论文部分内容阅读
亚洲玉米螟Ostriniajurncrcalis(Guenée)(以下简称玉米螟)是为害玉米的重要害虫之一。转基因抗虫玉米能够在全生育期有效表达Bacillus thuringiensis(Bt)杀虫蛋白,为靶标害虫的防治提供了新途径,如北美、南美和西欧等20多个国家已经商业化种植转Bt基因玉米用于欧洲玉米螟Ostrinia nubilalis(Hubner)等鳞翅目害虫的防治。生产实践表明,大面积长期种植转单价基因的抗虫玉米不可避免地会胁迫靶标害虫处于单一的汰选压下对Bt杀虫蛋白产生抗性,最终威胁转基因抗虫玉米的可持续利用。
抗性治理策略的合理实施能够有效的阻止或延缓靶标害虫抗性的产生,实现转Bt基因作物的可持续应用,而对田间害虫种群及时有效的抗性监测是抗性治理的重要内容之一。为给我国转基因抗虫玉米的研究和推广应用提供数据支持,本论文主要开展了两方面研究,(1)测定了玉米螟种群对CryIAb蛋白的敏感性,建立了我国25个亚洲玉米螟地理种群对CrylAb蛋白的敏感基线;采用F2代检测法,检测了玉米螟田间种群的CryIAb抗性等位基因频率。(2)测定了玉米螟种群对Cry1Ab/Cry1Ac融合蛋白的敏感性,建立了我国6个亚洲玉米螟地理种群对CrylAb/CrylAc蛋白的敏感基线。采用室内生测法,评价了转cry1Ab/cry1Ac基因玉米(ZZM030)对玉米螟的杀虫效果;同时采用酶联免疫吸附测定法(ELISA),测定了该转基因玉米心叶中Cry1Ab蛋白的表达量。主要研究结果如下:
1.测定了Cry1Ab杀虫蛋白对25个玉米螟地理种群的毒力。致死中浓度LC50的变化范围为0.86ng/cm2~71.33ng/cm2,生长抑制中浓度EC50的变化范围为0.03ng/cm2~10.40ng/cm2,表明不同地理种群之间的LC50和EC50均差异显著,黄淮海及东北部分地区种群对Cry1Ab蛋白的敏感性相对较低,玉米螟种群敏感性存在地理差异。
2.采用F2代检测法,检测了所采集的25个地理种群中的13个玉米螟种群对Cry1Ab蛋白的抗性等位基因频率。结果显示,不同地理种群的玉米螟初孵幼虫取食转crv1Ab基因玉米(Btll)的心叶后均不能存活超过7d,说明各地理种群玉米螟中的CryIAb抗性等位基因频率仍处于较低水平,田间玉米螟种群对Cry1Ab的敏感性依然较高,目前较难出现能够存活的抗性个体。
3.测定了Cry1Ab/Cry1Ac蛋白对6个玉米螟地理种群的毒力。其致死中浓度LC50的变化范围为1.02ng/cm2~12.93ng/cm2,生长抑制中浓度ECso的变化范围为0.26ng/cm2-0.65ng/cm2,不同地理种群之间差异显著。
4.采用室内生测法,评价了转cry1Ab/cry1Ac基因玉米(ZZM030)对不同抗性品系玉米螟的杀虫效果。结果显示,敏感品系玉米螟初孵幼虫取食ZZM030心叶后,2d后的存活率仅为23.6%,4d后全部死亡;而取食非转基因对照玉米祥249(X249)心叶后,4d后的存活率高达93.1%。Cry1Ab和Cry1Ac抗性品系的玉米螟初孵幼虫取食ZZM030后,6d后的存活率分别为11.1%和12.5%,而取食X249的存活率分别高达81.9%和77.8%,差异显著。说明转cry1Ab/cry1Ac基因玉米心叶期对玉米螟具有很好的杀虫效果,能够有效地控制玉米螟种群的增长。
5.采用酶联免疫吸附测定法(ELISA)测定了转cry1Ab/cry1Ac基因玉米4叶期和8叶期叶片中Cry1Ab杀虫蛋白的表达量,分别为10.62μg/g和2.94μg/g。
抗性治理策略的合理实施能够有效的阻止或延缓靶标害虫抗性的产生,实现转Bt基因作物的可持续应用,而对田间害虫种群及时有效的抗性监测是抗性治理的重要内容之一。为给我国转基因抗虫玉米的研究和推广应用提供数据支持,本论文主要开展了两方面研究,(1)测定了玉米螟种群对CryIAb蛋白的敏感性,建立了我国25个亚洲玉米螟地理种群对CrylAb蛋白的敏感基线;采用F2代检测法,检测了玉米螟田间种群的CryIAb抗性等位基因频率。(2)测定了玉米螟种群对Cry1Ab/Cry1Ac融合蛋白的敏感性,建立了我国6个亚洲玉米螟地理种群对CrylAb/CrylAc蛋白的敏感基线。采用室内生测法,评价了转cry1Ab/cry1Ac基因玉米(ZZM030)对玉米螟的杀虫效果;同时采用酶联免疫吸附测定法(ELISA),测定了该转基因玉米心叶中Cry1Ab蛋白的表达量。主要研究结果如下:
1.测定了Cry1Ab杀虫蛋白对25个玉米螟地理种群的毒力。致死中浓度LC50的变化范围为0.86ng/cm2~71.33ng/cm2,生长抑制中浓度EC50的变化范围为0.03ng/cm2~10.40ng/cm2,表明不同地理种群之间的LC50和EC50均差异显著,黄淮海及东北部分地区种群对Cry1Ab蛋白的敏感性相对较低,玉米螟种群敏感性存在地理差异。
2.采用F2代检测法,检测了所采集的25个地理种群中的13个玉米螟种群对Cry1Ab蛋白的抗性等位基因频率。结果显示,不同地理种群的玉米螟初孵幼虫取食转crv1Ab基因玉米(Btll)的心叶后均不能存活超过7d,说明各地理种群玉米螟中的CryIAb抗性等位基因频率仍处于较低水平,田间玉米螟种群对Cry1Ab的敏感性依然较高,目前较难出现能够存活的抗性个体。
3.测定了Cry1Ab/Cry1Ac蛋白对6个玉米螟地理种群的毒力。其致死中浓度LC50的变化范围为1.02ng/cm2~12.93ng/cm2,生长抑制中浓度ECso的变化范围为0.26ng/cm2-0.65ng/cm2,不同地理种群之间差异显著。
4.采用室内生测法,评价了转cry1Ab/cry1Ac基因玉米(ZZM030)对不同抗性品系玉米螟的杀虫效果。结果显示,敏感品系玉米螟初孵幼虫取食ZZM030心叶后,2d后的存活率仅为23.6%,4d后全部死亡;而取食非转基因对照玉米祥249(X249)心叶后,4d后的存活率高达93.1%。Cry1Ab和Cry1Ac抗性品系的玉米螟初孵幼虫取食ZZM030后,6d后的存活率分别为11.1%和12.5%,而取食X249的存活率分别高达81.9%和77.8%,差异显著。说明转cry1Ab/cry1Ac基因玉米心叶期对玉米螟具有很好的杀虫效果,能够有效地控制玉米螟种群的增长。
5.采用酶联免疫吸附测定法(ELISA)测定了转cry1Ab/cry1Ac基因玉米4叶期和8叶期叶片中Cry1Ab杀虫蛋白的表达量,分别为10.62μg/g和2.94μg/g。