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 。

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。

转Bt基因抗虫棉根际微生物区系和细菌生理群多样性的变化

在大田栽培条件下 ,以转 Bt基因抗虫棉 GK-12和常规棉花泗棉 3号作为材料 ,在棉花不同发育时期 ,于 2 0 0 1和 2 0 0 2连续两年测定棉花根际土壤细菌、放线菌和真菌数量的变化 ,并在 2 0 0 2年棉花的花铃期和吐絮期对根际细菌生理群的数量和多样性进行了分析 ,结果表明 :虽然不同年份和生育期棉花根际微生物数量存在差异 ,但是 ,年度间和相同的发育时期棉花根际微生物的数量变化趋势一致。在棉花的苗期和吐絮期 ,转 Bt基因抗虫棉根际微生物的数量与对照差异不显著 ;在棉花的花铃期 ,转 Bt基因抗虫棉根际细菌的数量比对照增加 ,放线菌的数量差异不显著 ,而真菌的数量变化没有规律。在棉花发育的花铃期和吐絮期 ,Bt棉根际细菌生理群的总数量比常规棉增加 ,但是根际细菌生理群的 Simpson指数。

转Bt基因抗虫棉对土壤微生物群落生物多样性的影响

设置非转基因抗虫棉棉田以及分别种植7和10 a转B t基因抗虫棉的棉田3个处理,于2007—2008年棉花苗期、蕾期、花铃期和吐絮期采样测定了土壤中5个微生物种类的数量,以监测长期种植转B t基因抗虫棉对土壤微生物群落生物多样性的影响。结果表明,3种类型棉田土壤细菌、真菌、固氮菌、反硝化细菌、亚硝化细菌数量以及微生物多样性指数在整个棉花生长期内变化趋势基本一致,其中,在棉花蕾期各种微生物数量达到高峰。与种植非转基因抗虫棉相比,不同种植年限转B t基因抗虫棉对土壤细菌、真菌、固氮菌、反硝化细菌、亚硝化细菌数量和微生物多样性指数都无显著影响,但随着采样时间的不同,3种类型棉田土壤各类微生物数量和多样性指数都呈明显季节变化。

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。

ELISA方法鉴定转Bt基因抗虫棉

采用ELISA(酶联免疫 )方法 ,对转Bt基因抗虫棉种子、子叶及苗期叶片中Bt毒蛋白的含量进行了测定 ,同时比较了两种不同pH值的样品提取缓冲液及不同的提取时间对测定棉花叶片中Bt毒蛋白含量的影响 ,以进一步完善测定转Bt基因抗虫棉Bt毒蛋白含量的ELISA方法 。

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。

非靶标害虫在转Bt基因抗虫棉田的虫量消长动态与原因分析

于 2 0 0 0～ 2 0 0 1年采用系统调查和面上普查相结合的方法 ,将江苏沿海地区种植的常规棉品种苏棉 9号与转Bt基因抗虫杂交棉中棉所 2 9进行同比 ,研究分析了两类棉田间刺吸式口器害虫的虫量消长动态及原因。结果表明 ,转Bt基因抗虫棉对其非靶标害虫没有抗性 ,转Bt基因棉上的虫量接近甚至略高于常规棉品种 ,两个棉花品种间部分害虫虫量的差异还达到显著水平。

赤霉酸和缩节胺对转Bt基因抗虫棉棉铃Bt毒蛋白表达及氮代谢的影响

以泗抗1号和泗杂3号为研究材料,于盛花结铃期,应用赤霉酸(GA3)、缩节胺(DPC)涂抹幼铃,探讨其对棉铃Bt毒蛋白表达及氮代谢影响。结果表明,DPC能显著提高花后10d和30d(DPA)棉铃Bt毒蛋白含量,GA3降低10DPA铃壳和子棉中Bt毒白含量,但提高30DPA棉铃Bt毒蛋白含量。DPC提高了硝酸还原酶(NR)、谷氨酸-丙酮酸转移酶(GPT)、谷氨酸-草酰乙酸转移酶(GOT)活性并增加了游离氨基酸、可溶性蛋白及全氮含量,GA3处理则降低了10DPA铃壳、棉子中上述酶活性和物质含量。相关分析表明,棉铃中Bt毒蛋白含量与NR、GPT和GOT活性呈极显著正相关(r1=0.8776**,r2=0.7172**,r3=0.7028**)。可见,转Bt基因抗虫棉开花后应用DPC或GA3可提高充实期棉铃,能促进棉铃氮代谢水平,从而促进Bt毒蛋白的表达。

