棉铃虫对转Bt基因抗虫棉花的抗性机制及治理

棉铃虫是危害棉花最严重的害虫之一. 作为生物技术产品, 转Bt杀虫基因棉花产生的Cry毒素对棉铃虫有高效毒杀作用. Bt棉花已在世界范围内商业化种植, 通过有效控制棉铃虫种群数量, 而显著减少了化学农药的用量. 尽管没有发现棉铃虫田间种群对Bt棉花产生高水平抗性, 但室内持续筛选已培育出多个高水平抗性品系, 表明存在棉铃虫对Bt棉花产生抗性的风险. 鉴于棉铃虫对Bt棉花产生抗性可能对Bt棉花利用价值的影响, 国内外近10年来对此进行了系统深入地研究. 本文综述了棉铃虫对Bt棉花抗性的生物化学和分子机制、抗性治理与监测技术的最新研究进展, 并分析了中国、澳大利亚和印度等国家棉铃虫对Bt棉花的抗性治理策略.     

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。     

新疆棉区转Bt基因棉对棉铃虫生物学的影响

棉铃虫Helicoverpaarmigera高龄幼虫取食转Bt基因棉花组织后 ,化蛹率、羽化率、蛹重、体长均有显著下降 ,在转Bt基因棉花上棉铃虫的取食行为也受到较大的影响 ,表现为取食次数明显减少、吐丝下垂次数明显增加 ;无论是转Bt基因棉花还是常规棉花 ,棉铃虫 3龄幼虫主要分布于繁殖器官上 ,在转Bt基因棉花各繁殖器官上的分布概率为 :花 >棉铃 >棉蕾 ,常规棉花上分布概率为 :棉蕾 >棉铃 >花 ;棉铃虫高龄幼虫取食转Bt基因棉花各组织 ,成虫羽化后产卵量、卵孵化率均有明显下降 ;在较低的棉铃虫虫口密度下 ,转Bt基因棉花对棉铃虫有一定的产卵排趋性。     

具有疾病的棉铃虫—棉花SIS模型分析

棉铃虫是棉花蕾铃期重要钻蛀性害虫,也是中国棉区蕾铃期害虫的优势种,近年为害十分猖獗,给棉花生产带来了巨大的损失.由于棉铃虫依附于棉花生长,所以研究棉花与棉铃虫之间的依存制约关系对棉铃虫的防治有着重要意义.本文研究易感棉铃虫、感染疾病的棉铃虫和棉花之间的关系,构建"棉铃虫—棉花"的具有疾病的SIS模型,研究了系统的正平衡点和基本再生数R_0,利用了Hurwitz定理证明了正平衡点处渐进稳定性,通过构造Liapunov函数和Dulac定理说明了正平衡点的全局稳定性.数值模拟的结果也说明了所得结论的合理性,同时得出了当R_0 1时,棉铃虫和棉花的数量达到平衡.     

河北省棉铃虫地理信息系统的设计与建立

１导言棉铃虫Ｈｅｌｉｃｏｖｅｒｐａａｒｍｉｇｅｒａ（Ｈｕｂｎｅｒ）是棉花蕾、铃期重要的钻蛀性害虫,主要蛀食蕾、花、铃,造成大量落蕾、烂铃,对棉花产量影响很大［１］。我国各棉区均遭受棉铃虫为害。在河北省棉区,棉铃虫是棉花主要害虫之一。由于其发生量大,为害严重,近些年来使棉花产量遭受严重损失。为了对棉铃虫种群消长动态和时空分布规律加强了解,为各级领导和广大棉农提供有用的虫情信息,河北省植保总站和各省各区域植保站几十年来进行了大量的工作,积累了大量的棉铃虫相关信息,并在此基础上进行了长期、中期、短期等…     

转（Bt Cry1Ac+CP4EPSPS）基因抗虫抗草甘膦棉花对草甘膦的耐受性研究

本研究比较了转Bt Cry1Ac+CP_4EPSPS基因抗棉铃虫抗草甘膦棉花与常规棉花在新疆棉区对草甘膦的耐受性差异。两年的研究结果表明,转Bt Cry1Ac+CP_4EPSPS基因抗棉铃虫抗草甘膦棉花对草甘膦有较好的耐受性,而对照棉花中棉所49对草甘膦耐受性较差。苗期喷施草甘膦后转基因抗棉铃虫抗草甘膦棉花生长发育没有受到影响,而对照棉花中棉所49喷施草甘膦后生长发育受到了明显的影响,个别植株甚至死亡。转Bt Cry1Ac+CP_4EPSPS基因抗棉铃虫抗草甘膦棉花株高、真叶数、蕾数、产量等指标与对照相比差异显著。转Bt Cry1Ac+CP_4EPSPS基因棉花对草甘膦的耐受程度显著高于非转基因棉花。草甘膦对转基因抗草甘膦棉花无负面影响。     

