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+Sck双价基因棉花的遗传稳定性研究

外源基因在转基因植物中遗传和表达的稳定性,直接关系到转基因材料的应用前景。本研究以转Bt+Sck双价基因棉花纯合株系312-5T2、332-2T2的T0,T1,T2和T3及T4连续世代为材料,Southern杂交进一步证明外源基因已经整合到棉花的基因组,并稳定地遗传给后代;RT-PCR以及抗虫性测定表明,外源抗虫基因在各个转基因世代稳定的表达,为该材料的育种应用打下了基础。

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。

转sck单价基因和cry1Ac/sck双价基因水稻对二化螟的致死效应及中肠组织病理变化观察

室内采用离体叶片法研究了转sck单价基因抗虫水稻86AS1和转cry1Ac/sck双价基因抗虫水稻MSB不同生育期主茎顶叶对二化螟幼虫的杀虫效果.结果发现,不同生育期的MSB对二化螟初孵幼虫表现出了很强的毒杀效果,二化螟幼虫校正死亡率在扬花期前均达到90%以上;扬花期和灌浆期抗虫性有所下降,校正死亡率高于80%;成熟期校正死亡率在60%以上.在整个生育期,二化螟幼虫取食86AS1主茎顶叶的校正死亡率均未超过50%.MSB对二化螟幼虫的毒杀效果明显高于86AS1.采用透射电镜观察二化螟幼虫取食转cry1Ac/sck双价基因抗虫水稻和转sck单价基因抗虫水稻主茎顶叶后中肠组织的病理变化.结果发现,两种转基因水稻都能够引起二化螟幼虫中肠组织发生病理变化,但病变程度有明显差异.二化螟幼虫取食转cry1Ac/sck双价基因抗虫水稻3d,中肠组织受到严重破坏且病理变化明显;取食转sck单价基因抗虫水稻3d,幼虫中肠组织的病理变化却较缓慢.

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。

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。

转双价基因棉SGK321不同秸秆还田量对土壤线虫群落的影响

为了更好地监测转基因作物秸秆还田对土壤生态系统的影响,通过盆栽试验研究了转双价(Bt+CpTI)基因棉秸秆不同还田量对土壤线虫密度、多样性以及群落结构的影响。以转双价(Bt+CpTI)基因棉SGK321和常规棉石远321为材料进行盆栽试验,设置5个还田量:不还田(对照)、半量还田1.0 g·kg^(-1)(2250 kg·hm^(-2))、全量还田2.0 g·kg^(-1)(4500 kg·hm^(-2))、1.5倍还田量3.0 g·kg^(-1)(6750 kg·hm^(-2))、2倍还田量4.0 g·kg^(-1)(9000 kg·hm^(-2)),取棉花蕾期和花铃期土壤进行线虫分离鉴定,并进行数据分析。结果表明:秸秆不还田时,两个棉花品种土壤线虫密度无显著差异;秸秆还田后,SGK321土壤线虫密度仅在蕾期3.0 g·kg^(-1)还田处理时高于石远321,存在显著差异,其他处理无显著差异;转双价(Bt+CpTI)基因棉SGK321土壤中鉴定出线虫19科34属,其中食细菌性线虫(Bacterivores)13属,食真菌性线虫(Fungivores)3属,植食性线虫(Plant-parasites)11属,杂食/捕食性线虫(Omnivores-predators)7属。常规棉石远321土壤中鉴定出线虫19科37属,其中食细菌性线虫13属,食真菌性线虫3属,植食性线虫12属,杂食/捕食性线虫9属。秸秆还田增加了食细菌性线虫的丰度,秸秆还田量超过3.0 g·kg^(-1)就会抑制植食性线虫的生长,使其丰度减小;从生态指标来看,两种棉花不同还田处理下的多样性指数(H′)、线虫通路指数(NCR)均无显著差异。研究表明,转双价(Bt+CpTI)基因棉SGK321的种植没有改变土壤线虫的营养类群,并且土壤线虫密度也无显著差异,两种棉花不同还田处理下的多样性指数(H′)、线虫通路指数(NCR)也均无显著差异。秸秆还田量在一定范围内会使土壤线虫增多,增加丰富度。多因素方差分析表明,相对于品种的影响,棉花生育期和秸秆还田量对线虫群落的影响更显著。