转Bt基因抗虫棉的抗虫性与主要经济性状的相关分析

分析了转Bt基因抗虫棉的抗虫性与产量性状、纤维品质性状以及抗病性状之间的相关性 ,结果表明 :转Bt基因抗虫棉的抗虫性与衣分存在极显著负相关 (R单 =-0 .870 、R偏 =-0 .972 ) ,与衣指存在显著负相关 (R单 =-0 .62 9 、R偏 =-0 .889 ) ,与籽指存在显著正向单相关 (R单 =0 .71 8 ) ,与株高、果枝数、结铃数、单铃重及籽棉产量之间相关不显著。抗虫性增强对纤维品质的不利相关效应有 :整齐度变差 (R偏 =-0 .988 )、伸长率下降 (R单 =-0 .680 )、气纱品质变差 (R偏 =-0 .992 ) ;对纤维品质的有利相关效应有 :反射率表现增强 (R偏 =0 .897 )。抗虫性与黄萎病病指之间存在极显著负相关 (R单 =-0 .868 、R偏 =-0 .90 0 ) ,但与枯萎病病指之间不存在内在相关性。

转Bt基因抗虫棉和有色棉苗期耐盐性差异研究

盐胁迫可致棉叶萎焉 ,叶温升高 ,气孔导度、蒸腾强度和光合速率降低 ,促进膜脂过氧化、丙二醛 (MDA)积累。但棉株体通过保护酶活性的提高和协同作用 ,以及盐离子的区域化分布 ,表现出较强耐盐胁迫的能力。耐盐性因基因型而异 ,在供试材料中 ,棕色棉和绿色棉的耐盐性最强 ,转 Bt基因抗虫棉 3 3 B和 S6 1 77的耐盐性最差。基因型间耐盐性差异与保护酶活性和盐离子在叶片中积累量的差异有关。长期人为选择可致棉花抗逆性的部分丢失 ,Bt基因的导入也可能影响棉花耐盐性的表达。

棉盲蝽优势种在转Bt基因抗虫棉田的动态分布

采用系统调查与面上普查相结合的方法,于2005-2006年将本地种植的转B t基因抗虫杂交棉主栽品种与常规棉进行同比,研究分析了两类棉田间盲蝽象群落的发生与危害、种类与分布比例、消长动态与时空分布、龄期分布与发育进度等方面的差异。研究结果表明,随着B t棉种植面积的逐年扩大,棉盲蝽的发生危害也逐年加重;发生在江苏沿海棉区的棉盲蝽优势种主要有绿盲蝽和中黑盲蝽,其中中黑盲蝽的种群比例大于绿盲蝽;棉盲蝽在两类棉田的消长动态与时空分布基本同步,B t棉田的绿盲蝽、中黑盲蝽及棉盲蝽混合种群的总虫量高于常规棉田,其差异均达到0.05显著水平;两种棉盲蝽种群的龄期分布在两类棉田基本相近,发育进度在常规棉田略有提前,但差异达不到显著水平。

转Bt基因抗虫棉田2、3代棉铃虫防治指标研究

在不施药防治条件下 ,对转Bt基因抗虫棉棉铃虫防治指标进行了研究。结果表明 ,转Bt基因抗虫棉田在棉铃虫大发生条件下 (百株累计卵量大于 45 0粒以上 ) ,2代棉铃虫必须适当辅以化学防治 ,其防治指标为百株 2龄下幼虫 15～ 2 0头 ;3代棉铃虫防治指标为百株 2龄下幼虫 2 0头 ,根据情况可适当放宽到 2 5～30头。

