玉米内生杀虫工程菌对玉米螟的离体及活体生物测定

12#Bt/CXC是以能定植在玉米维管束系统的内生菌I>Clavibacter xyli subsp.Cynodon—tis(CXC)为宿主菌,将Bt urstaki的δ—内毒素基因cryIA?整合到其染色体上形成的内生工程菌。以玉米螟Ostrinia furnacalis Guenee为供试昆虫的生测结果表明：在同一浓度下,12^#菌株对玉米螟的毒力均高于野生型Bt菌株HD73和空白对照(最低浓度除外)。浓度最高时12^#处理的死亡率为63%,而m工73为53%,死亡率与浓度呈正相关,相关系数r₁₂^#大于r_HD—73。在用12^#Bt/CXC接种玉米的活体生测中,人工接虫4周后检测,注射接种法效果明显优于种子处理法。不同浓度的注射接种处理,玉米螟幼虫减少率最低70%,最高可达96%,与未处理对照相比差异显著。12#菌剂处理后对玉米螟的生长发育也有抑制作用,虫体重减轻26.4%～44.5%,处理株虫龄平均为2龄,而对照株为4龄。     

杀虫荧光假单胞工程菌的构建及其杀虫效果

以转座子mini-Tn5为介导,用高压电激转化法将BtcryIA©基因整合到生防细菌荧光假单胞菌P303-1的染色体上。通过对重组菌株染色体DNA酶切分析、PCR检测,表明转化子DNA中含有cryIA©基因及其营养期表达的强启动子。SDS-PAGE鉴定、ELISA检测及电镜观察证实了杀虫晶体蛋白在P303-1中的高效表达。生物测定结果显示工程菌对棉铃虫Helicoverpa armigera具有显著毒杀作用。工程菌PT45、PT51、PT61、PT71和野生菌HD-73对棉铃虫2龄幼虫5天的LC₅₀值分别为50.1281 μg/g、71.7763 μg/g、69.0820 μg/g、57.9895 μg/g、192.8747 μg/g。死亡率与浓度呈正相关,体重与浓度呈负相关。     

转Bt抗虫工程菌的离体生物测定及发酵工艺研究

通过以棉铃虫幼虫为供试昆虫的生物测定 ,对本实验室构建的系列抗虫工程菌株进行了筛选 ,并对优选出的工程菌株的发酵工艺进行了初步研究。结果表明 :1、在同一剂量水平上 ,工程菌株ＨＥ 1、ＭＥ1 4 2、ＨＥ 2、ＭＥ1 4 3、ＭＫ1 4 1等对棉铃虫幼虫的毒力明显高于出　菌株ＨＤ 73。以 5 0 0ｕｇ/ ｇ浓度感染 4日后的最终死亡率为例 ,上述五个工程菌处理的最终死亡率分别为 96 .7%、93.3%、83.3%、83.3%、80 % ,均高于ＨＤ 73的最终死亡率。表明这几个工程菌株不仅可以正常形成毒素蛋白 ,而且形成量高于出　菌株ＨＤ 73。而工程菌株ＭＥ2 3 2…     

高毒力昆虫病原线虫共生细菌菌株的筛选及其杀虫活性的检测

昆虫病原线虫共生细菌是寄生在昆虫病原线虫肠道的一种细菌,二者互惠共生。实验采用6个不同种的菌株为筛选材料。共生细菌菌株的培养液经85%饱和度的(NH₄)_2SO4盐析,浓缩冻干得到杀虫粗提物。以粗提物注射大蜡螟Galleria mellonella、饲喂玉米螟Ostrinia furnacalis和棉铃虫Helicoverpa armigera,发现Xenorhabdus nematophilus D43、X.bovienii A54、Photorhabdus luminescens HZL和CB-8等4个菌株发酵液的粗提物对昆虫有高的血腔毒性,菌株A54对昆虫又有高的胃毒效果。由此确立A54为高毒力的菌株,其杀虫活性表现为：注射大蜡螟48 h的死亡率为80%,96 h为93.3%;粗提物饲喂玉米螟,72 h死亡率为53.3%,120 h死亡率为100%;饲喂棉铃虫,72 h死亡率为80.1%,120 h死亡率为90%。杀虫粗提物经DEAE-52柱层析分离,得到一个穿透峰和三个盐的梯度洗脱峰,其中穿透峰对昆虫有很好的胃毒效果,但没有血腔毒性;三个盐峰均有很高的血腔毒性,但没有胃毒作用。穿透峰样品饲喂2龄、3龄棉铃虫也有很好的杀虫活性,96 h 2龄棉铃虫的死亡率为65%,3龄棉铃虫的死亡率为30%;处理96 h的棉铃虫同处理前相比体重下降,未死棉铃虫体重明显低于对照。     