转基因抗棉铃虫抗草甘膦棉花对棉铃虫的抗虫性及对二种地老虎幼虫生长发育的影响

为了明确转Bt Cry1A+CP4EPSPS基因抗棉铃虫抗草甘膦棉花对棉铃虫Helicoverpa armigera(Hübner)的抗性水平及对八字地老虎Amathes c-nigrum和黄地老虎Agrotis segetum的影响,作者用转基因棉花和非转基因棉花叶片对棉铃虫、八字地老虎和黄地老虎幼虫进行了室内饲养观察。结果表明,转基因抗棉铃虫抗草甘膦棉花对新疆南部第2代棉铃虫表现为中抗,幼虫校正死亡率为70.4%;棉花叶片在整个生育期均能表达Bt毒蛋白,整个生育期Bt毒蛋白含量呈逐渐降低的趋势。转基因抗棉铃虫抗草甘膦棉花对八字地老虎幼虫有强烈的毒杀作用,可以引起幼虫大量死亡,对存活幼虫的生长发育也有明显的抑制作用,幼虫发育迟缓,不能顺利化蛹;但对黄地老虎幼虫没有明显的影响,幼虫可以正常生长。     

Resistance of transgenic cotton to cotton bollworm and cutworms

为了明确转BtCrylA+CP4EPSPS基因抗棉铃虫抗草甘膦棉花对棉铃虫Helicoverpa armigera(Hübner)的抗性水平及对八字地老虎Amathes c-nigrum和黄地老虎Agrotis segetum的影响,作者用转基因棉花和非转基因棉花叶片对棉铃虫、八字地老虎和黄地老虎幼虫进行了室内饲养观察.结果表明,转基因抗棉铃虫抗草甘膦棉花对新疆南部第2代棉铃虫表现为中抗,幼虫校正死亡率为70.4％;棉花叶片在整个生育期均能表达Bt毒蛋白,整个生育期Bt毒蛋白含量呈逐渐降低的趋势.转基因抗棉铃虫抗草甘膦棉花对八字地老虎幼虫有强烈的毒杀作用,可以引起幼虫大量死亡,对存活幼虫的生长发育也有明显的抑制作用,幼虫发育迟缓,不能顺利化蛹;但对黄地老虎幼虫没有明显的影响,幼虫可以正常生长.     

棉铃虫种群调查及测报技术

近年,棉铃虫Helicoverpa armigera(Hübner)在我国非棉花寄主作物上的发生危害呈明显加重趋势。本文依据棉铃虫生活习性和发生规律、棉花棉铃虫调查技术标准,概述了棉铃虫成虫、卵、幼虫、蛹等不同虫态的种群监测方法,介绍了小麦、玉米、花生等不同作物田种群系统调查和普查技术。同时,建议深入研究种植业结构调整下棉铃虫区域性发生规律、研发应用自动化和智能化种群监测方法、制定推广不同作物棉铃虫测报技术规范,旨在促进非棉花寄主作物上棉铃虫的有效监测、准确预报和科学防控及其种群区域性治理。     

棉铃虫大暴发主导因素及对策

1992年我国黄河流域棉区棉铃虫HeliothisarmigeraHubner出现空前的大暴发,波及到长江流域、辽河流域等棉区,在暴发严重区,它已成为小麦、玉米、大豆、花生甚至果树和蔬菜等多种作物的主要害虫,这又为棉田提供了更多的虫源,致使1993年继续暴发。据山东省有关部门统计,1992年由于干旱和棉铃虫灾害,较1991年棉花减产1346万担,减产率为49．9拓,减少产值42亿多元,若加上棉花副产品,共减少产值达50多亿元。由于棉铃虫难以防治,1993年山东省植棉面积由常年2200万亩降至约为1100万亩。棉花生产直接关系到纺织工业、外经外贸、化学工业…     

改革耕作制度控制棉铃虫危害

我县在1973年冬自辽宁棉麻研究所引进了两个棉花早熟品种,1974年开始夏播试种。根据改制后的变化情况对棉铃虫在夏播棉田的发生规律进行了系统调查和大面积观察。四年来的实践使我们认识到:棉花由春播变夏播是种植上的革命,是避免二代棉铃虫危害,控制三、四代危害的一条新的有效途径,是综合防治棉铃虫的一个侧面。     

新疆北部棉区作物景观多样性对棉铃虫种群的影响

如何从景观尺度上实现对害虫的科学管理已经成为昆虫生态学的研究热点.利用频振式杀虫灯诱集技术,从2007-2009年在新疆北部棉区16-17个农场近240km2作物范围内,监测和评估棉田周边作物景观对棉铃虫种群的影响.结果表明:农业景观多样化显著地影响棉铃虫种群数量,复杂作物系统中(棉花比例＜50％作物面积)棉铃虫成虫数量明显大于简单作物系统(棉花比例≥50％作物面积;棉铃虫种群数量与景观多样性指数(Simpson's Reciprocal Index)呈正相关;同时棉铃虫成虫与加工番茄、玉米和小麦的比例成正相关,但与棉花比例呈负相关.研究结果为转基因棉花抗性管理提供科学依据,同时农田景观多样性指标可作为修正棉区棉铃虫预测模型的重要指标.     

