转基因抗虫棉SSR和AFLP遗传变异研究

利用SSR和AFLP两种分子标记技术,分析了52份转基因抗虫棉品种（系）的遗传多样性。结果表明：在61对SSR引物中,有4对引物在供试材料中表现出多态性,共扩增出102个标记,其中多态性标记25个,多态性百分率为24．51％,每对引物的扩增带数变化在17～30之间;在100对AFLP引物中,有9对引物在供试材料中产生多态性,共扩增出618个标记,多态性标记33个,占总数的5．34％,每对引物组合扩增的标记数分布于47～81之间。成对品种的欧式距离变化在2．00～5．57之间,平均值为4．21,单一品种欧氏距离的平均值分布在3．73～4．75之间,表明不同品种之间遗传差异不大。基于SSRs和AFLPs多态性数据的聚类分析,可以将供试材料划分为3个类群（SAGs）,但类群划分与品种地理来源不十分吻合。     

我国转基因抗虫棉应用现状及建议

对１９９９年底前经过安全性评价或经过审定的转基因抗虫棉品种２３个以及未经评价或审定的品种３１个进行了调研。转基因抗虫棉发展迅速,１９９９年种植面积近９００万亩,在生产上总体表现良好,棉铃虫抗性强,减少化学农药治虫,受到了广大棉农的欢迎。但抗虫棉本身还有一些不足之处,种子管理及生产利用上也存在一些问题,针对当前抗虫棉的情况和发展要求,对我国转基因抗虫棉的发展提出了几点建议。     

转基因抗虫棉的产量、品质及抗虫性比较研究

对36个转基因抗虫棉品种(品系)进行试验,比较了它们的产量、抗棉铃虫和红铃虫特性以及纤维品质之间的差异,并进行综合评价。在不打药的情况下,筛选出252等13份皮棉产量比鄂抗9号显著提高、抗棉铃虫和红铃虫的种质材料,其纤维品质综合性状表现一般。     

转基因抗虫棉对根区土壤真菌影响的初步研究

以转基因抗虫棉SGK321、GK12及亲本对照石远321、泗棉三号为材料.连续2 a利用平板涂布法测定棉花根区土壤真菌数量及主要类群数量的变化,并在第2 a蕾期和花期对真菌进行DGGE检测.结果显示:第1 a全部供试品种真菌数量均随生育期增加,第2 a真菌数量变化趋势与上年不同.2 a相同生育期内转基因棉和亲本间均存在差异:①SGK321与石远321相比.第1 a蕾期、吐絮期真菌数量及吐絮期镰刀菌数量差异显著;②GK12与泗棉三号相比,第1 a花期真菌数量及蕾期、花期的毛霉数量差异显著;第2 a蕾期真菌数量及青霉数量差异显著.DGGE结果显示,在蕾期和花期,转基因棉与亲本相比,真菌数量及主要类群都有所改变;在蕾期,2个转基因棉品种与亲本间根区土壤真菌的相似度均高于在花期的相似度.说明转基因抗虫棉对根区土壤真菌数量及主要类群具有一定影响,且种植时间长短也会对其产生不同的影响.     

转基因抗虫棉农艺性状和纤维品质的遗传多样性

本研究以国内育成和国外引进的52份转基因抗虫棉品种(系)为材料,在河北农业大学棉花育种圃种植,调查农艺性状、测定纤维品质,基于农艺性状和纤维品质分析供试品种(系)的遗传多样性.结果表明:在9个农艺性状中,烂铃数的变异系数最大,其次为产量、有效铃数和第一果枝节位高度,变异系数最小的是衣分和果枝数.转基因抗虫棉品种纤维长度基本能够满足纺织工业需求,2.5%跨长主要集中在28～30mm;纤维比强度平均值为27.1cN/tex,变幅为23.0～31.6cN/tex;马克隆值的平均值为4.8,变幅为4.0～5.6.成对品种的欧氏距离变化在1.53～13.31之间,平均值为4.79,单一品种欧氏距离的平均值分布在3.62～10.51之间,表明不同品种之间具有一定的差异.采用离差平方和法对欧氏距离进行聚类,可以将供试品种明显地划分为2类,一类为中熟品种,另一类为早熟品种.     

