亞洲玉米螟對表達Cry1Ab殺蟲蛋白抗蟲玉米的抗性遺傳及其生物學適應性.pdf

1、亞洲玉米螟Ostriniafurnacalis(Guenée)是我國轉Btcry1Ab基因抗蟲玉米的主要靶標害蟲，大面積種植轉單一基因的Bt玉米有可能會引發(fā)亞洲玉米螟對Bt殺蟲蛋白的抗性。只有實施合理的抗性治理對策，才能使這一現(xiàn)代化技術成果得以持久的利用。深入研究抗性種群的遺傳學和生物學規(guī)律是制定抗性治理計劃、實施合理的抗性治理措施的基礎。本文以人工汰選的Cry1Ab抗性亞洲玉米螟為材料，研究了亞洲玉米螟對Bt玉米抗性的遺傳規(guī)律和生物學

2、適應性，主要結論如下： 通過Bt玉米心葉離體生測和田間穗期接蟲鑒定，明確了室內汰選的Cry1Ab抗性種群(RR)能在Bt玉米心葉和雌穗上完成世代發(fā)育。對RR和敏感(SS)及其雜交F1代(RS、SR、)、回交后代BC1(♀RS×♂RR)、BC2(♀RR×♂RS)、BC3(♀SR×♂RR)和BC4(♀RR×♂SR)共8個種群室內Bt玉米心葉離體生測，14d的有效顯性水平DNK·RS=0.47，DML·SR=0.50，說明抗性亞洲玉米

3、螟種群對Cry1Ab的抗性遺傳接近不完全顯性遺傳。田間穗期接SS、RR、F1正反交和回交后代BC1、BC2的黑頭期卵塊于抽絲散粉期的MON810及其非轉基因對照玉米雌穗，各種群在MON810雌穗上18d的平均存活率分別為0.0％、38.3％、21.0％、28.6％、37.9％和29.5％；RS種群在田間Bt玉米雌穗的有效顯性水平DML值為0.55，SR種群的DML值為0.75，這說明亞洲玉米螟在田間Bt玉米雌穗上對Cry1Ab的抗性遺傳

4、為不完全顯性遺傳。RR、F1RS和BCR×RS種群雄性個體在人工汰選飼料上存活率顯著高于雌性、且SR的有效顯性水平(0.75)＞RS(0.55)，說明抗性種群雄性個體的抗性水平高于雌性個體。亞洲玉米螟Cry1Ab抗性種群對Cry1Ah存在著很強的交互抗性，抗性倍數(shù)在170倍以上；而對Cry1Ie沒有交互抗性。 分別克隆了RR和SS種群的氨肽酶基因的共3段cDNA序列，所測定的序列1(SS)、序列2(RR)和序列3(RR)都具有鋅

5、結合模體HEXXH和所有鋅依賴氨肽酶共有的序列GAMAN保守結構，GAMAN結構表明三個序列都是谷氨酸鋅化(gluzincin)氨肽酶。序列1長587bp，序列2和序列3分別長587bp和566bp。測序結果親緣樹比較認為序列1和序列2屬于氨肽酶3(APN3)，序列3屬于氨肽酶1(APN1)，序列3的鋅結合位點HEXXH保守結構與同為螟蛾科的二化螟一樣都為ivsHEiaHmw；序列1的鋅結合位點與印度谷螟和甜菜夜蛾的APN3一樣都為il

6、sHEiaHmw。但是序列2的鋅結合位點(iisHEivHmw)有兩處突變，即由亮氨酸突變?yōu)楫惲涟彼?，由丙氨酸突變?yōu)槔i氨酸。 生物學研究結果表明，Cry1Ab抗性種群(汰選壓為200ng/g恒定篩選種群)能夠在含有200ng/g的人工飼料上的存活，其平均存活率、蛹重和雌雄性比都顯著低于敏感種群，抗性種群的發(fā)育歷期顯著長于敏感對照4天；抗性和敏感種群成蟲的平均壽命和競爭結尾能力沒有顯著差異；抗性雌蛾的種群間和種群繁殖力沒有顯著差異