Cry1Ie毒素胁迫下亚洲玉米螟的抗性发展及汰选种群对其他Bt毒素的交互抗性

亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis (Guenée) 是危害玉米的重要害虫之一, 转Bt基因抗虫玉米为其防治提供了新的途径。然而, 靶标害虫产生抗性将严重阻碍Bt制剂及转Bt基因抗虫玉米的持续应用。明确害虫对转Bt基因玉米表达的毒素蛋白的抗性演化, 对于制定科学有效的抗性治理策略具有重要的理论和实际意义。本实验通过人工饲料汰选法研究了Bt Cry1Ie毒素胁迫下亚洲玉米螟的抗性发展及汰选14代的种群对其他Bt毒素（Cry1Ab, Cry1Ac和Cry1Fa）的交互抗性, 并观察了Cry1Ie蛋白胁迫对亚洲玉米螟生物学的影响。结果表明： 随着汰选压不断提高, 亚洲玉米螟种群对Cry1Ie毒素的敏感性逐渐下降。汰选14代后, 种群对Cry1Ie毒素的抗性水平提高了23倍。然而, Cry1Ab, Cry1Ac和Cry1Fa对所获Cry1Ie汰选种群的毒力与对敏感种群的毒力相比没有显著差异, 说明Cry1Ie汰选没有引起亚洲玉米螟对Cry1Ab, Cry1Ac和Cry1Fa毒素产生交互抗性。同时, 与敏感种群相比, Cry1Ie汰选14代的种群幼虫平均发育历期延长5.7 d, 蛹重减轻13.7%, 单雌产卵量下降40.0%。本研究结果说明, 大面积单一种植转cry1Ie基因抗虫玉米, 可能引起亚洲玉米螟产生抗性; 亚洲玉米螟Cry1Ie抗性种群对Cry1Ab, Cry1Ac和Cry1Fa没有交互抗性, 含有cry1Ie和cry1Ab, cry1Ac或cry1F双/多基因抗虫玉米, 可作为靶标害虫抗性治理的重要策略。     

转Bt cry1Ah基因抗虫玉米对亚洲玉米螟、棉铃虫和黏虫的抗性评价

利用农杆菌介导法将Bt cry1Ah基因转入玉米自交系综31,获得对玉米螟有显著抗性的转基因玉米HGK60,为了研究其对鳞翅目害虫的杀虫活性,在室内和田间分别用亚洲玉米螟、棉铃虫和黏虫幼虫对HGK60玉米的杀虫效果进行检测。室内生物活性检测结果表明,取食HGK60玉米心叶的亚洲玉米螟幼虫在3 d后死亡率达100%;HGK60玉米对棉铃虫幼虫有毒杀作用,玉米不同部位对棉铃虫幼虫的杀虫效果存在差异;与非转基因玉米对照相比,取食HGK60玉米叶片一周后的黏虫幼虫体重增长明显受到抑制。田间生物活性检测结果表明,HGK60玉米对于亚洲玉米螟和棉铃虫有很强的杀虫活性,达到高抗级别,对于黏虫有一定的杀虫活性,为抗性级别。     

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。     

Bt玉米与美洲大斑蝶

１９９８年美国农场主们种植了２０００万公顷的遗传工程抗虫玉米,约占全美玉米种植面积的２５％。这些玉米含有来源于细菌的Ｂｔ毒素基因,使玉米具备抗虫性,可抗玉米主要害虫欧洲玉米螟和玉米杆螟（巨座玉米螟）的为害。Ｂｔ毒素只对某些科的昆虫有效,据信对脊椎动物没有毒性。美国玉米种植者每年为防治玉米钻心虫要花费１亿多美元,种植抗虫玉米可以减少防治如上害虫所需的化学农药的施用量,既节省了害虫防治成本又对环境友好。美洲大斑蝶（Ｄａｎａｕｓｐｌｅｘｉｐｐｕｓ）,具有金橙色和亮黑色相间的华丽斑纹,还有令人不可思议的…     

