转Bt基因抗虫玉米的研究

对转Bt基因抗虫玉米的研究概况、转化方法、转化体的鉴定方法、遗传评价以及其存在的问题进行了综述.     

转Bt基因玉米的生态安全性研究进展

随着转基因作物的应用和推广 ,转 Bt基因作物释放后对生态环境及其它方面产生的潜在影响越来越受到重视。分别从生物活性杀虫晶体蛋白在土壤中的残留特性、杀虫晶体蛋白对土壤中非目标生物的影响、转 Bt基因玉米植株体成分的变化、转Bt基因玉米花粉中杀虫晶体蛋白的表达特性及其在田间和马力筋叶片上的散积状况、花粉中表达的杀虫晶体蛋白对君主斑蝶的毒性、君主斑蝶幼虫暴露在 Bt花粉中的概率及综合风险评价估算等方面对转 Bt基因玉米产生的杀虫晶体蛋白与土壤生态环境的相互作用、花粉对非目标生物影响的研究现状进行了综述。通过对转 Bt基因作物生态安全性的科学评价和广泛宣传 ,以确保生物技术的健康发展。     

转基因抗虫棉Bt基因不同剂量的聚合与抗虫性表现

通过有性杂交手段培育出聚有不同数目Bt基因的植株,在不同生育期进行抗虫性测定和Bt毒蛋白表达的ELISA检测,旨在揭示聚合不同数目Bt基因的植株抗虫性的互作表达机理。聚合有1－4个Bt基因的植株在整个生育期的抗虫性、毒蛋白表达特性和单价抗虫棉时空表达一致,生育前期抗虫性好、毒蛋白表达量高;生育中、后期抗虫性有所下降,毒蛋白表达量降低。聚合有4个Bt基因的纯合材料并未因Bt基因的增加而起到抗性增强的效果,相反还因同源抑制而有所降低。不同来源的Bt基因处于杂合状态时其抗虫性和Bt毒蛋白量均得到充分表达。     

转Bt基因棉对棉大卷叶螟种群动态的影响

2年的研究发现,棉大卷叶螟SyleptaderogataFabricius的种群数量在不同棉花品种田均呈现上升趋势,但转基因抗虫棉“国抗2 2”的为害程度及百株虫量均小于亲本对照棉“泗棉3号”,其差异达显著或极显著水平;该虫的室内饲养结果表明,2个棉花品种均有利于棉大卷叶螟的增殖,但“国抗2 2”对棉大卷叶螟的抗性明显优于“泗棉3号”,且对棉大卷叶螟成虫存在一定的产卵排斥效应。     

转Bt基因植物中外源基因时空动态表达的研究现状

在转Bt基因植株中 ,外源基因的时空动态表达对于害虫的防治和转基因安全评价管理具有重要意义。利用生物测定法和酶联免疫吸附测定法 (ELISA) ,对植物不同组织在同一发育阶段、同一组织在不同的发育阶段以及不同转基因植株的外源基因的时空动态表达进行研究。本文综述了转基因植物中外源基因时空动态表达的研究进展和现状。     

杨树NL-80106转Bt基因植株的获得及抗虫性

通过根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导将苏云金杆菌(Bacillus thuringiensis)毒蛋白基因Bt转入杨树NL-80106(美洲黑杨×小叶杨,Populus deltoides×Populus simonii),获得了再生植株.PCR及PCR-Southernblotting的分析结果表明,Bt基因已整合到基因组中.部分转基因植株的杀虫实验表明,转基因植株B45和B64对一龄舞毒蛾(Lymantria dispar Linn.)幼虫有明显抗性,饲喂转基因杨树叶片的幼虫死亡率显著高于未转基因的对照植株.     