转基因抗虫棉的产量、品质及抗虫性比较研究

对36个转基因抗虫棉品种(品系)进行试验,比较了它们的产量、抗棉铃虫和红铃虫特性以及纤维品质之间的差异,并进行综合评价。在不打药的情况下,筛选出252等13份皮棉产量比鄂抗9号显著提高、抗棉铃虫和红铃虫的种质材料,其纤维品质综合性状表现一般。     

我国转基因Bt抗虫棉的进展分析与生态风险评估

从源头创新、基因转移技术、新品种选育与推广、专利分析四个方面探讨了我国转基因Bt抗虫棉的重大进展。且从靶标昆虫与非目标昆虫两个方面重点对转基因的生态风险进行了综合评价,并根据国内外的研究趋势,提出了加速我国转基因棉研究的对策。     

转基因抗虫棉Bt基因插入区碱基组成分析

利用TAIL－PCR的方法克隆不同来源的转基因抗虫棉中外源基因插入区的侧翼序列并对其进行序列和结构分析,结果表明,同一个较基因的单构自交得到的不同株系中外源基因插入区的两侧DNA序列完全相同,不同的转基因抗虫棉虫的外源基因插入位置各不相同,不同来源的转基因品种外源基因插入的上游侧翼片段含有一段残留质粒片段,外源基因插入的下游侧翼片段为富含AT碱基结构,其中泗棉3号转基因抗虫品系中下游侧翼片段的AT碱基高达92％,Southern杂交结果显示这些侧翼序列为高AT含量的多拷贝序列,序列中没有发现拓扑异构酶的结合位点。     

Bt棉花对棉铃虫幼虫选择性行为的影响

利用“H”型嗅觉仪测定结果表明 :在棉花蕾期、花铃期 ,棉铃虫 2龄幼虫对常规棉的棉叶、嫩头的选择性明显高于转基因棉花品种 ,差异达显著或极显著水平。但 3龄幼虫对两者的选择性差异并不显著 ;而在棉花蕾期 ,果枝对棉铃虫 2龄幼虫选择性行为有一定的影响。试验初步说明Bt棉对棉铃虫低龄幼虫有一定的忌避作用 ,而对高龄幼虫忌避效应不显著。     

Changes of Bt Toxin in the Rhizosphere of Transgenic Bt Cotton and its Influence on Soil Functional Bacteria

Summary The concentrations of Bacillus thuringensis (Bt) toxin released from root exudation of Bt cotton were measured by an enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), and its impacts on the numbers of culturable functional bacteria in the rhizosphere were determined by cultivation. No Bt toxin was found in the rhizosphere of non-Bt cotton (SHIYUAN321), but varying levels of Bt toxin were present in the rhizosphere of two Bt cotton varieties (NuCOTN99^B and SGK321) during the entire growth period. The levels of Bt toxin in the rhizosphere of NuCOTN99^B were significantly higher (p<0.05) than those of SGK321 within all sampling dates except on June 17th in the whole growth season. Significant differences (p<0.05) were found in the numbers of the three functional bacteria between SHIYUAN321 and NuCOTN99^B within each sampling day from May 27th to October 27th. No significant differences were found in the numbers of functional bacteria among three cultivars after growth season. Fortification of pure Bt toxin into rhizospheric soil did not result in significant changes in the numbers of culturable functional bacteria, except the nitrogen-fixing bacteria when the concentration of Bt toxin was higher than 500 ng/g. The results indicated that Bt toxin was not the direct factor causing decrease of the numbers of bacteria in the rhizosphere, and other factors may be involved.     

转Bt基因棉花杀虫晶体蛋白的表达及光合特性的研究

转Bt基因棉花(GK、ZK)及非Bt基因棉花(CZ)杀虫晶体蛋白表达及光合特性的研究表明,杀虫晶体蛋白在转Bt基因棉花GK与ZK中的表达总量及在各器官中的分配均有所不同．转Bt基因棉花叶片的净光合速率的光响应与常规棉有所不同．转Bt基因棉花GK与ZK叶片的叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率的日变化有明显的不同,而胞间二氧化碳浓度、气孔限制值、叶温的日变化趋势则基本一致．胞间二氧化碳浓度的日平均值在两转Bt基因棉花间的差异达显著水平,而其它各指标在不同处理间的差异均未达显著．     

不同生育期转Bt基因棉种植对根际土壤微生物的影响

 在盆栽种植条件下,比较研究了两个转Bt基因棉(Gossypium hirsutum)与对照棉对根际土壤细菌、放线菌、真菌和主要功能类群及多样性的影 响差异。结果表明：两个转Bt基因棉根际土壤均可检测到Bt蛋白,且不同转Bt基因棉根系分泌Bt蛋白量以及Bt蛋白在根际土壤中的降解率不同 。与各自对照相比,转Bt基因棉对细菌和真菌生长繁殖有促进作用,对放线菌、好气固氮菌和钾细菌数量没有显著影响。苗期和花期转Bt基因 棉均可显著提高氨化细菌、显著降低无机溶磷菌数量,花期均可显著提高好气纤维分解菌、显著降低有机溶磷菌数量,‘Bt冀668’苗期也可显 著提高好气纤维分解菌数量。转Bt基因棉根际土壤好气纤维分解菌、有机和无机溶磷菌多度发生了变化。尽管功能类群总数转Bt基因棉高于各 自对照常规棉,但群落多样性和均匀度都有所下降,优势集中性表现明显,且花期转Bt基因棉多样性参数值以及功能类群数量的变化幅度大于 苗期。     