转Bt基因抗虫玉米对亚洲玉米螟幼虫取食行为的影响

室内研究了转cry1Ab杀虫蛋白基因的Bt抗虫玉米MON81 0和Bt1 1对亚洲玉米螟Ostriniafurnacalis初孵幼虫和3龄幼虫的取食行为、取食选择性和存活率的影响。在48h的非选择性试验中玉米螟初孵幼虫在MON81 0和Bt1 1玉米心叶组织上的幼虫取食率随时间的增加而下降,在对照玉米上的幼虫取食率随时间的增加而上升,两者间差异极显著。初孵幼虫接虫到MON81 0和Bt1 1玉米叶片48h的累计死亡率分别为67 .5 %和47 .5 % ,而在对照玉米上死亡率均为0. 3龄幼虫在Bt和非Bt玉米穗轴组织上的幼虫取食率随时间的增加呈上升趋势,第48h时在Bt和非Bt玉米上的幼虫取食率分别达到77 5 %和1 0 0 % ,差异极显著。选择性试验中,第4～48h内,初孵幼虫在Bt玉米上的幼虫取食率呈下降趋势,第48h时MON81 0和Bt1 1与各自非Bt对照的组合中初孵幼虫的累计死亡率分别为2 5 .0 %和1 7. 5 % ,二者差异不显著。3龄幼虫在Bt玉米和非Bt玉米上的幼虫取食率均随时间的延长而增加,但在非Bt玉米的幼虫取食率增加速度快,与Bt玉米差异极显著。Bt玉米对玉米螟幼虫取食有抑制和忌避作用。     

靶标害虫对Bt玉米的抗性发展和治理策略

全生育期有效表达Bt杀虫蛋白的转基因抗虫玉米为靶标害虫的防治提供了新途径。但是,靶标害虫抗性种群的发展严重威胁了转基因抗虫玉米的可持续应用。截止到2018年,已经有13例报道表明靶标害虫对转基因抗虫玉米产生了田间抗性;5例监测结果表明靶标种群没有降低对Bt玉米的敏感性,其中包括转vip3Aa玉米。抗性治理策略成功的关键主要包括:Bt杀虫蛋白的高剂量表达、靶标害虫的隐性遗传、初始抗性等位基因频率较低、不完全抗性、适合度代价等。当抗性为非隐性遗传时,可以通过增加庇护所的种植面积达到延缓抗性发展的目的。     

转Bt基因玉米Bt11花粉对玉米螟赤眼蜂繁殖和存活的影响

在室内评价了表达Cry1Ab杀虫蛋白的转基因抗虫玉米Bt11花粉作为食物对玉米螟赤眼蜂Trichogramma ostriniae雌蜂寿命、繁殖力、子代羽化数和性比的影响。结果显示,Bt11玉米花粉中含有115.13±7.29 ng/g FW Cry1Ab杀虫蛋白。饲喂水+Bt玉米花粉和水+对照玉米花粉的雌蜂寿命、繁殖力和子代羽化数明显高于只提供水的处理,但性比没有显著差异。饲喂10%蜂蜜水的雌蜂寿命、繁殖力和子代羽化数与饲喂10%蜂蜜水+Bt玉米或10%蜂蜜水+对照玉米花粉的处理雌蜂相似,没有显著差异。饲喂水+玉米花粉和只提供水的各处理的寿命、繁殖力和子代羽化数均显著低于蜂蜜水+玉米花粉和只提供蜂蜜水的各个处理,但性比显著高。饲喂水+Bt玉米花粉与水+对照玉米花粉之间以及蜂蜜水+Bt玉米花粉与蜂蜜水+对照玉米花粉之间的寿命、繁殖力和子代羽化数没有显著差异。由此得出结论,同只提供水相比,玉米花粉可以提高玉米螟赤眼蜂的寿命和繁殖力。表达Cry1Ab杀虫蛋白的Bt11玉米花粉对玉米螟赤眼蜂的寿命、繁殖力、子代羽化数和性比无不利影响。     

抗虫转基因植物对非靶标节肢动物生态影响的研究进展

重组DNA技术的发展为培育高效的抗虫作物提供了前所未有的便利条件。通过转基因技术,全世界已培育出众多转基因抗虫植物品系。其中,表达苏云金芽孢杆菌(Bt)基因的作物品系如Bt棉花和Bt玉米已在很多国家大规模种植,在害虫控制方面发挥了重要的作用。转基因抗虫作物可能带来的生态风险问题,如对农田非靶标节肢动物的潜在影响,一直受到相关研究者及民众的广泛关注。至今,已有大量研究论文发表。本文在总结、归纳前人研究的基础上,阐述了从实验室到田间多层次评价转基因抗虫作物对非靶标生物影响的一般研究程序和方法,并简要综述了Bt玉米和Bt棉花2种已商业化种植的转基因抗虫作物对农田非靶标节肢动物生态影响的研究进展。现有研究表明:当前种植的Bt作物所表达的Cry蛋白杀虫专一性非常强,对农田非靶标节肢动物没有毒性;且Bt作物的利用降低了广谱化学杀虫剂的施用量,从而提高了非专一性害虫天敌的种群密度,加强了对害虫的控制,并有效地保护了生态环境和农民健康。因此,Bt作物可以作为害虫综合防治(IPM)的一个策略,结合其他防治措施可加强对害虫的有效控制。     