转Bt基因抗虫棉生产的经济效益分析

本文以实证的研究方法 ,对转Bt基因抗虫棉和作为对照的常规棉品种进行了经济效益的分析 ,得出转Bt基因抗虫棉在减少农药施用、降低生产成本。

高品质陆地棉与转Bt基因抗虫棉杂交株型性状的遗传及与产量性状的关系

采用增广NCⅡ设计,以5个高品质陆地棉品种(系)为母本,5个转Bt基因抗虫棉品种(系)为父本组配的25个杂交组合为材料,研究主要株型性状的遗传效应、杂种优势及与产量性状的相关性。结果表明,株高、始果枝高、果枝数和果节数的平均中亲优势较小,但不同组合间差异较大,均符合加性遗传模型。遗传相关分析表明,株高与株铃数、单株皮棉重呈极显著正相关;果枝数与株铃数呈极显著正相关,与铃重呈极显著负相关;果节数与株铃数、衣分和单株皮棉重呈显著正相关。株型性状与产量性状间的关联性主要是由果节数与株铃数、铃重的相关引起。研究结果为高品质抗虫棉理想株型性状的选育与调控具有一定的指导意义。

华北地区棉铃虫对转Bt基因抗虫棉抗性适应的模拟模型(英文)

通过对华北地区耕作制度和生态系统的了解 ,在充分考虑种群遗传学、生物学和人为操纵因子等三大因素的基础上 ,建立了一个预测棉铃虫对转Bt基因抗虫棉抗性适应的模拟模型。在华北地区典型的耕作制度下 ,如果所有棉田均为Bt棉 ,则Bt棉的预期寿命为 7年 ;如果只有春播棉为Bt棉 (约占棉田总面积的 70 % ) ,则其寿命为 10年。模型的灵敏度分析表明 ,Bt棉的使用寿命随抗性基因的显性度、初始抗性频率、Bt棉所占比例等因素的增长而迅速缩短。当Bt棉表达的杀虫蛋白量恰好全部杀死敏感基因型 (GSGS)个体时 ,Bt棉的预期寿命最短。由于国外采用的“高剂量 庇护所”抗性治理策略不适用于棉铃虫及华北棉区的耕作制度 ,我国需要加强对其它抗性治理措施 (如转双基因抗虫棉 )的研究与应用。

转Bt基因抗虫棉产量器官的碳水化合物代谢

研究了转Bt基因抗虫棉中棉所 3 0及其轮回亲本中棉所 1 6优势部位棉铃的碳水化合物代谢。比较了铃壳、纤维和种子之间的蔗糖、还原糖、酸性转化酶和ATP酶的差异 ,并结合这些部位的物质积累特点进行了分析 ;针对Bt棉棉铃的发育特征 ,着重探讨了Bt棉和常规棉的种子、纤维及铃壳的碳水化合物代谢特点 。

转Bt基因抗虫棉对棉蚜消化酶的风险评价

棉蚜是转Bt基因抗虫棉(简称Bt棉)上的非目标害虫,也是Bt棉上危害较严重的害虫之一。用酶标仪在室内测定了取食Bt棉GK12不同世代棉蚜中肠消化酶系的活力和比活力,包括蛋白酶、蔗糖酶、海藻糖酶和淀粉酶,并与取食亲本常规棉泗棉3号的棉蚜比较,以研究Bt棉对棉蚜中肠消化酶的短期影响和长期效应。结果发现,取食Bt棉1代、2代、3代和60代以上的棉蚜,与取食常规棉棉蚜的这4种消化酶的活力和比活力之间均无显著差异,在Bt棉上取食不同世代棉蚜的消化酶活力也无显著差异。表明无论从短期影响还是长期效应来看,Bt棉对棉蚜的中肠消化酶系均无显著影响。

农户种植转Bt基因抗虫棉效益分析

对河北省6个县245个农户两年的问卷调查材料为依据,对种植转Bt基因抗虫棉和非抗虫棉品种的效果以及不同基因来源、不同代数的转Bt基因抗虫棉品种的成本和收益进行了分析比较。结果表明,在调查所涉及的2002和2003年度,转Bt基因抗虫棉品种的产量、农药成本、总成本和收益都比非抗虫棉品种高。转Bt基因抗虫棉1代种子比转Bt基因抗虫棉2代和3代种子产量高,但是两者收益之间的差异在两个年度有不同的趋势。