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

干旱对转Bt+CPTi基因棉花SGK36生理性状的影响

干旱对转Bt+CPTi基因棉花SGK36生理性状的影响研究表明:SGK36的叶绿素a和叶绿素b含量比新研9648偏高,在干旱初期,叶绿素a含量均快速下降,随着持续的干旱,2个品种的叶绿素a含量都有所恢复;另外,SGK36和新研9648的脯氨酸含量随着干旱时间的延长而逐渐上升,说明棉花新研9648转入Bt+CPTi基因后的抗旱性没有明显的变化。

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%。

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)。

双价转基因抗虫低酚棉的抗病虫特性研究

研究了2个转Bt+CPTI双价基因抗虫低酚棉"C020"和"C022"的抗虫性及抗病性,室内棉叶鉴定结果显示,2个抗虫低酚棉对棉铃虫的抗性表现为低抗,其抗性虽略高于常规有酚棉"泗棉3号",但明显不如抗虫有酚棉"SGKz9";而田间罩笼接蛾鉴定结果显示,2个抗虫低酚棉的抗性综合评价均表现高抗,其抗性等级与抗虫有酚棉"SGKz9"一致,明显优于有酚常规棉"泗棉3号"。但抗虫低酚棉的抗病性表现一般,其中"C020"高抗枯萎病、感黄萎病;"C022"耐枯萎病、感黄萎病。

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。

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。

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。

我国转基因抗虫棉研究与应用

我国转基因抗虫棉研究起步于20世纪90年代,1992年人工合成了GFMcrglAcryBt基因,1995年研制成功了CrylA+CPTI双价抗虫基因,并相继育出了单价、双价和杂交抗虫棉新品种。转Bt基因抗虫棉不同生育阶段,不同部位对棉铃虫的抗性不同。对3龄以上的棉铃虫毒死率明显下降。转Bt+CPTI抗虫棉与转Bt基因抗虫棉有相似的抗虫性,但抗虫具有广谱性,且对大龄棉铃虫的杀伤效果显著高于Bt基因抗虫棉。转基因抗虫棉已推广应用847万hm2,累计创社会经济效益220多亿元。

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。

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。

转Bt+CpTI基因棉花对根际土壤细菌及氨氧化细菌数量的影响

转基因棉花对根际土壤微生物的影响在转基因作物风险评估中具有重要意义。【目的】通过研究转基因棉花根际微生物群落变化来评估转基因棉花的生态风险。【方法】以转Bt+CpTI基因抗虫棉(SGK321)及非转基因亲本棉花石远321(SY321)根际土壤总细菌和氨氧化细菌为研究对象,分别在种植前和棉花的不同生长时期(蕾期、花期、铃期和絮期)取样。采用微滴数码PCR方法对土壤中总细菌16S rRNA和氨氧化细菌的功能基因amoA基因进行定量分析。【结果】结果发现两种棉花根际土壤中的总细菌数量随棉花生长的不同时期没有显著差异。但是对氨氧化细菌的定量结果表明随棉花不同生长时期,两种棉花根际土壤中的氨氧化细菌数量均发生显著变化,但变化趋势不同:在蕾期,SY321和SGK321根际土壤中的氨氧化细菌数量分别增加了4倍和2倍;在花期,SY321根际氨氧化细菌与蕾期相比显著降低至5.96×105copies/g dry soil,而SGK321根际氨氧化细菌则显著增加至1.25×106copies/g dry soil;在铃期,SY321根际氨氧化细菌显著增加至1.49×106copies/g dry soil,而SGK321根际土壤中氨氧化细菌数量没有发生显著变化;絮期两者均表现为降低,但差异显著。与非转基因棉花相比,转基因棉花根际土壤中的氨氧化细菌变化相对较为平缓。【结论】这表明氨氧化细菌数量既受棉花生长时期的影响,同时也受转基因棉花的影响,转基因棉花通过影响氨氧化细菌的数量减缓氨的转化速度,这在一定程度上有利于植物生长。

转BT+CPTI基因抗虫棉的种植对土壤根际反硝化菌丰度和多样性影响

【目的】为评价转基因棉花的种植对根际土壤反硝化细菌丰度和多样性的影响,【方法】以转Bt+CpTI基因抗虫棉(SGK321)及非转基因亲本棉花石远321(SY321)根际土壤反硝化细菌为研究对象,分别在种植前和棉花的不同生长时期(蕾期、花期、铃期和絮期)取样。采用实时荧光定量PCR方法和末端标记限制性片段多态性(T-RFLP)技术对土壤中反硝化细菌的功能基因nosZ基因进行定量和多样性分析。【结果】结果发现随棉花不同生长时期两种棉花根际土壤中的反硝化细菌丰度均发生显著变化,但变化趋势不同。转基因棉花根际土壤反硝化细菌从种植前的3.12×106copies/g dry soil一直增加到铃期的2.81×107copies/g dry soil,增加了8倍。非转基因棉花根际土壤反硝化细菌丰度变化受生长周期影响更为显著,表现为蕾期增加,花期降低,铃期又增加的趋势。典范相关及部分典范相关分析反硝化细菌多样性结果表明其多样性受环境因素pH、硝酸根浓度以及棉花生长时期(蕾期和花期)影响最为显著,但此外棉花品种也起到了非常重要的作用,【结论】反硝化细菌的丰度和多样性既受棉花生长时期的影响,同时也受棉花品种的影响,转基因棉花通过调节根际土壤中的pH和硝酸根浓度,来影响其多样性和丰度。转Bt+CpTI基因抗虫棉的种植增加了土壤pH,从而导致根际土壤反硝化细菌的多样性和丰度增加。

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。