長江中游棉區(qū)轉(zhuǎn)Cry1A基因棉花殺蟲蛋白表達(dá)及對(duì)靶標(biāo)和非靶標(biāo)害蟲的影響.pdf

1、自20世紀(jì)90年代后期以來,轉(zhuǎn)Bt基因棉成為了世界范圍內(nèi)用來控制棉花害蟲的重要工具.中國的華北棉區(qū)及長江流域棉區(qū)也先后對(duì)Bt棉逐步放開.為了摸清Bt棉在長江中游棉區(qū)的抗蟲表現(xiàn),更好地發(fā)揮Bt棉在長江中游棉區(qū)棉花害蟲綜合治理中的作用,該文以中國農(nóng)科院生物技術(shù)中心提供的轉(zhuǎn)Bt基因棉GK19(含Cry1A基因)和美國孟山都公司提供的轉(zhuǎn)Bt基因棉BG1560(含Cry1Ac)為材料,研究了它們?cè)陂L江中游棉區(qū)毒蛋白的季節(jié)性表達(dá)規(guī)律,對(duì)棉鈴蟲(He

2、licoverpa armigera)、紅鈴蟲(Pectinophora gossypiella Saunders)、斜紋夜蛾(Spodoptera lituraFabricius)的抗性,以及對(duì)主要的非靶標(biāo)害蟲棉蚜(Aphis gossypii Glove)的生長發(fā)育及種群動(dòng)態(tài)的影響.結(jié)果表明,在長江中游棉區(qū),Bt棉毒蛋白的表達(dá)量隨Bt棉組織、生育期及品種的不同而呈顯著變化(P<0.05),但無年度間的差異(P=0.8362).一般而

3、言,殺蟲蛋白的含量在棉花生長發(fā)育的前期較高,到中期時(shí)有所下降,但到晚期時(shí)則又有回升.在大多數(shù)標(biāo)樣日期里,Bt棉葉、蕾、花瓣及花柱內(nèi)毒蛋白的含量要高于子房和鈴.與BG1560相比,GK19對(duì)毒蛋白的表達(dá)在整個(gè)生長季節(jié)內(nèi)的變化更大.用Bt棉各組織對(duì)棉鈴蟲的室內(nèi)飼喂表明,Bt棉對(duì)棉鈴蟲表現(xiàn)出了較好的殺蟲活性,其對(duì)棉鈴蟲的殺蟲活性及體重抑制率隨組織器官及棉花生長季節(jié)的不同而不同,主要表現(xiàn)為繁殖器官大于營養(yǎng)器官,前期活性高于后期活性.對(duì)Bt棉田棉

4、鈴蟲幼蟲的種群動(dòng)態(tài)進(jìn)行調(diào)查表明:與常規(guī)棉相比,Bt棉GK19田內(nèi)棉鈴蟲幼蟲數(shù)量在2001年和2002年里分別下降了92.04﹪和81.85﹪,BG1560田內(nèi)棉鈴蟲的數(shù)量下降了96.84﹪和91.80﹪.但兩Bt棉田棉鈴蟲的落卵量與常規(guī)棉田無顯著差異(P>0.05),棉鈴蟲幼蟲在Bt棉各組織上的分布與常規(guī)棉田也基本相同.對(duì)Bt棉田紅鈴蟲的卵密度及幼蟲密度的調(diào)查顯示,兩Bt棉田與常規(guī)棉田的紅鈴蟲卵密度無顯著差異(P>0.05),但是幼蟲密

5、度則顯著低于常規(guī)棉田.與常規(guī)棉相比,Bt棉GK19對(duì)各代紅鈴蟲的控制效果為73.14-100﹪,BG1560的控制效果為89.42-100﹪,它們均高于化防田54.32-87.83﹪的控制效果.通過室內(nèi)飼喂Bt棉的不同組織和使用Bt殺蟲劑對(duì)斜紋夜蛾進(jìn)行毒力測(cè)定表明,取食不同品種棉葉、花瓣和花心的斜紋夜蛾的死亡率無顯著差異,但取食Bt棉BG1560棉蕾的斜紋夜蛾的死亡率顯著高于其它相應(yīng)的處理.Bt殺蟲劑對(duì)斜紋夜蛾的LC50高達(dá)1170PP

6、m.大田調(diào)查表明,兩Bt棉田斜紋夜蛾幼蟲的種群動(dòng)態(tài)與非Bt棉田的無顯著差異.室內(nèi)生測(cè)和大田試驗(yàn)表明,與常規(guī)棉泗棉3號(hào)相比,Bt棉GK19和BG1560對(duì)棉蚜的存活率、生活歷期及繁殖力均無顯著影響,Bt棉與常規(guī)棉田棉蚜的發(fā)生動(dòng)態(tài)及為害情況也一致.對(duì)Bt棉在長江中游棉區(qū)對(duì)各種主要靶標(biāo)及非靶標(biāo)害蟲影響的系統(tǒng)評(píng)價(jià)表明,在長江中游棉區(qū)種植Bt棉,將有助于控制該地區(qū)的棉鈴蟲和紅鈴蟲的危害,減少棉田農(nóng)藥的使用次數(shù),控制棉蚜的暴發(fā),使棉田生態(tài)系統(tǒng)朝良性