北京地区玉米螟系统防治的研究初报

玉米螟是北京郊区玉米的主要害虫,近几年随着田间管理技术和复种指数的提高,玉米螟的发生数量有所增多,春玉米的穗期防治及夏玉米的控制螟害问题,都成了突出要解决的问题。1971年作者随中国科学院动物研究所杂粮害虫研究组在大兴县礼贤公社蹲点,在紫各庄大队二、四生产队科学实验小组的协助下,进行了此项研究,兹将其中的部分初步结果,整理出来,供有关方面参考。     

转cry1Ab/cry2Aj和G10evo-epsps基因玉米中Bt蛋白的时空表达及抗性评价

【目的】探讨转cry1Ab/cry2Aj和G10evo-epsps基因玉米双抗505-12-5中外源Bt蛋白时空表达规律,对3种主要鳞翅目害虫亚洲玉米螟、黏虫和棉铃虫的抗性进行鉴定,为转基因玉米双抗505-12-5的商业化推广提供科学的数据支撑。【方法】Bt蛋白时空表达规律采用酶联免疫法(ELISA),田间抗虫性和室内抗虫性鉴定分别采用田间人工接虫和离体组织生测方法。【结果】在玉米6~8叶期,Bt含量表现为根心叶茎,分别为517.3、453.8和312.8 ng·g~(-1);大喇叭口期,Bt含量表现为心叶根茎,分别为353.3、281.3和232.9 ng·g~(-1);吐丝期,Bt含量表现为心叶根茎,分别为188.9、114.1和53.6 ng·g~(-1);乳熟期,根、茎和心叶含量相当,分别为178.0、160.3和185.4 ng·g~(-1);繁殖器官中Bt蛋白含量表现为籽粒花丝花粉雄穗,分别为181.3、100.1、95.0和79.8 ng·g~(-1)。室内抗虫性鉴定表明,转基因玉米双抗505-12-5心叶饲喂黏虫24 h,幼虫死亡率低,但48 h后达98.21%;双抗505-12-5心叶、花丝和籽粒饲喂玉米螟,24 h幼虫死亡率分别为87.37%、100%、100%;双抗505-12-5花丝饲喂棉铃虫,24 h幼虫死亡率达80.18%,48 h死亡率为92.45%。田间鉴定结果显示,转基因玉米双抗505-12-5在心叶期和雌穗期对玉米螟、心叶期对黏虫、雌穗期对棉铃虫的抗性均达高抗水平。【结论】转基因玉米双抗505-12-5各器官在不同生育期中均能表达Bt蛋白,尤其在鳞翅目害虫为害的主要时期6~8叶期和吐丝期及乳熟期,易受害器官中Bt蛋白表达量较高。转基因玉米双抗505-12-5田间及室内对3种鳞翅目害虫均表现了显著的抗性效果,具有推广应用的潜力。     

Cry1C蛋白对4种棉花害虫的致死效果

【背景】苏云金芽胞杆菌(Bt)属革兰氏阳性细菌,是目前世界上应用最广泛的杀虫剂。来自Bt的Cry1Ac基因自1997年商业化以来,其产生的蛋白对棉铃虫、红铃虫等鳞翅目害虫起到了很好的控制作用。但该基因对甜菜夜蛾、斜纹夜蛾、玉米螟等害虫的控制作用较差,因此,需要寻找新的Bt基因亚型控制上述害虫。【方法】将Cry1C蛋白加到人工饲料上形成药膜后,接入低龄幼虫进行生物测定,以常规不加毒蛋白的饲料为对照,计算1、3、5、7 d后不同害虫的校正死亡率。【结果】随着Cry1C蛋白浓度的增加及时间的延长,甜菜夜蛾和斜纹夜蛾的校正死亡率逐渐升高,Cry1C浓度为10μg·m L-1时,处理7 d后,甜菜夜蛾和斜纹夜蛾的校正死亡率分别为100%和85.42%,表明甜菜夜蛾比斜纹夜蛾更敏感,而棉铃虫和玉米螟对Cry1C蛋白的敏感性较差。【结论与意义】Cry1C基因可作为控制棉田甜菜夜蛾和斜纹夜蛾的有价值的候选基因,但是对棉铃虫和玉米螟无效。该研究为筛选新的Bt基因亚型用于防治不同的棉花害虫提供了数据参考。     