黄瓜青枯病内生拮抗菌株的分离及ARDRA分析

在黄瓜生长的不同阶段从根系分离内生细菌共469株。通过青枯菌平板拮抗试验,从中筛选到具明显拮抗作用的菌株59株。将内生拮抗菌纯培养物扩增近全长的16SrDNA并用限制性内切酶AluⅠ对PCR产物进行ARDRA(amplifiedrDNArestrictionanalysis)多态性分析,共得到5种不同的操作分类单元(OperationalTaxonomicUnit,OTU)。其中属于OTU1共有39株分离物,占内生拮抗菌总数的66%,为优势种群。进一步通过ERIC-PCR指纹图的方法在菌株水平上分析OTU1类群。结果表明,OTU1可分为12种不同的菌株,其中菌株HE-1和HE-2在黄瓜生长的5个不同阶段均可分离到。通过标记天然不具有利福平抗性的HE-1和HE-2菌株,获得抗利福平突变体菌株,回收检测结果表明,在栽培的不同时期,黄瓜植株根内均有HE-1和HE-2菌株的定殖。经防病效果的盆栽试验,发现HE-1和HE-2的浸种处理能有效降低黄瓜青枯病的病发率,与对照比较差异显著。因此确定HE-1和HE-2为黄瓜青枯病生物防治的优良菌株。     

苏云金杆菌δ-内毒素、芽孢及苏云金素A对棉铃虫毒性及拒食性的比较

苏云金杆菌库斯塔克变种HD-1的晶体蛋白与芽孢、HD-1无晶体突变株(Cry-)的芽孢以及苏云金素A对棉铃虫Helicoverpa armigera毒性和拒食性的比较研究显示,HD-1晶体蛋白对棉铃虫的杀虫毒力高, 拒食作用强; HD-1芽孢对棉铃虫具有一定的杀虫活性和生长抑制作用, 并有很强的拒食作用; HD-1无晶体突变株(Cry-)芽孢对棉铃虫无毒也无拒食作用;苏云金素A对棉铃虫的生长发育有极显著的抑制作用, 但对棉铃虫无拒食作用,由此证明晶体蛋白是苏云金杆菌杀虫活性和拒食作用的主要来源。苏云金素A与苏云金杆菌芽孢晶体混合物一起使用, 可使棉铃虫的死亡率显著提高。     

不同温、湿度下白僵菌对棉铃虫幼虫的致病力

测试了不同温、湿度下白僵菌Beauveria bassiana对棉铃虫Helicoverpa armigera幼虫的致病力。实验设置了10、15、20、25、30℃ 5个温度水平,用高浓度（1×10<.sup8孢子/mL）、中浓度（1×10⁷孢子/mL）、低浓度（1×10⁶孢子/mL）的白僵菌孢子液分别感染1～4龄的棉铃虫。结果表明：三个浓度处理的棉铃虫在温度为25℃时的致死中时（LT₅₀）最短,死亡速度最快,死亡率最高;高于或低于此温度时,棉铃虫的LT₅₀延长,死亡速度减慢。相对湿度发生变化时,感病棉铃虫死亡速度和死亡率明显不同。相对湿度为95%左右时,棉铃虫死亡速度最快,死亡率最高;相对湿度低于70%时,棉铃虫死亡率显著降低。     