对今冬明春消灭棉虫的意见

1959年我国出现了几十年来未有的干旱现象,病虫灾害也很严重 棉花的红蜘蛛、棉铃虫、金刚钻及红铃虫等都曾相继为害。由于分社化以后,广大社员在党的领导下采用“土洋结合”的方法,千方百计的战胜了棉虫害,保证了农业生产的丰收。但因棉虫分散面广,潜藏处所复杂,再加上它繁殖能力很强,一时不可能消灭干净,需要作较长期的斗争。特别由于今年各种棉虫发生的面积广、数量多,虽然经过大力防治但留下     

运用加权频率法预测2代棉铃虫发生期

棉铃虫Helicoverpaarmigera（Hubner）是棉花整个生育期的主要害虫,近几年来,越来越严重地影响棉花的产量和品质,为及时准确地做出发生期预报,指导防治,减轻其为害,笔者根据本站1982～1994年间年系统调查资料,运用加机频率法[1]对2代棉铃虫发生期预报进行了研究。1材料与方法1．1确定预报对象1992年以来,棉铃虫在华北各大棉区大面积暴发,产卵盛期明显拉长,世代重叠严重。过去选2代棉铃虫卵峰日为预报对象,在2代棉铃虫大发生的年份用于指导防治,时间上偏晚,因此针对近几年棉铃虫发生的新特点,选择2代棉铃虫卵始盛期（百株卵量…     

棉铃虫持续取食对棉花三种防御酶活性的作用

昆虫取食作为一种关键的生物胁迫因子对棉花防御机制产生了重要影响。植物对昆虫取食产生的防御响应,在昆虫与植物的生态关系中具有重要作用。为了明确棉铃虫Helicoverpa armigera取食与棉花防御性之间的动态互作关系,本文研究了棉铃虫持续取食下及停止取食后,棉花中3种防御相关酶活性变化的时间效应。在明确了棉花受损程度与棉铃虫取食时间关系的基础上,分别考察了棉铃虫持续取食2、6、12、18和24h,对棉花中苯丙氨酸解氨酶(PAL)、脂氧合酶(LOX)和多酚氧化酶(PPO)活性的影响。针对棉铃虫持续取食棉叶12h后停止取食,研究了去除虫害胁迫后0、6、12、24和36h,棉花体内PAL、LOX、PPO活性的变化。结果表明:在棉铃虫持续取食棉叶24h内,棉花中3种防御酶的活性响应有所不同,其中,棉铃虫持续取食2和6h对棉花体内PAL活性没有产生显著影响,而持续取食12h显著诱导了PAL活性,持续取食24和36h,均极显著诱导了PAL活性;棉铃虫持续取食2、6、12、和18h均显著诱导了棉花体内LOX活性,持续取食24h极显著诱导了LOX活性;棉铃虫持续取食6h极显著诱导了棉花体内PPO活性,持续取食24h显著诱导了PPO活性。棉铃虫取食12h后停止取食,在去除虫害除胁迫后0、6、12、24和36h,棉花体内PAL活性均显著升高;而LOX活性则呈现出先升高后恢复正常的现象;PPO活性开始无变化,但在胁迫去除后12和24h显著增高,到36h恢复正常。可见,棉花体内PAL、LOX和PPO活性对棉铃虫取食产生的防御响应,与其受虫害持续取食胁迫时间的增长呈正相关,随着取食时间和受危害的程度加大而升高。并且,在虫害胁迫去除后的一定时间内,棉花体内PAL、LOX和PPO活性依然会保持较高的活性状态,而同等程度机械损伤后的棉叶内PAL、LOX、PPO活性均没有发生显著性变化。说明棉花对于棉铃虫取食胁迫的防御与棉花生理生化性质的改变有关,且具有持续性。     

氮肥对棉田主要害虫种群密度及棉花产量的影响

通过2年的田间研究,分析了3种不同施氮水平对棉花主要害虫棉玲虫、棉蚜种群动态、棉花蕾铃脱落及棉花产量的影响。结果表明,增施氮肥的棉田棉铃虫和棉蚜数量比对照田要高,但它们之间的差异没有达到显著的水平。不同年份对棉铃虫种群密度有显著影响,但对棉蚜种群没有显著影响。蕾花期施肥可减轻棉铃虫为害造成的花蕾脱落和自然脱落,增加有效铃数和产量,但增加量没有达到显著水平。     

