不同种植模式下棉铃虫对转基因棉花的抗性演化分析

摘要

本文利用诊断剂量法于2003-2005年对我国黄河流域棉区的河北省安次县(玉米，花生，大豆，Bt棉花的多种作物种植体系)和山东省夏津县(Bt棉花和玉米种植体系)的棉铃虫种群进行了单雌系F1/F2代对Cry1Ac敏感性的系统监测，并根据安次和夏津两县的棉铃虫种群对Cry1Ac的反应，建立了棉铃虫对Bt棉的适应性模拟模型。并应用此法对我国新疆库尔勒和莎车县棉铃虫种群进行了2005年的抗性个体的检测。应用PCR技术，将从夏津筛选的抗性棉铃虫个体进行了钙粘蛋白与Cry1Ac结合区基因水平上的检测，主要结果如下： 1、在2003、2004、和2005年，保守的估计了夏津棉铃虫种群对Cry1Ac的抗性基因频率分别为0，0.00068，0.00233，有明显上升的趋势；然而在安次县，抗性基因频率没有显著的增长变化。结果表明抗性基因频率在Bt棉花种植面积大的地区有上升的趋势。 2基于2002年的检测结果，夏津和安次县棉铃虫种群F1代幼虫在Cry1Ac饲料上的相对平均发育级别均值随着年份的变化有显著的提高(P=0.0001)，高于对照敏感种群，但没有达到对照抗性种群的均值(P=0.0001)，说明田间棉铃虫种群随着Bt棉的连续种植，其耐受性水平在提高，另外，每年夏津县F1代的相对平均发育级别均值比安次F1代要高(P＜0.05)，说明在Bt棉面积种植较大的地区，棉铃虫对Bt的耐受性水平提高得更快。 3在2002到2005年里，安次县共有99个家系进行了F1和F2代生测，夏津县共有83个家系进行了F1代和F2代生测，相关分析表明：安次和夏津两地区棉铃虫个体F1代的相对平均发育级别与F2代的相对平均发育级别呈明显的正相关(r=0.3，P=0.0018；r=0.29633，P=0.0065)说明这种相对平均发育级别的提高是以遗传为基础的。 4对新疆库尔勒和莎车棉区2005年的检测结果表明：两地区的抗性基因频率是很低的，莎车地区的F1代相对平均发育级别高于库尔勒地区的F1代的相对平均发育级别(P＜0.05)；与2005年夏津和安次相比，莎车地区的F1代相对平均发育级别与安次之间没有差异(P＞0.05)，但小于夏津种群(P＜0.05)，说明新疆地区棉铃虫种群处于相对敏感阶段。 5根据2002-2005年夏津和安次连续的监测结果，计算了两地区的遗传力分别为0.62和0.43，夏津地区选择比例为20％，安次地区的选择比例为30％，基因效应分别为0.3，0.53，0.8，假设种群的大小为2000，每个雌蛾产卵量为100。QuCim模型模拟结果表明夏津地区的抗性基因频率从现在平均值的0.0009达到0.5的时间为11年，安次地区抗性基因频率从现在的0.000357达到0.5的时间为15年。表明抗性演化速度在Bt棉种植较大地区比在多种作物种植地区快。 6对田间检测到的抗性个体进行了钙粘蛋白结合区基因的克隆，对其氨基酸序列比对，结果表明与室内敏感种群相比，室内抗性品系和田间抗性个体都有氨基酸的改变，但室内抗性品系与田间抗性个体氨基酸改变的数量和位置有所不同。

目录

文摘

英文文摘

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第一章 绪论

第二章 黄河流域棉区棉铃虫种群对Bt的耐受性发展动态

第三章 新疆棉区棉铃虫种群对Bt的抗性基因频率

第四章 不同种植模式下棉铃虫对Bt棉花抗性演化发展模型

第五章 不同抗性水平棉铃虫种群钙粘蛋白结合区基因的克隆及序列分析

第六章 总结与讨论

参考文献

致谢

作者简历