嗜线虫致病杆菌HB310几丁质酶基因chi70的克隆和表达

为了了解嗜线虫致病杆菌Xenorhabdus nematophila几丁质酶的功能,本研究通过PCR技术从X nematophila HB310菌株中克隆得到了几丁质酶基因chi70,对该基因进行了生物信息学分析。结果表明该基因全长1947 bp,编码648个氨基酸,表达的Chi70蛋白不含信号肽。将chi70基因进行原核表达,获得大量重组Chi70蛋白。采用二硝基水杨酸法（DNS法）测定重组蛋白酶活,结果表明几丁质酶Chi70在pH70时活性最高,为8815 U/mL。采用生测方法测定 Chi70对苏云金芽孢杆菌HD-73（Bt HD-73）的增效活性,结果表明单独使用Bt HD-73时对2龄棉铃虫幼虫的LC50为1480 μg/mL,添加Chi70后的Bt HD-73对2龄棉铃虫幼虫的LC50为 566 μg/mL,实验结果说明Chi70对Bt具有明显的增效作用。     

紫茎泽兰乙醇提取物对棉铃虫生长发育和繁殖力的影响

采用室内生物测定法研究了紫茎泽兰Eupatorium adenophorum Spreng乙醇提取物对棉铃虫Helicoverpa armigera (Hübner)生长发育和繁殖力的影响。结果表明,当给棉铃虫幼虫饲喂含紫茎泽兰提取物浓度分别为0.088、0.44、2.2和11 g/kg的饲料时,棉铃虫的死亡率显著高于对照,而羽化率和蛹重均显著低于对照（P≤0.05）。在棉铃虫成虫产卵实验中,0.08、0.4和2 g/L紫茎泽兰提取物对产卵有一定引诱作用,而10 g/L则对产卵有驱避作用。取食浓度分别为0.08、0.4、2和10 g/L紫茎泽兰提取物的棉铃虫卵孵化率降低。表明取食紫茎泽兰提取物对棉铃虫的生长发育和繁殖有明显不利影响。     

CYP9A17v2组成型过量表达参与棉铃虫对拟除虫菊酯的抗性

微粒体细胞色素P450氧化酶介导的解毒代谢增强是棉铃虫Helicoverpa armigera对拟除虫菊酯类杀虫剂产生抗性的主要原因。作者前期的研究表明, CYP9A12和CYP9A14组成型过量表达与棉铃虫YGF品系对拟除虫菊酯的高水平抗性相关, CYP9A12和CYP9A14的功能表达研究结果为其参与对拟除虫菊酯抗性提供了直接证据。本研究通过对棉铃虫CYP9A17v2的克隆、mRNA表达水平和功能表达的研究, 以期明确该基因是否参与棉铃虫对拟除虫菊酯的抗性。结果表明: CYP9A17v2与CYP9A12的氨基酸序列具有很高的相似性（94%）。与棉铃虫对照品系（YG）相比, CYP9A17v2在YGF抗性品系末龄幼虫脂肪体中具有10.9倍的组成型过量表达, 而在中肠中未发现过量表达。用酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae异源表达的CYP9A17v2能够代谢多种拟除虫菊酯（顺式氰戊菊酯、溴氰菊酯和氟氯氰菊酯）。据此认为CYP9A17v2组成型过量表达参与了棉铃虫对拟除虫菊酯的抗性。至此, CYP9A亚家族中已有3个P450基因（CYP9A12, CYP9A14 和 CYP9A17v2）被证实参与了棉铃虫对拟除虫菊酯的氧化解毒代谢。     

