转基因抗虫水稻对非靶标害虫褐飞虱部分生理特性的影响

摘要

水稻作为重要的粮食作物，是全球一半以上人口的主要食物来源。随着现代生物技术的不断发展，转基因水稻在减轻病虫草害等方面都显示出一定的优势。然而，转基因作物是把双刃剑，在带来巨大的生态效益和经济效益的同时，也可能会带来一系列风险，这也严重阻碍了转基因水稻的商业化进程。本论文以4种转基因抗虫耐除草剂水稻为材料，在室内系统研究了转基因水稻饲喂的褐飞虱一些生理方面的变化，以探究其对非靶标害虫褐飞虱排泄的蜜露、卵巢发育、变态等方面可能存在的影响。本研究主要内容包括：
　　⑴转Bt基因水稻对褐飞虱蜜露主要成分的影响。对取食4种转基因品系(S、G8-7、KMD1、KMD2)及其对应的亲本(XS134、WYJ7、XS11)的褐飞虱产生的蜜露成分进行分析。结果表明，转基因品系S和其亲本XS134相比，果糖含量显著降低，葡萄糖和麦芽糖含量极显著降低，而蔗糖含量没有显著差异。在转基因品系G8-7和亲本WYJ7间4种糖分的含量都没有显著差异。转基因品系KMD1、KMD2与亲本XS11上产生的蜜露相比，除了在KMD1上产生的蜜露中的果糖显著高于KMD2外，其他三种糖分含量均没有显著差异。在所有蜜露样本中均能检测到18种氨基酸。对各种氨基酸含量分析发现，对在转基因品系S上产生的蜜露而言，除了半胱氨酸以外其他氨基酸含量均较高，其中组氨酸含量显著高于亲本XS134。而褐飞虱在WYJ7和G8-7上产生的蜜露中各种氨基酸含量都没有显著差异。在转基因品系KMD2上比在亲本XS11上产生的蜜露的天冬氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸含量显著增高，KMD1与两者都没显著差异。在KMD2上产生的蜜露中的谷氨酸、丙氨酸含量比在XS11和KMD1上产生的含量都显著增高，而在KMD1和KMD2之间的异亮氨酸存在显著差异。
　　⑵转Bt基因水稻对褐飞虱卵巢发育相关基因表达水平的影响。通过荧光定量PCR结果表明，以在亲本上饲喂的褐飞虱羽化后第1天RNA的表达水平为基准，mag基因在褐飞虱羽化后8天内随着卵巢发育其表达水平逐渐增高。其中转基因品系G8-7和其亲本WYJ7相比，mag基因的表达水平都没有显著差异。而用转基因品系KMD1饲喂的褐飞虱在第2天、第3天和第4天卵巢的mag基因的表达水平都显著高于KMD2，且第2天也显著高于其亲本XS11，其他天数虽然表达水平都稍高，但与另两种品系间没有显著差异。在8天内褐飞虱卵巢的exu基因的表达水平呈先升高后降低的趋势，除在KMD1上饲喂的褐飞虱在第5天达到峰值外且exu基因表达水平显著高于其亲本XS11及转基因品系KMD2外，其他品系上饲喂的褐飞虱均在第6天达到峰值。在第6天、第7天和第8天在WYJ7上饲喂的褐飞虱exu基因表达水平显著高于其对应的转基因品系G8-7，而其他天数两者之间无显著差异。而对vg基因和vasa基因的检测发现，其表达水平在8天内都呈现先上升后下降的趋势，且各转基因品系与其对应的亲本品系间饲喂的褐飞虱卵巢内两种基因的表达水平都不存在显著差异。
　　⑶转Bt基因水稻对褐飞虱体内保幼激素含量的影响。本实验以褐飞虱保幼激素Ⅲ滴度的变化为研究对象。高效液相色谱仪的检测结果表明，在检测的褐飞虱各虫态体内JHⅢ都存在。褐飞虱3-5龄若虫体内保幼激素含量逐渐降低，而羽化24h后的短翅褐飞虱成虫体内JHⅢ含量增高。但是以各亲本品系和其对应的转基因品系饲喂的褐飞虱各虫态间JHⅢ的含量都不存在显著差异。

目录

声明

论文说明

致谢

前言

摘要

第一章 转基因抗虫作物及其安全性研究进展

1 转基因抗虫作物的由来

2 转基因抗虫作物的优点

3 转基因抗虫作物的现状

4 转基因抗虫作物的生态安全性研究进展

4．1 转基因抗虫作物对非靶标生物的影响

4．2 靶标害虫对转基因作物的抗性

4．3 基因漂移

4．5 食品安全

5 展望

第二章 转Bt基因水稻对非靶标害虫褐飞虱蜜露主要成分的影响

1 材料与方法

1．1 供试材料

1．2 实验方法

1．3 数据分析

2 结果与分析

2．1 褐飞虱蜜露各类糖类化合物含量分析

2．2 褐飞虱蜜露游离氨基酸成分分析

3 讨论

第三章 转Bt基因水稻对与褐飞虱卵巢发育相关的四种基因表达的影响

1 材料与方法

1．1 供试材料

1．2 实验方法

1．3 数据分析

2 结果与分析

2．1 褐飞虱卵巢发育形态变化

2．2 褐飞虱卵巢RNA抽提结果

2．3 转Bt基因水稻对褐飞虱卵巢发育相关基因表达水平的影响

3 讨论

第四章 转Bt基因水稻对褐飞虱体内保幼激素滴度的影响

1 材料与方法

1．1 供试材料

1．2 实验方法

1．3 数据分析

2 结果与分析

3 讨论

第五章 总讨论

1 转Bt基因水稻对非靶标害虫褐飞虱的部分生理特性的影响

2 本文的研究特点和创新点

3 不足之处及今后的研究方向

参考文献

教育背景

硕士期间发表和拟发表的论文

硕士期间申请的专利