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。

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%。

不同生育期转双价(Bt+CpTI)基因抗虫棉根际土壤酶活性和养分含量变化

田间试验条件下,以转双价(Bt+CpTI)基因棉SGK321及其非转基因亲本常规棉石远321为研究对象,比较分析不同生育期(30、60、90、120d)转双价基因棉和亲本棉根际土壤酶活性(脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶)及速效养分(硝态氮、铵态氮和速效磷)的变化。结果表明,转双价基因棉根际土壤硝态氮、铵态氮和速效磷含量变化趋势与其亲本常规棉基本一致,但各养分的具体变化幅度因生育期不同而异。播种后30、60、120d转双价基因棉和亲本常规棉根际土壤碱性磷酸酶活性无显著差异;土壤脲酶和过氧化氢酶活性随棉花生育进程其变化趋势虽各不相同,但同一生育期转双价基因棉与亲本常规棉根际土壤脲酶和过氧化氢酶活性均无显著差异。表明,土壤酶活性和速效养分含量受转双价基因棉的影响较小,其变化主要受生育期的影响。

种植转基因棉对4种土壤酶活性的影响

在温室试验条件下,研究了种植转Bt基因棉、转Bt+CpTI基因棉在不同生育期对根际土壤脲酶、多酚氧化酶、蛋白酶和磷酸酶活性的影响。结果表明:从苗期到花铃期,土壤脲酶、多酚氧化酶、酸性磷酸酶和碱性磷酸酶活性表现为先升后降,而蛋白酶和中性磷酸酶活性则表现为先降后升;同一品种在相邻两个生育期土壤脲酶、蛋白酶、酸性磷酸酶和中性磷酸酶活性的差异达极显著水平(P<0.01)。与亲本常规棉相比,种植转基因棉降低了土壤脲酶活性和土壤酸性磷酸酶活性,对土壤脲酶活性转Bt基因棉和转Bt+CpTI基因棉降幅分别为23.06%和45.36%;对土壤酸性磷酸酶活性转Bt基因棉和转Bt+CpTI基因棉降幅分别为10.89%和34.91%;转Bt+CpTI基因棉sGK321的种植对土壤酶活性的影响较大:对脲酶、蛋白酶、酸性磷酸酶和中性磷酸酶活性的影响差异均达到了极显著水平(P<0.01)。

转基因黑杨的抗虫性测定与分析

对大田移植的转基因杨树的PCR分析表明 :5个转Bt单基因杨树无性系 (FB4 0、FB4 5、FB5 6、FB5 9、FB6 0 )和 4个转双价基因 (Bt和CpTI)杨树无性系 (D9、D18、D2 7、D32 )均检测到了Bt基因特异片段。在检测的 12个转基因杨树无性系中 ,ELISA结果表明 ,转双价基因杨树无性系中以D18的Bt杀虫蛋白表达量最高 ,Bt杀虫蛋白含量达 6 75 4ng/g鲜叶 ,约占植物可溶性蛋白的 0 0 90 % ;在转Bt单基因杨树无性系中以FB5 1表达量最高 ,达 6 796ng/g鲜叶 ,占植物可溶性蛋白的 0 0 36 %。

棉花转基因研究进展

就棉花转Bt基因、Bt+CPTI双价基因、抗除草剂基因及品质改良基因等的研究进展进行了简要综述。

高产 优质双价抗虫杂交棉品种石杂101的选育及栽培规程

石杂101是转Bt+CpTI双价基因杂交抗虫棉新品种,具有高产、优质、多抗、适应性广等特点,适宜在冀中南和黄河流域棉区推广种植。

转CpTI+Bt基因棉和转Bt基因棉对甜菜夜蛾种群增长和行为的影响

利用室内饲喂法,以泗棉3号为对照,研究转双价(Bt+CpTI)基因棉SGK321和转单价(Bt)基因杂交棉科棉3号对甜菜夜蛾室内种群生长发育和趋性的影响。结果表明:SGK321、科棉3号饲喂的甜菜夜蛾幼虫死亡率、成蛹下降率和幼虫成蛾下降率显著高于对照,且SGK321饲喂的化蛹下降率显著高于科棉3号。SGK321、科棉3号饲喂的甜菜夜蛾幼虫期显著长于泗棉3号,其蛹重显著轻于泗棉3号;SGK321饲喂的幼虫期长于科棉3号,其蛹期和蛹重接近于科棉3号;三种棉花饲喂的甜菜夜蛾的产卵前期、产卵期、产卵量均表现为SGK321<科棉3号<泗棉3号,其中SGK321饲喂的产卵期显著短于泗棉3号;SGK321、科棉3号饲喂的雌成虫寿命相近,但明显短于泗棉3号。三种棉花饲喂的甜菜夜蛾净增长率(R0)、内禀增长率(rm)、周限增长率(λ)和种群增长指数(I)均表现为SGK321<科棉3号<泗棉3号;世代平均周期(T)和种群加倍时间(DT)均表现为SGK321>科棉3号>泗棉3号。甜菜夜蛾2～5龄幼虫对棉花的趋性强弱顺序为泗棉3号>科棉3号>SGK321。