对二点委夜蛾高毒力苏云金芽胞杆菌的筛选及其基因型分析

【目的】获得对二点委夜蛾Athetis lepigone(M(o|¨)schler)高毒力的苏云金芽胞杆菌(Bt)菌株,寻找对该虫具有特异杀虫活性的蛋白毒素,探索Bt菌株或其杀虫基因应用于二点委夜蛾防治的可行性。【方法】通过生物测定方法比较了36株苏云金芽胞杆菌和一株恶臭假单胞工程菌PHB-cry1Ab对二点委夜蛾幼虫的杀虫活性,同时利用PCR-RFLP方法对这些菌株的基因型进行了分析。【结果】不同Bt菌株对二点委夜蛾幼虫的杀虫活性差别很大,杀虫活性高的菌株都含有cry1Ac基因。饲毒72 h后含单基因的BtHD-73菌株(cry1Ac)对二点委夜蛾2龄幼虫的毒力(LC_(50)值为188.51μg/g)明显高于含多基因的Bt SC-40菌株(cry1Ac,cry2Ac,cry1I,vip3A)的毒力(LC_(50)值为418.13μg/g)。含有vip3A基因的Bt SC-40和BtHD-13营养期上清液对二点委夜蛾2龄幼虫表现出一定的杀虫活性(72 h死亡率分别达到42.5%和57.4%),而无vip3A基因的Bt HD-73营养期上清液未表现出明显的杀虫活性。【结论】由cry1Ac基因编码的Cry1Ac蛋白对二点委夜蛾幼虫具有特异杀虫活性,Vip3A蛋白对二点委夜蛾幼虫可能也有一定的杀虫活性。     

不同转基因抗虫棉对棉铃虫抗虫性的时空动态

利用2个对Bt抗性水平不同的棉铃虫品系,测定了转Bt和CpTI基因双价抗虫棉(SGK321)和Bt棉(GK12,33B)杀虫活性的时间和空间动态变化。结果表明,2类3种抗虫棉杀虫活性共同表现为：(1) 时间动态上均呈现前高后低的下降趋势;(2) 空间动态上表现为,在生长前期以叶的活性最高,中后期以铃和蕾的活性较高;(3) 对敏感品系的活性高于对抗性品系。不同点表现为：（1）双价棉在生长中后期(8～9月份)活性明显高于Bt棉;（2）双价棉对抗性品系的活性表现更稳定。     

转CpTI-Bt基因棉和转Bt基因棉对棉铃虫幼虫存活、生长及营养利用的影响

2000年7月中旬和8月中旬, 分别测定了采自田间的转CpTI-Bt基因双价抗虫棉（SGK321, 以下简称CpTI-Bt棉）和转Bt基因抗虫棉（中30,以下简称Bt棉）对棉铃虫Helicoverpa armigera幼虫存活、生长的影响。结果表明：7月中旬两种转基因抗虫棉抗虫效果均较好,尤其是CpTI-Bt棉棉叶和花瓣对4龄幼虫3天内致死率为92%以上;8月中旬两种转基因棉的抗虫活性均明显降低,且Bt棉的杀虫活性显著低于CpTI-Bt棉,其幼虫死亡率与对照受体棉中16的死亡率之间无显著差异,仅显著抑制了幼虫的生长;石远321(SGK321受体品系)的花瓣具有一定的抗虫活性,可显著降低取食幼虫的体重,甚至造成部分幼虫死亡; CpTI-Bt棉中,花瓣和棉叶的抗虫性明显高于蕾和铃心。对5龄幼虫取食棉铃1日后的营养指标测定结果显示： 两种转基因抗虫棉处理的幼虫相对生长率和相对取食量均显著低于石远321,但两者之间无显著差异; CpTI-Bt棉处理的幼虫近似消化率显著低于石远321和Bt棉,但其食物利用率显著高于石远321和Bt棉。     

转Bt基因棉花对棉铃虫不同龄期幼虫的杀虫活性和抑制生长作用

以我国培育的转Bt基因棉花(简称Bt棉)为材料,系统测定了Bt棉叶片对棉铃虫 Helicoverpa armigera(Hubner)不同龄期幼虫的杀虫活性和抑制生长的作用。结果表明,Bt棉的杀虫活性随着龄期的增大而趋于降低,其中处理3d只对1龄幼虫有较高效果;从1～4龄开始连续取食Bt棉后均不能化蛹,5龄幼虫则能正常化蛹。3龄幼虫取食Bt棉叶3d后的体重与初始体重之比为0.94,而取食常规棉叶的相应比值为5.48,对幼虫生长的抑制作用明显。在28℃条件下用Bt棉饲养棉铃虫1～3龄幼虫3d,对幼虫的致死率显著高于25℃处理,对3龄幼虫抑制生长的作用也显著提高。研究结果可为确定棉铃虫对Bt棉的抗性监测与治理技术以及Bt棉的田间应用技术提供依据。     