Five years of Bt cotton in China - the benefits continue

Bt cotton is spreading very rapidly in China, in response to demand from farmers for technology that will reduce both the cost of pesticide applications and exposure to pesticides, and will free up time for other tasks. Based on surveys of hundreds of farmers in the Yellow River cotton-growing region in northern China in 1999, 2000 and 2001, over 4 million smallholders have been able to increase yield per hectare, and reduce pesticide costs, time spent spraying dangerous pesticides, and illnesses due to pesticide poisoning. The expansion of this cost-saving technology is increasing the supply of cotton and pushing down the price, but prices are still sufficiently high for adopters of Bt cotton to make substantial gains in net income.     

转Bt基因抗虫棉田棉铃虫消长规律及危害特点

通过对转 Bt基因抗虫棉田棉铃虫的系统调查研究表明 :(1)转 Bt基因抗虫棉对棉铃虫蛾、卵无抗性表现 ,田间落卵量与常规棉田无明显差异 ,相反 ,二代棉铃虫百株累计卵量倒比常规棉处理区增加了 2 16～ 2 74粒 ,增长幅度为 30 %～ 38% ;(2 )转 Bt基因抗虫棉对二代棉铃虫幼虫的抗性及控制作用较强 ,基本不用进行药剂防治 ,但对三代棉虫幼虫的抗性控制效果明显下降 ,田间 3龄以上幼虫平均达2 0～ 4 0头 /百株 ,多者达 6 0头以上 ,仍需进行必要的药剂防治 ;(3)棉铃虫在转 Bt基因抗虫棉株上的危害特点与常规棉株有明显的差异 ,表现在幼虫和危害症状均较隐蔽 ,不易被发现。     

转Bt基因抗虫棉田棉铃虫消长律及危害特点

通过对转Ｂｔ基因抗虫棉田棉铃虫的系统６调查研究表明,（１）转Ｂｔ基因抗虫棉对棉铃虫蛾、卵无抗性表现,田间落卵量与常规棉田无明显差异,相反,二代棉虫百株累计卵量倒比常规棉处理区增加了２１６～２７４粒,增长幅度为３０～３８％,（２）转Ｂｔ基因抗虫棉对二代棉铃虫幼虫的抗性制作强,基本不用进行药剂防治,但对三代棉虫幼虫的抗性控制效果明显处降,田间３龄以上幼虫平均均２０～４０头／百株,多者达６０头以上,仍需     

转基因棉花对棉铃虫天敌寄生率的影响

采用分期接虫、分期回收法研究常规棉与转基因棉花品种 (系 )上棉铃虫寄生性天敌在不同棉花品种上的寄生作用。结果表明 ,无论是第 2代棉铃虫发生期间还是第 3 ,4代棉铃虫发生期间 ,无论是棉铃虫卵期还是幼虫期 ,转基因棉花品种 (系 )的棉铃虫卵、幼虫寄生率均显著低于常规棉花品种上的寄生率。棉铃虫卵期寄生蜂主要是拟澳洲赤眼蜂 ,幼虫寄生蜂为棉铃虫齿唇姬蜂等。由此看出转基因棉对棉铃虫寄生性天敌存在非亲和性。     

转基因抗虫棉苗期氮代谢

以3种不同转基因抗虫棉及其亲本对照为材料,研究了盆栽条件下不同品种棉花苗期氮代谢特征。结果表明与非转基因棉花比较,转Bt基因棉Z30叶片内的硝酸还原酶活性、肽酶活性、游离氨基酸含量均没有明显变化,但转氨酶活性显著增加(增幅为14.03%),可溶性蛋白含量显著减少(降幅为26.29%)。双价转基因棉花CCRI41叶片内除可溶性蛋白含量没有明显变化,其它所测指标均发生了显著的改变。双价转基因棉花SGK321叶片内硝酸还原酶活性、转氨酶活性、氨基酸含量没有明显变化,但肽酶活性和可溶性蛋白含量均显著增加(增幅分别为7.01%和121.32%)。随着转入基因的多样化,其可能引发转基因棉花产生的非预期效应更加不确定与复杂。