玉米螟赤眼蜂的生物学特性及其利用

玉米螟是玉米、杂粮、棉花等作物的大害虫。赤眼蜂是抑制玉米螟危害的重要因素之一。经调查发现我国寄生于玉米螟卵的赤眼蜂有8种,其中玉米螟赤眼蜂Trichogramma ostrininae Paag et Chert占总数的98%以上,分布亦广,是优势种。 我省释放人工繁殖的赤眼蜂防治第一代玉米螟的效果达80%左右,相当于施用滴滴涕颗粒剂;防治第二代玉米螟因受不良气候条件的影响,防治效果不稳定。     

甘蔗、玉米气味对亚洲玉米螟成虫产卵和幼虫取食的影响

【目的】农作物间套作对害虫的影响很大程度上取决于害虫的行为反应,通过研究玉米/甘蔗套作系统中植物气味对亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis(Guenee)行为的影响,将为利用化学生态手段防治套作田中的害虫提供依据。【方法】通过昆虫触角电位实验、成虫产卵和幼虫取食实验,测定了甘蔗、玉米植株及二氯甲烷漂洗物对亚洲玉米螟成虫产卵、幼虫取食的影响。【结果】亚洲玉米螟成虫在甘蔗植株上的落卵量(卵粒数、卵块数)与玉米植株差异不显著,取食甘蔗植株的幼虫数量显著低于玉米植株。亚洲玉米螟对甘蔗、玉米叶片漂洗物均可产生EAG反应,且在同一浓度下的反应值之间无显著差异。成虫产卵量(卵粒数、卵块数)在0.1 gE/mL浓度的甘蔗和玉米漂洗物间差异不显著;幼虫对经甘蔗叶片漂洗物处理过的饲料的相对取食率均低于65.00%,显著低于玉米漂洗物处理的饲料。【结论】甘蔗和玉米气味对亚洲玉米螟产卵的影响没有差异,但甘蔗气味会导致初孵幼虫表现出很强的逃逸行为。     

二代玉米螟为害玉米产量损失研究

【目的】研究二代亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis(Guenee)为害对玉米产量的影响。【方法】以"先玉335"为供试玉米品种,通过人工接虫模拟二代玉米螟不同发生量为害玉米对产量损失的影响。【结果】随着接卵量增加,虫孔数和蛀孔隧道长度增加,玉米单穗粒重降低。单株虫孔数每增加1个,玉米产量损失率增加4.52%;隧道长度每增加10 cm,产量损失率增加8.34%。接卵量与玉米产量损失率的关系符合方程z=-10.0297+4.034 ln(x)。【结论】根据害虫经济阈值的定义,推算出二代玉米螟的防治指标为百株累积卵量12.8块,对二代玉米螟的防治决策具有重要指导作用。     

亚洲玉米螟绿色防控技术组装集成田间防效测定与评价

【目的】明确亚洲玉米螟Ostrniafurnacalis(Guenee)绿色防控技术组装集成田间防效及效益。【方法】对6种亚洲玉米螟绿色防控技术组装集成进行田间平均防治效果、挽回玉米产量损失率的测定,从对亚洲玉米螟的防治效果、玉米的产量和质量、投入成本、投入产出比、经济效益等方面进行综合评价。【结果】投射式杀虫灯+悬挂性诱剂诱芯、投射式杀虫灯+释放赤眼蜂、投射式杀虫灯+喷施Bt可湿性粉剂、释放赤眼蜂+喷施Bt可湿性粉剂、性诱剂诱捕器+释放赤眼蜂、性诱剂诱捕器+喷施Bt可湿性粉剂6种不同绿色防控技术组装集成对亚洲玉米螟的平均防治效果分别为83.55%、85.26%、87.28%、89.57%、84.74%和86.75%,挽回产量损失率分别是15.55%、16.13%、16.97%、17.53%、15.66%和16.50%;投入产出比分别为1:57.23、1:25.76、1:19.41、1:17.53、1:9.23和1:8.48。【结论】释放赤眼蜂+喷施Bt可湿性粉剂、投射式杀虫灯+喷施Bt可湿性粉剂、投射式杀虫灯+释放赤眼蜂、投射式杀虫灯+悬挂性诱剂诱芯为最佳亚洲玉米螟绿色防控技术组装集成。     

