棉铃虫对双价（Bt+CpTI）抗虫棉抗性筛选及抗性机理的初步研究

摘要

棉铃虫Helicoverpaarmigera(hubner)是世界性重要农业害虫，20世纪90年代以来，在我国连年暴发，对我国棉花生产的稳定发展构成极大威胁。转基因棉的大面积推广种植有效的控制了棉铃虫的暴发危害。由于转基因棉花在整个生育期都连续表达毒蛋白，从而使棉铃虫一直处于毒蛋白的持续选择压力下，棉铃虫对抗虫棉的抗性风险已经成为影响其使用寿命的关键因素。棉铃虫的室内抗性筛选，可以得到棉铃虫抗性种群，为抗性机理的研究打下基础。调查田间棉铃虫对转基因抗虫棉的敏感性水平，检测田间低水平的抗性基因频率，将为抗性治理策略的制定和实施提供可靠的依据。本文使用转基因棉花的种子粉作为毒蛋白来源对棉铃虫进行了室内筛选：研究了抗性棉铃虫体内酶系活力的变化；对2007年山东安丘、河北保定和河南安阳的田间棉铃虫种群对Cry1Ac的抗性基因频率进行了估算。 1、棉铃虫室内抗性种群的筛选 以双价(Bt+CpTI)抗虫棉(中棉所41)作为毒蛋白来源对2005年采自河南安阳的棉铃虫种群进行抗性筛选，以单价(Bt)抗虫棉(中棉所44)种子粉和常规棉(中棉所49)种子粉筛选的棉铃虫品系作为对照。用转双价基因棉筛选的棉铃虫品系为AYBC，用转单价基因棉筛选的品系为AYBT，饲喂常规棉的棉铃虫品系为AYCK。经14代筛选，AYBC品系和AYBT品系对Cry1Ac的抗性分别上升到4.0倍和4.6倍，AYBC品系和AYBT品系在毒饲料上生长5天后的发育进度为6.0-7.0，饲喂常规棉的棉铃虫AYCK品系发育进度为11.0左右，使用同一剂量对棉铃虫进行筛选，发育进度有上升趋势。本研究为研究棉铃虫抗性产生机理奠定了基础。 2、转基因棉对棉铃虫几种主要酶系活性的影响 研究了转双价基因棉(中41)，转单价基因棉(中44)对棉铃虫幼虫中肠内解毒酶、保护酶和中肠蛋白酶的活性的影响，测定比较了12代连续取食含有转基因棉种子粉的人工饲料的棉铃虫中肠三种酶系的活性。研究表明，α-乙酸萘酯酶和谷胱甘肽-S-转移酶活性在双价和单价品系中均有所下降，其中在双价品系中检测不到谷胱甘肽-S-转移酶活性。保护酶系的活性差异不显著。总蛋白酶的活性差异不显著，在双价和单价品系中强碱性类胰蛋白酶的活性高于对照品系，分别为对照品系的3.00倍和4.00倍，弱碱性类胰蛋白酶和类胰凝乳蛋白酶的活性显著低于对照品系。 3、不同地区棉铃虫种群对Cry1Ac制剂MVPⅡ粉剂的敏感性差异 用毒蛋白涂表法测定了2006年和2007年山东安丘、河北保定和河南安阳的棉铃虫田间种群对Cry1Ac的敏感性水平，结果表明三个种群之间对Cry1Ac的敏感性差异不显著，相对敏感性指数均为敏感品系的1.1-1.7倍，说明三个地区棉铃虫田间种群对Cry1Ac还没有产生明显的抗性。 4、棉铃虫田间种群对Cry1Ac抗性基因频率的估算 对2007年山东安丘，河北保定和河南安阳的田间棉铃虫种群进行了抗性基因频率估计。经检测，2007年山东安丘种群的抗性基因频率为1.7×10-3，河北保定种群的抗性基因频率为2.0×10-3，河南安阳种群的抗性基因频率为0～2.9×10-3，由田间监测的结果可知，目前大田棉铃虫确实有一小部分个体对Cry1Ac的敏感性降低，但三个地区的种群对Cry1Ac还未产生明显抗性，抗性基因频率处于正常水平。棉铃虫对Bt抗虫棉的抗性风险依然存在，需要尽快启动全国性的早期抗性检测和预警工作。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章引言

1.1转基因植物研究进展

1.1.1 Bt杀虫晶体蛋白的结构和杀虫机理

1.1.2蛋白酶抑制剂基因

1.1.3转基因植物的研究进展

1.1.4转基因棉花应用现状

1.2害虫抗性的产生机理

1.2.1害虫对Bt的抗性

1.2.2害虫抗Bt的机理

1.2.3抗性遗传

1.2.4棉铃虫对转基因植物的抗性

1.3抗性检测技术

1.3.1抗性倍数法

1.3.2区分剂量检测抗性个体法

1.3.3 F1代检测法

1.3.4单雌系F2代检测法

1.3.5抗性基因分子检测法

1.4抗性治理策略

1.4.1高剂量/庇护区策略

1.4.2转基因作物的轮作策略

1.4.3转入多种杀虫基因策略

1.4.4特异性治理策略

1.4.5高表达与低表达策略

1.4.6综合防治技术的应用

1.5研究内容及目的意义

1.5.1研究内容

1.5.2研究意义

第二章棉铃虫对转双价抗虫棉的抗性筛选

2.1材料与方法

2.1.1实验材料

2.1.2实验方法

2.2结果与分析

2.2.1种子中毒蛋白含量

2.2.2棉铃虫抗性筛选

2.3讨论

第三章转基因抗虫棉对棉铃虫几种主要酶系活性的影响

3.1材料与方法

3.1.1供试棉花

3.1.2供试昆虫

3.1.3供试药剂

3.1.4解毒酶活性测定

3.1.5保护酶系活力测定

3.1.6棉铃虫幼虫中肠主要蛋白酶活性的测定

3.1.7可溶性蛋白含量测定

3.1.8实验数据分析

3.2结果与分析

3.2.1转基因棉花对棉铃虫幼虫体内解毒酶活力的影响

3.2.2转基因棉花对棉铃虫幼虫体内保护酶活力的影响

3.2.3转基因棉花对棉铃虫幼虫中肠蛋白酶活力的影响

3.3讨论

第四章棉铃虫田间种群抗性基因频率估算

4.1材料与方法

4.1.1抽样地点

4.1.2试虫采集和饲养

4.1.3供试药剂

4.1.4生物测定方法

4.2结果与分析

4.2.1各地棉铃虫幼虫F1代生测

4.2.2各地棉铃虫F2代生测

4.2.3抗性基因频率的估算

4.2.4各种群LC50的测定

4.3讨论

第五章结论

参考文献

致谢

作者简历