中华草蛉幼虫和茧的死亡率以及成虫获得率无显著差异,用混合棉蚜饲喂的中华草蛉幼虫与饲喂“泗棉3号”和“GK-12”的相比发育历期显著缩短(P<0.01),与用“新棉99B”饲喂的相比其发育历期也明显缩短(P<0.05),而分别以“泗棉3号”、“GK-12”和“新棉99B”上的棉蚜单独饲喂的幼虫发育历期无显著差异。不同处理间中华草蛉茧期、茧重和成虫性比差异不显著,成虫产卵前期和产卵期也无明显差异。而饲喂“新棉99B”的单雌产卵量高于饲喂“泗棉3号”和“GK-12”,且成虫寿命延长。幼虫期饲喂“泗棉3号”、“GK-12”和“新棉99B”上的蚜虫成虫产卵的孵化率无显著差异,而饲喂混合棉蚜时其后代卵的孵化率明显降低。