大帛斑蝶成虫行为学特征

在网室内跟踪观察了大帛斑蝶Idea leuconoe成虫的活动规律。结果表明:适于大帛斑蝶羽化的温度为≥23℃,羽化主要集中在8:00—9:00,羽化当天蝴蝶极少飞行。羽化第2天开始飞行和觅食,飞行活动最早于7:30便开始有活动,最晚于18:40停止活动,阴天则会推迟开始活动时间,提前结束活动时间。雌蝶日飞行有一个高峰期,在10:00—12:00时段内最活跃,雄蝶则在10:00—12:00和14:00—16:00有2个活跃高峰期。羽化后至产卵前的8d中,大帛斑蝶雌蝶总的飞行次数、时间分别为146次和186.23 min,平均每天飞行次数为18次,飞行时间为23.28 min,单次平均飞行时间为1.28 min;雄蝶总的飞行次数、时间分别为131次和114.43 min,平均每天飞行次数16次,飞行时间为14.30 min,单次平均飞行时间为0.87 min。飞行次数和飞行时间在雌雄虫间均无显著性差异(P0.05);而雌、雄虫每天飞行规律有显著性差异(P0.05);蝴蝶种群的飞行次数与飞行时间呈显著正相关(P0.01),飞行次数和单次飞行时间也呈显著正相关(P0.01)。羽化后至产卵前大帛斑蝶雌蝶访花53次,占飞行次数的36.30%;访花时间258.87 min,超过飞行时间139.01%;平均每天访花7次,占飞行次数的38.89%;访花时间32.36 min,单次访花时间4.88 min。雄蝶访花40次,占飞行次数的30.53%;访花时间344.41 min,超过飞行时间300.98%;平均每天访花5次,占飞行次数的31.25%;访花时间43.05 min,单次访花时间8.61 min。访花次数和访花时间在雌雄虫间无显著性差异(P0.05),雌、雄虫的每天访花规律有显著差异(P0.05)。蝴蝶种群的访花次数与访花时间呈显著正相关(P0.01)。交配出现在羽化后的第6天,主要发生在12:00—16:00时段内,大部分蝴蝶交配持续时间很长,雌雄蝶均可多次交配。雌蝶最早于交配完第2天产卵,卵散产于叶背,产卵可持续2—3个月。     

棉铃虫对Bt生物农药早期抗性及与转Bt基因棉抗虫性的关系

用饲料感染法建立了棉铃虫Helicoverpa rmigera(Hubmer)敏感品系(SUS1)对Bt生物农药的敏感毒力基线和区分剂量,1995年测定了五省六县棉铃虫初孵幼虫对Bt生物农药的敏感性,结果表明：山东阳谷、河北邯郸、河南新乡、安徽萧县及江苏丰县棉铃虫已产生早期抗性,抗性个体百分率为5%～10%,与敏感品系相比,LC₅₀值稍有增加,但斜率b值明显变小;而江苏东台棉铃虫仍属敏感。这是国内外首次诊测到棉铃虫对Bt生物农药抗性。用棉叶喂饲法测定比较了转Bt基因棉花品系对不同种群棉铃虫的抗虫性效果,结果表明：用早期抗性的阳谷和新乡棉铃虫初孵幼虫接虫5d后平均死亡率较敏感品系下降16%～29%,说明棉铃虫对Bt农药与转Bt生物基因棉花品系间存在交互抗性。还讨论了Bt农药的抗性治理对策。     

棉铃虫对Bt生物农药早期抗性及与转Bt基因棉抗虫性的关系

用饲料感染法建立了棉铃虫Helicoverpa rmigera(Hubmer)敏感品系(SUS1)对Bt生物农药的敏感毒力基线和区分剂量,1995年测定了五省六县棉铃虫初孵幼虫对Bt生物农药的敏感性,结果表明：山东阳谷、河北邯郸、河南新乡、安徽萧县及江苏丰县棉铃虫已产生早期抗性,抗性个体百分率为5%～10%,与敏感品系相比,LC₅₀值稍有增加,但斜率b值明显变小;而江苏东台棉铃虫仍属敏感。这是国内外首次诊测到棉铃虫对Bt生物农药抗性。用棉叶喂饲法测定比较了转Bt基因棉花品系对不同种群棉铃虫的抗虫性效果,结果表明：用早期抗性的阳谷和新乡棉铃虫初孵幼虫接虫5d后平均死亡率较敏感品系下降16%～29%,说明棉铃虫对Bt农药与转Bt生物基因棉花品系间存在交互抗性。还讨论了Bt农药的抗性治理对策。     

鉴定转Bt甘蔗抗条螟的方法

通过采集蔗田条螟Proceras venosatus Walker的蛹,在室内可控条件下进行羽化、交配、产卵、孵化的方式获得虫源,并将初孵幼虫接于检疫温室桶栽的13个转Bt基因甘蔗品系的心叶上,7 d后调查幼虫的生长死亡情况以及甘蔗受害程度.结果表明,综合幼虫的生长死亡情况和甘蔗受害程度二项指标,能更准确评价甘蔗的抗虫...     

