取食转Bt基因抗虫玉米后亚洲玉米螟幼虫中肠的组织病理变化

利用透射显微镜（TEM）观察亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis (Guenée)幼虫取食了表达Cry1Ab杀虫蛋白的转Bt基因玉米心叶组织后中肠的组织病理变化, 以探讨转Bt基因玉米对亚洲玉米螟的致病机理, 为其合理、安全和持续利用提供理论依据。结果表明：亚洲玉米螟取食Bt玉米后中肠细胞及其细胞器发生了明显的病变。取食Bt玉米12 h后中肠细胞开始病变, 首先微绒毛脱落、内质网开始肿胀, 24 h后内质网肿胀、增多, 杯状细胞杯腔增大, 48 h后微绒毛大量脱落, 细胞开始空泡化, 随着取食时间的增加, 细胞空泡化程度加剧, 在感染前期细胞间的病变程度差异较大。微绒毛脱落、内质网肿胀断裂是在多数取食Bt玉米的亚洲玉米螟中肠细胞发生的普遍病变。由此表明, 人工修饰的Cry1Ab基因导入到玉米染色体组中所表达的杀虫蛋白可使玉米螟幼虫中肠细胞发生病变, 最终导致其死亡。     

转Bt基因抗虫玉米对亚洲玉米螟幼虫几种主要酶系活性的影响

研究了表达Cry1Ab杀虫蛋白的转Bt基因抗虫玉米对亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis (uenée) 幼虫解毒酶、保护酶和中肠蛋白酶活性的影响,测定比较了取食转Bt基因玉米后幼虫体内α-乙酸萘酯酶、乙酰胆碱酯酶、谷胱甘肽S-转移酶、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶、中肠总蛋白酶、类胰蛋白酶和类胰凝乳蛋白酶的活力。结果表明,取食转Bt基因玉米48 h后亚洲玉米螟幼虫体内的α-乙酸萘酯酶、谷胱甘肽S转移酶活力明显低于对照;而乙酰胆碱酯酶活力显著高于对照,在取食48 h、60 h和72 h的活力分别是对照的2.00、1.50和2.50倍。保护酶系、中肠总蛋白酶、弱碱性类胰蛋白酶和类胰凝乳蛋白酶的活性在取食48 h后明显受到抑制;但强碱性类胰蛋白酶的活性显著高于对照,取食48 h、60 h和72 h的活力分别是对照的4.00、1.67和1.33倍。乙酰胆碱酯酶和强碱性类胰蛋白酶可能与亚洲玉米螟对Bt的抗性有关。     

基因抗虫玉米对玉米蚜种群增长的影响

在人工气候箱条件下研究了玉米蚜（Rhopalosiphum maidis Fitch）取食表达cry1Ab杀虫蛋白Bt抗虫玉米的实验种群生命表.结果表明:两种不同Bt玉米杂交种DK647BTY (MON810转化事件)和NX4777(Bt11转化事件)对玉米蚜的生长、发育、繁殖和存活均无明显的不利影响,玉米蚜在DK647BTY和NX4777两种Bt玉米品种上的内禀增长率r_m、周限增长率λ和种群净增殖率R₀与各自对照之间没有显著差异;玉米蚜有翅蚜比率、各龄若虫的死亡率在Bt玉米和对照以及不同品种之间没有明显差异;Bt玉米对玉米蚜的寿命和繁殖历期也没有明显差异.表明表达cry1Ab杀虫蛋白的Bt玉米对玉米蚜的生长发育和繁殖没有明显影响.     

中国桃蛀螟不同地理种群的遗传多样性

本文应用ISSR分子标记技术对中国桃蛀螟Conogethes punctiferalis 11个地理种群的基因组DNA进行了遗传多样性和遗传分化分析。从34条引物中筛选出6条用于ISSR多态性分析, 共扩增出211条带, 其中209条具多态性, 总的多态性条带百分率为99.05%。11个种群的遗传距离在0.0059~0.0237之间, Nei氏基因多样性指数为0.1750, Shannon信息指数为0.2966, 遗传分化系数为0.053, 基因流高达8.8724。结果提示中国桃蛀螟地理种群因基因流水平较高而种群遗传分化水平保持较低。     

我国桃蛀螟四个地理种群感染Wolbachia的研究

Wolbachia是一类广泛分布于节肢动物体内的细胞内共生菌,能参与调控寄主的多种生殖活动.桃蛀螟Conogethes punctiferalis (Guenée)可危害多种粮食作物和经济作物,近年来已成为我国玉米生产的重要害虫之一.本研究对通过对16S rRNA、fts以及wsp基因片断的PCR扩增,对我国桃蛀螟4个地理种群进行了Wolbachia感染检测,并对感染个体中wsp基因片断克隆测序,初步探究了我国桃蛀螟种群中Wolbachia的感染率和感染类群.研究结果表明我国4个桃蛀螟种群中Wolbachia感染率在2.0%～8.0%,平均感染率为4.5%.通过对不同种群感染的Wolbachia中wsp序列比对及系统树构建分析,在桃蛀螟中发现了5种Wolbachia亚型,分别命名为wPun1-wPun5,分属于A组的Uni、Dro亚组,以及B组的Div、Con亚组.此外,本研究在采自河北保定的桃蛀螟种群中发现了Wolbachia的超感染现象.     