施氮方式对转基因棉花Bt蛋白含量及产量的影响

为研究氮肥运筹对棉花叶片、棉蕾和棉铃不同器官中Bt蛋白含量的影响,2009—2010年,以抗虫杂交棉中棉所72为试验材料,在大田条件下进行了不同基肥：花铃肥：盖顶肥施氮比例（分别为0:0.4:0.6、0.2:0.4:0.4、0.4:0.4:0.2、0.6:0.4:0）的试验。结果表明,施氮方式对棉花不同器官中Bt蛋白含量有明显影响。总体表现为随着氮肥前移,棉花幼嫩器官中Bt蛋白含量呈明显增加的趋势,而老熟器官中Bt蛋白含量呈明显降低的趋势。施氮方式对棉花幼嫩器官中Bt蛋白含量的影响比老熟器官明显,尤其是对幼嫩叶片Bt蛋白含量的影响大于幼小的棉蕾和棉铃器官。抗虫棉采用基肥：花铃肥：盖顶肥为0.4:0.4:0.2的施氮方式,总体能提高前中期棉花器官Bt蛋白的含量,有利于提高其抗虫性能;减少后期棉花器官Bt蛋白的含量,减轻对环境的压力;而且比其余3种施氮方式的籽棉产量和皮棉产量分别增加4.15%—11.24％、3.73%—12.01%。     

湖北棉区转Bt基因棉对棉铃虫的控制作用

2000-2001年通过田间系统调查,表明转Bt基因棉（品种为GK19）在湖北江汉平原棉区对棉铃虫抗性稳定。试验设3个处理：转Bt基因棉化防田（使用化学农药控制害虫）、转Bt基因棉自控田（依靠天敌控制害虫）及常规棉对照田（利用综合防治措施控制害虫）。从棉铃虫的第2代到第5代整个发生期内,即使在不进行化学防治的情况下,棉铃虫在Bt棉田的发生量也保持在极低的水平(最高百株虫量为12头)。室内饲养结果表明,转Bt基因棉对棉铃虫的生长发育（幼虫体重、蛹重）有较为明显的影响,使6龄幼虫体重减少25.6%,蛹重减少18.2%。棉铃虫幼虫取食转Bt基因棉组织后,发育迟缓,相对于常规棉喂养的整个发育历期延长17 d,使棉铃虫在田间的危害减少至少一个世代。另外,接虫试验表明,棉铃虫幼虫在常规棉上的取食时间是转Bt基因棉株上的6.1倍,极大地减轻了棉铃虫的危害程度。     

Effect of water-deficit stress on cotton plants expressing the Bacillus thuringiensis toxin

Bacillus thuringiensis (Bt) crops require a high dosage of Bt toxin to delay development of insect resistance, in particular, when the refuge strategy is applied. This strategy is threatened by plant developmental and environmental factors that might reduce Bt toxin concentration and Bt efficacy in Bt crops. Growth of Bt (Cry1Ac) cotton under prolonged, moderate water deficit as a single stress factor was evaluated. Bt cotton plants were analysed for physiological performance, Bt toxin concentration and Bt efficacy. For performance analysis, leaf and total plant dry weight and leaf area were measured. Bt toxin concentration was determined by an immuno‐assay. Effects of Bt toxin on growth and mortality of African cotton bollworm, Helicoverpa armigera, larvae were measured in different plant organs. Leaves from young plants exposed for 30 days to moderate water deficit had both higher Bt toxin concentrations and were more effective against larvae than leaves, flowers or bolls from mature flowering plants exposed to 60 days of moderate water deficit. Although growth of Bt cotton plants under moderate water‐deficit conditions decreased Bt concentrations in leaves, flowers and bolls, this had no effect on efficacy against first‐instar cotton bollworm larvae. No significant evidence was found that moderate water deficit, as a single stress factor, decreases Bt efficacy in Bt cotton.