棉鈴蟲與甜菜夜蛾幼蟲和成蟲對Cry1Ac與Cry1Ca的敏感性及其機制.pdf

1、棉鈴蟲是棉花蕾鈴期的害蟲，寄主植物有20多科200余種，廣泛分布在中國及世界各地，黃河流域棉區(qū)、長江流域棉區(qū)受害較重。甜菜夜蛾是一種世界性分布、間歇性大發(fā)生的以危害蔬菜為主的雜食性害蟲。由于近年來中國的Bt棉商業(yè)化廣泛種植，甜菜夜蛾憑借廣泛的分布已經(jīng)成為棉花上的主要害蟲。
　　蘇云金芽孢桿菌(Bacillus thuringiensis)及其毒素蛋白轉(zhuǎn)入植物或制成生物農(nóng)藥，在各地廣泛應用于棉花害蟲的防治。然而，在研究和應用過程中，

2、一些尚未解決和新出現(xiàn)的問題逐漸積累，影響其進一步推廣。本文擬比較研究兩種毒素Cry1AC和Cry1Ca對甜菜夜蛾和棉鈴蟲幼蟲和成蟲的毒力，以及產(chǎn)生毒力差異的毒理學機理。
　　1.棉鈴蟲和甜菜夜蛾成蟲對Cry1Ac和Cry1Ca的毒理學研究
　　將活化的Cry1Ac和Cry1Ca毒素溶解在10％蔗糖水溶液中，配制成濃度分別為500、100和20μg/ml的毒素溶液。飼喂500μg/ml的Cry1Ac和Cry1Ca溶液后，棉鈴蟲

3、雌蟲的壽命分別縮短了48.1％和48.9％，甜菜夜蛾雌蟲的壽命分別縮短了43.5％和38.5％;棉鈴蟲雄蟲的壽命分別縮短了37.8％和40.3％，甜菜夜蛾雄蟲的壽命分別縮短了50.5％和47.4％。濃度為500μg/ml的Cry1Ac和Cry1Ca大幅降低了棉鈴蟲雌蟲精包接受率50.0％和46.8％，以及甜菜夜蛾雌蟲精包接受率的58.7％和57.3％;顯著降低棉鈴蟲雄蟲的精包形成率的40.0％和50.3％，以及甜菜夜蛾雄蟲的精包形成率的

4、61.3％和60.0％。在500μg/ml的Cry1Ac和Cry1Ca影響下，棉鈴蟲雌蟲的產(chǎn)卵量顯著降低57.5％和57.5％，甜菜夜蛾雌蟲的卵塊數(shù)量降低35.4％和45.8％。飼喂Cry1Ac和Cry1Ca都不影響卵孵化率。在濃度為100和20μg/ml時，Cry1Ac和Cry1Ca對昆蟲壽命和交配基本不影響。
　　2.3種Cry毒素與7種蛋白酶抑制劑對甜菜夜蛾的協(xié)同增效作用
　　甜菜夜蛾幼蟲中腸液可以有效降低Cry1Ac

5、、Cry1Ab和Cry1Ca的活性。測定了3種Cry毒素和7種蛋白酶抑制劑（苯甲基磺酰氟PMSF、大豆胰蛋白酶抑制SBTI、乙二胺四乙酸EDTA、對甲苯磺酰-L-苯丙氨酸氯甲基酮TPCK、對甲苯磺酰-L-賴氨酸氯甲基酮TLCK、單寧酸Tanic acid，彈性蛋白酶抑制劑）混合使用對幼蟲生長的影響。單獨用抑制劑或毒素(Cry1Ac，31.30ng/cm2;Cry1Ab，3.2ng/cm2;Cry1Ca，0.6ng/cm2)連續(xù)六天飼喂二

6、齡初幼蟲只能輕微的影響幼蟲生長。飼喂含有一種抑制劑和一種毒素的混合溶液，除EDTA外，均能夠協(xié)同作用降低幼蟲的體重。而且抑制劑濃度越高抑制效果越明顯。表明甜菜夜蛾幼蟲中腸內(nèi)的胰蛋白酶，胰凝乳蛋白酶和類彈性蛋白酶與3種活化Cry毒素的水解相關(guān)。
　　3.甜菜夜蛾絲氨酸蛋白酶基因的分子克隆及序列分析
　　利用甜菜夜蛾轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫和RT-PCR技術(shù)得到甜菜夜蛾中腸絲氨酸蛋白酶的6個基因全長序列，經(jīng)過序列比對和系統(tǒng)進化樹分析表明，這

7、6個基因與家蠶絲氨酸蛋白酶家族的基因有很高的相似性，證明這6個基因序列是甜菜夜蛾中腸的絲氨酸蛋白酶基因序列。
　　4.棉鈴蟲和甜菜夜蛾鈣粘蛋白時間表達及絲氨酸蛋白酶活性測定
　　測定了鈣粘蛋白基因在棉鈴蟲與甜菜夜蛾各個蟲態(tài)的表達，發(fā)現(xiàn)鈣粘蛋白基因在甜菜夜蛾幼蟲5齡期表達量最高，蛹期和成蟲期基本不表達。鈣粘蛋白基因在棉鈴蟲6齡幼蟲期表達量最高，蛹期和成蟲期基本不表達。推測Bt對棉鈴蟲和甜菜夜蛾的成蟲和幼蟲的毒力差異可能是由于B