温、湿度对亚洲玉米螟成虫繁殖力及寿命的影响

温度和湿度的变化对亚洲玉米螟0strinia furnacalis(Guenee)成虫的交配和产卵及寿命都具有极显著的影响。在16℃～32℃和RH20%～100%的温湿范围中,亚洲玉米螟成虫繁殖力在20℃～28℃恒温和RH70%～100%的温湿组合中较大,其中在24℃恒温和28℃～20℃变温与RH90%～100%的组合中为最大,在32℃和RH20%的组合中为最小。单雌抱卵量、产卵量和产出卵率及交配次数均与温度呈抛物线曲线关系,与湿度呈正相关。温、湿度对成虫繁殖力具有极显著的交互作用。成虫寿命与温湿度密切相关,温度越高,成虫寿命越短;而湿度越高,成虫寿命越长。但雄蛾比雌蛾较耐低湿,在16℃～24℃下雄蛾寿命比雌蛾较长。此外,雄蛾较强的交配能力可促进卵的发育和产出。以上结果对玉米螟种群动态消长的分析和预测预报提供了参考依据。     

大气CO2浓度升高对亚洲玉米螟生长发育及繁殖的影响

大气CO2浓度升高影响寄主植物的营养而间接影响节肢动物外,还直接影响许多昆虫的生长发育和繁殖。为探讨大气CO2浓度升高对亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis(Guenée)生长发育和繁殖的影响,在CDCC-1型密闭式动态CO2气室内研究了当前大气CO2浓度375μl/L及大气CO2浓度分别升高0.5倍和1倍,即达到550μL/L和750μL/L条件下人工饲料饲养亚洲玉米螟实验种群生命表及其营养效应指标。结果表明,大气CO2浓度分别升高到550μL/L和750μL/L时,亚洲玉米螟幼虫成活率分别降低3.0%和8.9%;幼虫、蛹和成虫体重则没有显著差异;在750μL/L CO2浓度下幼虫和蛹历期分别显著延长13.1%和25.8%。虽然单雌产卵量和净增值率(R0)在大气高CO2浓度下有增加趋势,但未达到显著性差异。与当前大气CO2浓度相比,高CO2浓度下玉米螟的取食量分别增加9.1%和34.0%,排粪量分别增加42.3%和42.0%。     

转基因抗虫作物对非靶标昆虫的影响

转基因抗虫作物自 1996年被批准商业化种植以来 ,它的抗虫性和经济效益已得到了普遍肯定 ,同时 ,转基因抗虫作物对非靶标生物的影响 ,如转基因抗虫作物的长期种植 ,是否会导致次要害虫上升为主要害虫 ,是否会影响有益昆虫 ,包括重要经济昆虫、捕食性和寄生性天敌以及重要蝶类的种类及种群数量 ,已成为转基因抗虫作物生态风险评估的重要内容。一些研究结果表明 ,转基因抗虫作物在对靶标害虫有效控制的同时 ,一些对杀虫蛋白不敏感的非靶标害虫有加重危害的趋势 ,由于种植转基因抗虫作物 ,减少了化学农药的使用 ,客观上也使非靶标害虫种群数量上升 ,这对转基因抗虫作物害虫综合治理提出了新的要求。靶标害虫数量的减少直接影响了害虫天敌种群数量 ,靶标害虫取食转基因抗虫作物后发育迟缓 ,也间接影响了天敌昆虫的生长发育 ,转基因抗虫作物的花粉或花蜜是一些重要经济昆虫如蜜蜂、熊蜂和一些寄生蜂 ,甚至捕食性天敌的食物来源 ,或花粉飘落到一些鳞翅目昆虫如家蚕或重要蝶类昆虫的寄主植物上 ,直接或间接对这些昆虫造成一定影响。目前大多数研究表明转基因抗虫作物对非靶标昆虫 ,特别是对有益昆虫没有明显的不利影响 ,也有研究报道认为对某些有益昆虫有一定的不良影响。这为深入开展转基因抗虫作物的生态安全     

不同寄主上桃蛀螟越冬幼虫体内生化物质变化与抗寒性研究

为预测不同寄主植物上桃蛀螟Conogethes punctiferalis(Guenée)越冬种群的变化,研究了幼虫期取食玉米、高粱和向日葵的桃蛀螟越冬幼虫体内水分和脂肪及血淋巴小分子糖(醇)与抗寒性的关系。与取食高粱和向日葵相比,取食玉米的桃蛀螟幼虫生长发育更好,越冬幼虫体重、脂肪含量显著高于前二者,降低体内含水量时期显著早,12月上旬为74.0%,而前者为82.3%和84.6%,过冷却点显著低。初冬和初春,3种寄主植物上桃蛀螟越冬幼虫的过冷缺点没有显著差异。然而隆冬季节,玉米上越冬幼虫的过冷缺点最低(-17.74℃),其次是高粱(-14.62℃),向日葵的最高(-11.68℃)。这说明,寄主植物对幼虫的生长发育、越冬物质储备及含水量有显著的影响,从而影响了滞育幼虫的抗寒能力。越冬幼虫血淋巴中小分子糖(醇)主要有海藻糖、甘油、肌醇、葡萄糖、山梨醇、半乳糖和甘露糖等。从初冬到隆冬,幼虫体内甘油含量显著上升,提高了15～101.8倍,而葡萄糖的含量变化则相反,越冬幼虫体内甘油含量变化与其抗寒能力的变化一致,说明甘油是越冬幼虫提高抗寒能力的重要物质,而合成甘油需要葡萄糖。