大田环境下转Bt基因玉米对土壤酶活性的影响

在大田自然条件下,比较研究了转Bt基因玉米和非转基因亲本玉米在种植和秸秆分解时对土壤酶活性影响的差异。结果表明,与亲本非转基因玉米相比,在各生育期内种植转Bt玉米对土壤蛋白酶和土壤脲酶活性均没有显著影响;在喇叭口期和抽雄期,土壤蔗糖酶和土壤酸性磷酸酶活性显著提高。在秸秆还田后,两种玉米秸秆对土壤酸性磷酸酶活性的影响没有显著差异,但使用转Bt玉米秸秆的土壤蔗糖酶、土壤脲酶和土壤蛋白酶的活性则有显著提高。与亲本玉米相比,在所有观测期内,种植Bt玉米及秸秆还田对土壤酶活性的影响,在影响的幅度及趋势上随玉米生育期和土壤酶种类的不同而产生差异,但没有观测到显著不利影响;商业化Bt玉米的环境释放仍有待长期定位观测和评价。     

Bt玉米秸秆Bt蛋白的土壤降解及其拟合模型的比较

研究4种Bt玉米(34B24、NK58-D1、R×601RR/YG和农大61)秸秆分解释放Bt蛋白的土壤降解动态,分别应用一级动力学反应方程、双指数模型和移动对数模型进行了拟合。结果表明,4种Bt玉米Bt蛋白的土壤降解均呈现前期负指数大量快速降解和中后期极少量稳定两个阶段,双指数模型与移动对数模型的拟合结果比一级动力学反应方程更符合实际。判断模型拟合精度时不能只用拟合结果的统计指标值来确定,图示对比实测值与模拟值的差异是避免应用统计学拟合精度指标很高但并不符合实际的模型错误估算DT50的有效办法。在研究转基因作物秸秆中Bt蛋白土壤降解规律时,应该根据其土壤降解前期较快的特点,增加前期取样的次数,以便更好地对模拟模型求得的安全性评价关键参数DT50的准确性进行科学判断。     

转单、双Bt基因741杨外源基因表达和抗虫性比较

【目的】研究联合使用两种或两种以上的抗虫基因的抗虫效果, 同时鉴定并筛选出转双Bt基因741杨对鳞翅目和鞘翅目害虫有较强抗性的株系。【方法】选取转三基因（Cry3Aa+Cry1Ac+API）741杨8个株系、 转双基因（Cry1Ac+API）741杨1个株系和转单基因（Cry3Aa）741杨3个株系为试材, 从外源基因PCR检测、 毒蛋白表达和抗虫性三方面对转基因株系进行对比分析。【结果】经PCR扩增后各转基因株系出现了预期的电泳条带。ELISA蛋白检测显示转基因株系中都有与所含基因相应的Bt杀虫蛋白表达。用转基因株系新鲜叶片进行柳蓝叶甲Plagiodera versicolora和美国白蛾Hyphantria cunea室内饲虫实验表明： 转入不同抗虫基因的杨树对昆虫的抗性具有选择性, 对非靶标昆虫没有毒杀作用。转双Bt基因741杨具有双抗性, 不同转基因株系表现出高中低的抗性水平： 在对柳蓝叶甲的抗性上, 筛选出的其中5个高抗株系（pCCA1, pCCA2, pCCA5, pCCA6和pCCA9）的抗性水平明显比含Cry3Aa单Bt基因的3个高抗株系（pCC11, pCC53和pCC84）高; 在对美国白蛾的抗性上, 有7个株系（pCCA2~pCCA7和pCCA9）的抗性水平与含Cry1Ac单Bt基因株系（pB29）表现一致, 只有1个株系（pCCA1）对美国白蛾表现出了极低的抗性。【结论】多个抗虫基因在741杨上的联合使用, 不仅扩大了抗虫谱, 其中的高抗株系还具有了更高的抗虫能力, 有效地发挥了基因的叠加效应。     

Bt棉叶对棉铃虫抗虫性的时空变化及气象因素的影响

用叶片喂饲法,测定了转Bt基因棉不同叶位、不同生长时期的叶片对棉铃虫初孵幼虫抗虫性的时空变化,同时测定了大田和室内不同气象条件下生长的侧枝和苗期叶片对棉铃虫抗虫性的影响。结果表明：转Bt基因棉R₁₉-137株系主茎第2～10叶的抗虫性最高,初孵幼虫处理5天后的平均死亡率为97.0%～100%,为害级别在1.0～1.1级;第11～16叶的抗虫性明显下降,平均死亡率为35.6%～67.6%,存活幼虫以2龄为主。7月下旬、8月下旬测定了不同部位侧枝叶片的抗虫性,平均死亡率分别为30.9%～44.9%和10.0%～30.0%,抗虫效果进一步下降。试验结果还表明,在室内外不同气候条件下生长的Bt棉叶片的抗虫性有显著差异。讨论了Bt棉抗虫性时空变化的可能原因与Bt棉推广中气候条件的重要性。     

