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.     

玉米田蚜虫种群的空间动态

【目的】明确我国黄淮海地区玉米蚜虫种类及其空间分布,掌握玉米蚜虫田间发生规律。【方法】采用系统调查法于2009—2010年在河北廊坊对春玉米、夏玉米上玉米蚜虫种群的发生动态进行了研究。【结果】结果表明,该地区取食为害玉米的蚜虫有5种;玉米蚜Rhopalosiphum maidis(Fitch)和禾谷缢管蚜R.padi(L.)混合发生,为玉米田蚜虫的优势种群。【结论】几种蚜虫的混合种群在玉米田间的动态分布始终呈聚集分布;二项分布k和聚集型指标m~*/x判断表明,随着玉米的生长发育,玉米蚜虫表现扩散-聚集-再扩散-再聚集的趋势。     

不同变温组合条件下二点委夜蛾的生长发育

【目的】为明确变温条件对二点委夜蛾Athetis lepigone (Möschler) 实验种群生长发育的影响。【方法】分别设置6个变温组合（20/24℃, 20/28℃, 20/32℃, 24/28℃, 24/32℃和28/32℃）,通过测定和计算各虫态发育起点温度和有效积温及生命表参数来研究变温对二点委夜蛾卵、幼虫、蛹、世代平均发育历期、存活率和繁殖力的影响。【结果】不同变温组合对二点委夜蛾各虫态的发育历期、存活率及种群繁殖力有显著影响。发育历期随着变温组合平均温度的升高而缩短,二点委夜蛾世代存活率由大到小的顺序为24/28℃>20/32℃>28/32℃>20/28℃>24/32℃>20/24℃。24/28℃时产卵量最高,单雌产卵量为390.70粒。世代发育起点温度和有效积温分别为10.37℃和663.17日·度。在不同变温组合下内禀增长率r_m值随着平均温度的升高先上升后降低。在24/28℃时,二点委夜蛾r_m、净增殖率R₀和周限增长率λ最大,种群加倍时间 t 和世代平均周期 T 最小。【结论】24/28℃是二点委夜蛾实验种群生长发育及繁殖的最适变温组合,本研究结果为二点委夜蛾的预测预报及综合防治提供了科学依据。     

转Bt基因玉米对甜菜夜蛾幼虫存活和发育的影响

在室内测定了2种转Cry1Ab基因的Bt玉米MON810和Bt11不同组织对甜菜夜蛾 Spodoptera exigua （Hübner）初孵幼虫以及心叶对4龄幼虫存活和发育的影响,在田间比较了甜菜夜蛾幼虫取食Bt 和非Bt玉米雌穗的存活和为害情况。结果表明,转Cry1Ab基因的Bt玉米的不同组织对甜菜夜蛾初孵幼虫都具有明显的杀虫活性,取食Bt玉米心叶、苞叶、籽粒时甜菜夜蛾均在幼虫期死亡; 取食MON810和Bt11雄穗的初孵幼虫化蛹率分别为5.2%和2.1%,羽化率为2.1%和1.0%;取食MON810和Bt11花丝的初孵幼虫化蛹率分别为1.0%和2.1%,但不能羽化。4龄幼虫取食MON810玉米心叶的化蛹率与对照差异不显著,而取食Bt11的化蛹率与对照差异显著; 取食两种Bt玉米心叶的４龄幼虫化蛹后的雌、雄蛹重和羽化率与对照组差异显著,但蛹期和平均单雌产卵量差异不显著,虽然对照组羽化的成虫平均产卵量高于Bt玉米组。田间接种初孵幼虫10 天后的调查结果表明,在MON810和Bt11玉米花丝上幼虫存活率分别为1.3%和0.3%, 而对照组分别为12.9%和16.2%;MON810和Bt11玉米雌穗被害率分别为18.3%和5.0%,而对照组分别为93.3%和95.0%,均显著低于对照组。     