转Bt基因棉花国抗62对棉铃虫生长发育的影响及田间抗虫效果

为了明确新疆第一个自主转Bt基因棉花品种国抗62对棉铃虫Helicoverpa armigera生长发育影响及田间抗虫效果,2005年进行了室内生物测定和田间小区试验。在室内以国抗62（转Cry1Ac基因棉花）和中棉35（对照常规棉花）的叶片饲喂棉铃虫幼虫,从幼虫发育历期、体重、存活率、化蛹等方面,分析了棉铃虫生长发育动态。结果表明,国抗62对棉铃虫生长发育的抑制作用非常显著。与对照相比,取食国抗62的棉铃虫幼虫1～6龄龄期分别延长了1.0,7.8,8.2,17.8,20.3和＞21.3天;幼虫发育到6龄时存活率仅为2.6%,最终无一化蛹,而对照幼虫发育到6龄时存活率为91.8%,最终化蛹率为89.8%。田间小区调查结果显示国抗62对第2代棉铃虫有非常好的抗虫效果：两个品种棉田棉铃虫落卵量无显著差异,但国抗62棉田比对照棉田虫口数量降低85.7%,顶尖被害率降低94.4%,蕾铃被害率降低95.1%,差异达到显著和极显著水平。但国抗62对第3代棉铃虫的田间抗虫效果欠佳。棉铃虫在新疆棉田以第2代为害为主,因此,国抗62能够起到有效的控制作用。     

转Cry1Ac+Cry2Ab棉对棉铃虫的控制作用及对天敌捕食烟粉虱功能反应的影响

文章以转Cry1Ac基因棉(中棉所41)和常规棉(中棉所49)为对照,研究了转Cry1Ac+Cry2Ab基因棉(639020)在棉花生长的关键时期——蕾期(二代棉铃虫发生期)、花期(三代棉铃虫发生期)和花铃期(四代棉铃虫发生期)对棉铃虫的控制作用,同时研究了639020棉田主要捕食性天敌(中华草蛉幼虫、龟纹瓢虫、小花蝽和草间小黑蛛)对烟粉虱的捕食功能,明确了639020棉花在生长的关键时期对棉铃虫的控制效果及对棉田主要捕食性天敌捕食功能反应的影响。结果表明,639020棉花对二代和三代棉铃虫具有良好的控制作用,抗虫性分别比中棉所41提高了52.85%和16.22%,其中前者差异达显著水平,后者差异不显著。在棉花蕾期、花期和花铃期,639020棉田棉铃虫落卵量都比中棉所41棉田和中棉所49棉田低(除二代棉铃虫发生期);棉铃虫幼虫数量都极显著低于常规棉,且都低于防治指标,但与中棉所41棉田无显著差异。639020棉田中华草蛉、龟纹瓢虫、小花蝽和草间小黑蛛对烟粉虱的捕食功能与中棉所41棉田和常规棉田相比无显著变化。研究结果以期为新型转基因棉花环境安全性研究及其外源基因的抗虫遗传效应和生产应用前景进行安全性评价。     

棉铃虫与棉花生长发育耦合系统的建立

以棉铃虫取食模型、种群动态模型及棉花生长发育模型为基础,通过对棉田生态系统中一些关键环节的分析,进一步发展出田间棉铃虫的管理系统。这个系统较好地反映出了国内外到目前为止在棉铃虫管理方面的最新研究成果。强调了在棉花生长发育过程中超补偿机制的实现,以及人工去早蕾与2代棉铃虫取食对棉花生长和产量形成的影响。本系统可以反映第2、3代棉铃虫不同卵量水平下,及不同人工去早蕾水平下棉花生长发育的动态过程。通过不同卵量水平时各去蕾量对产量的影响,以及不同用药时间的最终产量效果的比较,可以找出最佳的去蕾量以及合理的用药时间。     

中国优质抗虫棉和生态安全研究取得重要进展

我国既是产棉大国 ,也是原棉消费大国。棉花和纺织品是出口创汇的支柱产业之一 ,年出口创汇总额占全国出口创汇总额的 1/ 4左右 ,且呈逐年上升之势。因此 ,棉花生产的兴衰对我国经济的发展具有举足轻重的影响。 90年代以来 ,我国北方棉区棉铃虫连年暴发危害 ,仅 1992年 ,北方棉区皮棉减产 16 0万担 ,直接经济损失达 5 0亿元 ,严重影响了植棉业与纺织业的发展。此外 ,大量有毒农药的使用 ,不仅污染了农田生态环境 ,损害了棉农的身体健康 ,也使棉铃虫对农药产生了抗性 ,反而加剧了棉铃虫的危害。为了发展棉花生产 ,控制棉铃虫的危害 ,国家“86…