Bt玉米秸秆还田对小麦幼苗生长发育的影响

以已进入中间试验阶段的Bt玉米及其亲本(非Bt玉米)秸秆为材料,与营养土及蛭石混合后培养小麦幼苗,同时以未使用秸秆的相应土为空白对照,在室内条件下研究了Bt玉米与亲本秸秆还田对后茬小麦的影响。结果表明:(1)不同秸秆还田对小麦幼苗出苗率、株高没有显著影响;(2)非转基因玉米与转Bt玉米秸秆拌土后地上部鲜重仅为对照鲜重的51%和65%,干重仅为对照的62%和72%,均达到差异显著水平;(3)Bt玉米秸秆还田降低小麦幼苗生长素(IAA)含量,郑58秸秆拌土增加了幼苗脱落酸(ABA)含量;(4)两种处理均提高了幼苗的超氧化物歧化酶(SOD)总活性。因此,秸秆拌土对小麦幼苗的处理效应一致,与秸秆类型无关,该研究可为评价转Bt玉米环境安全提供一定的理论依据。     

《Nature》有关转基因玉米生态安全争论性报道的回顾

对近年来《Nature》刊登的、并在全球范围内引起转基因玉米生态安全争论的两个事件进行了回顾 ,一是 1999年由Losey等引发的大斑蝶事件 ,另一是 2 0 0 1年由Quist等引发的转基因渗入墨西哥当地玉米品种事件。同时对其它学者分别就这两个事件进行的更为细致、严密的研究进行了全面的回顾 ,总结发现 :Losey等实验设计没有合理的对照和具体的供试花粉剂量及毒素浓度 ,而Quist等则因为反向PCR引物设计的不当把从墨西哥当地玉米品种K1、A3中扩增出的产物误认为与转基因玉米品种中的adh1基因同源。可见两个事件在实验设计上均存在一定的缺陷。     

北疆棉区Bt棉及土壤中Bt毒蛋白含量测定

目的:转Bt基因抗虫棉植株中Bt毒蛋白含量测定.方法:采用ELISA法对转Bt基因植株中毒蛋白含量进行了定量检测.结果:在所检测的样品中,叶片中Bt毒蛋白含量最高,其次是蕾、铃、花瓣、花苞叶、蕾苞叶、花柱,而在根中的含量较低,土样中没有检测到Bt毒蛋白;不同生育期的顶叶中Bt毒蛋白含量差异显著,其在苗期叶片中最高,蕾期次之,花期、花铃期开始降低,而铃期和吐絮期又有一定的增加.结论:Bt基因在植株体内的表达随着器官的不同,生育时期的不同而表现出时空动态变化.     

转Bt基因棉田与常规棉田节肢动物群落多样性的比较研究

研究了在棉花生长的早期、中期和后期转Bt(bacillus thuringiensis)基因棉和常规棉两种棉田的节肢动物群落、害虫亚群落和天敌亚群落多样性。结果表明,GK-12未防治区的节肢动物群落多样性指数和害虫亚群落的多样性指数在棉花生长前期和后期要高于泗棉3号未防治区;GK未防治区的天敌亚群落多样性指数在棉花生长后期高于泗棉3号未防治区,在棉花生长的早期和中期,两者的大小没有表现出显著性差异。对影响棉田生态系统3种多样性指数的因子的方差分析表明,棉花品种和化学防治措施的共同作用是影响棉田生态系统节肢动物群落和天敌亚群落多样性指数的主要因子。     

转Bt基因作物Bt毒素在土壤中的环境去向及其生态效应

综述了转Bt基因作物的Bt毒素在土壤中的环境去向及其生态效应的研究进展。重点阐述了：①Bt毒素与土壤表面活性颗粒结合及其与土壤理化性质的关系;②Bt毒素微生物利用与降解;③Bt毒素的杀虫活性;④后茬作物和土壤动物对Bt毒素的吸收与利用;⑤Bt毒素的垂直运移;⑥Bt毒素对土壤生物和生态过程的影响。转Bt基因作物的Bt毒素对土壤生态系统的影响急需在生态系统水平进行深入细致的长期定位研究。     

昆虫对Bt作物抗性监测技术

Bt棉花等转抗虫基因作物已在许多国家商业化种植 ,靶标昆虫的潜在抗性是广泛关注的重要问题。为了准确地监测昆虫的抗性动态 ,近年来在传统的基于标准生物测定确定抗性指数的基础上先后发展了诊断剂量、单对杂交、F2 代检测和分子生物学检测抗性等位基因等抗性监测方法。该文综述了相关的研究进展。