卵液成分改变及卵表涂施引诱剂对玉米螟赤眼蜂产卵发育的影响

试验通过部分改变人造卵卵液成分和在人造卵表涂施引诱剂2种途径来试图提高人造卵繁育玉米螟赤眼蜂Trichogramma ostriniae Panget Chen的成功率。结果表明,不同比例的亚洲玉米螟OstriniafurnacalisGuenée幼虫和蛹匀浆替代部分柞蚕蛹匀浆后,对赤眼蜂寄生率有明显提高,但赤眼蜂在人造卵内的化蛹率和羽化率均较低,赤眼蜂发育至老熟幼虫因卵液过剩而被淹死;在原卵液卵表涂施亚洲玉米螟卵和鳞片正己烷提取液后,评价繁蜂成功率的各项参数都有明显提高,赤眼蜂可以完成发育,羽化成蜂,但繁蜂成功率还较低。综合上述试验结果,应用人造卵繁殖玉米螟赤眼蜂研究重点要解决卵液过剩以及其它相关的营养学问题。     

转cry1Ab/cry1Ac基因玉米Cry1Ab/Cry1Ac融合蛋白表达及对亚洲玉米螟的室内杀虫效果

【目的】室内抗螟性评价是转Bt基因抗虫玉米研发和安全性评价的重要环节。【方法】采用酶联免疫吸附测定法(ELISA)测定了转cry1Ab/cry1Ac基因玉米ZZM030心叶中Cry1Ab/Cry1Ac融合杀虫蛋白的表达量;采用室内生测法测定了分别取食转基因玉米ZZM030和非转基因玉米X249心叶后亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis敏感品系ACB-BtS、Cry1Ab抗性品系ACB-AbR和Cry1Ac抗性品系ACB-AcR初孵幼虫的存活率。【结果】转基因抗虫玉米ZZM030 4叶期和8叶期心叶中Cry1Ab/Cry1Ac融合杀虫蛋白的表达量分别是10.62和2.94 μg/g FW。敏感品系亚洲玉米螟初孵幼虫取食转基因玉米ZZM030心叶2 d的存活率仅为23.6%,4 d后存活率为0,而取食非转基因对照玉米X249心叶4 d的存活率高达93.1%。Cry1Ab抗性品系和Cry1Ac抗性品系初孵幼虫取食转基因玉米ZZM030心叶6 d后的存活率分别为11.1%和12.5%,而取食非转基因玉米X249心叶6 d后的存活率分别为81.9%和77.8%。【结论】转cry1Ab/cry1Ac基因玉米ZZM030心叶中高表达的Cry1Ab/Cry1Ac融合蛋白对亚洲玉米螟初孵幼虫具有极高的杀虫效果。     

双斑长跗萤叶甲触角感器的扫描电镜观察

利用扫描电镜观察了双斑长跗萤叶甲Monolepta hieroglyphica(Motschulsky)成虫触角及其感器的形态与分布。结果表明:双斑长跗萤叶甲成虫触角为线状,由柄节、梗节和鞭节组成,鞭节有9节,其中,雄虫的触角比雌虫长;感器类型有毛形感器(1型、2型和3型)、刺形感器、锥形感器(1型和2型)、腔锥形感器、Bhm氏鬃毛、钟形感器共9种。雌雄成虫触角感器类型无差异,但雄虫触角上的感器分布要比雌虫的稠密。     

转cry1Ab基因玉米对瓢虫科天敌种群动态的影响

【背景】瓢虫科天敌昆虫是玉米田中重要的天敌类群,可捕食多种农业害虫,对害虫有很好的控制作用。为了明确转基因玉米对瓢虫科天敌的潜在效应。【方法】在田间条件下,采用系统调查结合吸虫器方法,研究了cry1Ab基因玉米对玉米田主要瓢虫科天敌种类丰富度和种群动态的影响。【结果】转cry1Ab基因玉米田与其对照田瓢虫类群和优势种群组成相同。春播时Bt玉米田与对照田以龟纹瓢虫为优势种,仅在玉米生长后期Bt玉米田中的龟纹瓢虫数量显著高于对照田,其他时期2种田间龟纹瓢虫的种群动态没有显著差异。夏播玉米田以龟纹瓢虫和异色瓢虫为主,在8月17日Bt玉米田中异色瓢虫数量显著高于对照田,在9月27日其异色瓢虫数量显著低于对照田,而其他时期Bt玉米田和对照田中异色瓢虫优势度以及田间种群动态没有显著差异。【结论与意义】转cry1Ab基因玉米对玉米田重要的瓢虫科天敌丰富度、优势度和种群数量没有不良影响。因此,该转基因玉米可用于农田生态系统的有害生物管理。