Bt玉米光合作用和生长性状的变化

在华南地区种植美国先锋公司的Bt玉米34824与其非转基因近等基因系34823,比较它们的光合作用和部分重要的生理生长性状。结果表明,Bt玉米由于Bt基因的插入和表达使植株得到保护,受玉米螟危害的叶片显著减少;但Bt玉米植株的光合作用和部分生理生长性状也发生了一定的变化。与其非转基因近等基因系34823相比,虽然Bt玉米34824的胞问CO2浓度变化不大;并且在绝大多数生长时期,Bt玉米的蒸腾速率和气孔导度大于的非转基因玉米;但是从生长中期始,Bt玉米的净光合速率却一直小于非转基因玉米,在生长后期,这种差异甚至达到显著水平。在生长性状方面,各时期观察到的Bt玉米植株叶片数一直略少于非转基因玉米,表明Bt玉米的生长发育受到一定的延缓。同时,Bt玉米植株的株高变矮,单株叶面积变小,根系活力显著降低。在地下部,Bt玉米34824的植株根系总长度、根总表面积、根总体积和平均根直径均小于相对应的非转基因近等基因系34823。     

Bt毒蛋白在转基因抗虫玉米中的表达及在亚洲玉米螟中的转移积累

以两个转Bt基因抗虫玉米品系G03-2396、G03-2739和对照玉米品种苏玉16为材料,采用室内生物测定法研究它们对亚洲玉米螟的抗性, 并采用酶联免疫技术（ELISA）检测这两个转基因玉米品系不同组织中Bt毒蛋白的表达量及亚洲玉米螟3龄与5龄幼虫取食转基因玉米后体内和粪便中的Bt毒蛋白含量.结果表明：转Bt基因抗虫玉米心叶对玉米螟幼虫的毒性较强,初孵幼虫取食6 d后的存活率不到3%,3龄幼虫取食6 d后的存活率小于70%,抗虫玉米雌穗的毒性小于心叶.两个转Bt基因玉米心叶和雌穗中均表达了一定量的Bt毒蛋白,但心叶中的毒蛋白含量高于雌穗;Bt毒蛋白表达量依次为G03-2739心叶（39.6 μg·g^-1FM）> G03-2396心叶（26.1 μg·g^-1 FM）> G03-2396雌穗（17.0 μg·g^-1 FM）> G03-2739雌穗（14.6 μg·g^-1 FM）.取食转基因玉米心叶或雌穗后,3龄幼虫体内的Bt毒蛋白含量显著高于5龄幼虫;同龄幼虫取食心叶后其体内及粪便中Bt毒蛋白含量均显著高于取食雌穗的个体.其中,取食G03-2739心叶的5龄幼虫粪便中的Bt毒蛋白含量最高,达10.4 μg·g^-1 FM;取食其雌穗的3龄幼虫粪便中的Bt毒蛋白含量最低,仅2.7 μg·g^-1 FM.     

河北省衡水地区玉米螟越冬寄主处理调查

一、前言 玉米螟是我省玉米、谷、高粱作物的主要害虫。在冬、春处理其越冬寄主,消灭越冬幼虫是防治玉米螟的一项重要措施。苏联把处理越冬寄主消灭越冬期的幼虫、低茬收获作为预防玉米螟为害的主要措施;罗马尼亚、匈牙利也大力推行处理玉米螟越冬寄主的方法,并且曾有在一定时期内处理完的规定。山西省长治专区曾因处理越冬寄主使玉米螟为害大为减轻。在河北省对这一措施虽然推广已久,在部分地区     

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。     

山东省亚洲玉米螟越冬特性及越冬代成虫发生期预测

【目的】亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis(Guenée)是我国玉米生产上的重要害虫。亚洲玉米螟越冬特性及预测预报的研究,对于提高防治效果具有重要意义。【方法】本文通过对山东省东昌府、曲阜、商河、滨城区、即墨和栖霞地区玉米秸秆和穗轴进行剖查,统计越冬幼虫虫量和位置分布。并将幼虫带回济南放于室外待其化蛹,统计化蛹时间及存活率。【结果】山东省6个地区2007年春季玉米秸秆和穗轴中亚洲玉米螟平均越冬虫量分别为41.80头/百秆和19.91头/百穗,其中在玉米秸秆中越冬虫量占总量的67.30%。越冬幼虫在玉米秸秆上、中和下部比例分别为21.18%、38.80%和40.02%。越冬代亚洲玉米螟化蛹始盛期、高峰期、盛末期分别为5月27日、6月5日和6月21日,预测越冬代羽化始盛期、高峰期和盛末期分别为6月8日、6月17日和7月1日。【结论】应重视对亚洲玉米螟越冬虫源的控制,及时处理玉米秸秆和穗轴,第一代幼虫应该在6月中下旬防治,第二代应该在7月中旬防治。