转基因抗虫作物对捕食性瓢虫的安全性研究进展

转基因抗虫作物的商业化种植带来了显著的经济、生态和社会效益,对转基因抗虫作物的安全性评价也一直是国内外学者研究的热点。对生物非靶标效应的研究是转基因抗虫作物安全性评价的重要组成部分,农田天敌类生物是其中的重点内容之一。瓢虫是农田生态系统重要的捕食性天敌,评价其在转基因抗虫作物田间是否能通过捕食猎物或取食花粉而接触到杀虫蛋白并富集于体内,进而对自身产生一定的非靶标效应,这对捕食性瓢虫的安全性研究具有重要的意义。本文从捕食性天敌瓢虫的生命表参数、行为功能参数、田间群落参数及体内微环境指标等方面综述了转基因抗虫作物对瓢虫的安全性研究进展,并对后期转基因抗虫作物对田间捕食性天敌的研究方向提出了建议,以期为转基因抗虫作物的环境安全性研究提供理论指导和为进一步完善转基因抗虫作物对瓢虫安全性评价的技术体系提供系统的数据资料。     

不同调查方法对转基因棉田节肢动物群落构成及生物多样性的影响

【目的】明确不同生育期调查方法对棉田物种结构和生物多样性的影响,以期选择合适的生育期调查方法开展转基因棉花的安全性研究。【方法】于2016和2017年,选择2个新型转基因棉花(GGK2,N15-5)及其亲本(K312,J14)为材料,使用3种调查方法对棉田节肢动物群落进行调查:(1)在整个生育期每7 d调查一次(5月上旬—9月中下旬);(2)主要生育期调查(5月中旬、6月中旬、7月中旬、8月中旬和9月中旬)和(3)6月中旬—8月下旬期间的3个棉铃虫发生高峰期调查。计算出不同调查方法下的棉田节肢动物群落个体总数、物种丰富度、多样性指数、均匀性指数和优势集中性指数。【结果】3种方法对物种个体总数和物种丰富度影响最大,第1种方法数值最大,第3种方法数值最小。2016年,转抗除草剂基因棉田(GGK2)与其亲本(K312)相比,3种调查方法得到的物种个体总数在节肢动物群落和害虫亚群落差异显著,其他指数无差异。此外,2016年与2017年相比,相同棉田中的多样性指数、均匀性指数和优势集中性指数均无明显差异。【结论】不同生育期调查方法仅对物种个体总数和物种丰富度有影响,而对多样性指数、均匀性指数和优势集中性指数无显著影响。因此,在转基因生物安全研究中可根据不同的研究目的选择合适的生育期开展调查。     

5个棉蚜组织蛋白酶B基因克隆及在不同寄主专化型中的表达分析

昆虫组织蛋白酶B在昆虫代谢中发挥着重要作用。本研究从棉蚜Aphis gossypii Glover的转录组数据库中挑选Cath B并克隆得到全长cDNA序列,使用qRT-PCR分析这些基因在不同寄主专化型棉蚜不同龄期中的相对表达量。通过分析棉蚜体内5个高表达组织蛋白酶B基因不同发育阶段的表达谱,比较了不同专化型棉蚜在寄主转换之后的表达差异。研究发现,这5个基因在不同龄期不同寄主上均表达。棉花型棉蚜在棉花寄主上不同基因间的表达各不相同。黄瓜型棉蚜在黄瓜Cucumis sativus L.上AgCb-1、AgCb-2、AgCb-3基因均在成蚜时期表达量相对较高,AgCb-4、AgCb-5基因表达量则与之相反。分别将棉花型棉蚜和黄瓜型棉蚜转接到西葫芦Cucurbita pepo L.上后,棉花型棉蚜AgCb-1、AgCb-4基因和黄瓜型棉蚜AgCb-1、AgCb-2、AgCb-3基因均在成蚜不同时期的表达量显著大于转接前。结果表明：AgCb-1、AgCb-2、AgCb-3、AgCb-4、AgCb-5基因表达量伴随着棉蚜的生长发育以及寄主的转换,表现出不同的差异。说明组织蛋白酶在棉蚜对寄主植物的适应性过程中可能发挥作用。     

棉铃虫P450基因HarmCYP9A33的克隆、 序列分析及原核表达

夜间活动昆虫如夜蛾类主要通过嗅觉来寻找配偶、 寄主植物和产卵场所, 是研究昆虫嗅觉分子机制的理想材料。P450为多功能单加氧酶, 在昆虫对各种内源与外源物质的代谢中起重要作用。为研究P450在昆虫嗅觉中的作用, 本研究采用RT-PCR和RACE技术, 从夜蛾科昆虫棉铃虫Helicoverpa armigera (Hübner)雄蛾触角中扩增得到一条全长1 772 bp的P450基因, 命名为HarmCYP9A33 (GenBank登录号为JX486677)。序列分析表明, HarmCYP9A33开放阅读框全长1 590 bp, 编码529个氨基酸残基, 预测蛋白质分子量和等电点分别为61. 62 kD和7. 97; HarmCYP9A33与甘蓝夜蛾Mamestra brassicae触角毛形感器中高表达的MbraCYP9A13蛋白的氨基酸序列一致性最高, 达75%, 蛋白二级结构相似, 6个底物识别位点(substrate recognition sites, SRSs)序列一致性达61%, 其中底物与酶结合通道开关Ⅰ螺旋中SRS4序列完全相同, 与棉铃虫CYP9A亚家族蛋白有一定的结构相似性。Real-time PCR检测表明, HarmCYP9A33在雌、 雄蛾各组织中均有表达, 以腹部表达量最高, 其次为头部; 在卵至成虫各个时期也均表达, 以蛹中表达量最高; 在触角中的表达量随羽化时间而变化, 且多高于卵和幼虫中的表达量。SDS-PAGE检测和Western blot鉴定表明HarmCYP9A33体外融合表达成功。本研究为深入探讨该基因在棉铃虫触角感器细胞中的定位及其生物学功能奠定了基础。