Bt棉蕾鈴大小及形成對殺蟲蛋白表達量影響及其氮代謝生理機制.pdf

1、為明確轉(zhuǎn)Bt基因棉花生殖器官的發(fā)育對其殺蟲蛋白表達量的影響，以Bt棉常規(guī)種泗抗1號和雜交種泗抗3號為材料，2015-2016年于揚州大學(xué)遺傳生理重點實驗室，在盛蕾期和盛鈴期分別設(shè)計不同種植密度（1.5、3、4.5、6、7.5萬株/公頃）和不同施氮量（0、75、150、225和300kgN/公頃）處理試驗，探討蕾鈴發(fā)育對Bt殺蟲蛋白表達量影響及其氮代謝生理機制。結(jié)果如下:
　　1、不同施氮量水平下,盛蕾期單株蕾量、蕾體積及蕾干重均表

2、現(xiàn)為隨施氮量的增加而增加，在蕾量、蕾體積和干重增大的同時，棉蕾中Bt蛋白含量也相應(yīng)增加。如現(xiàn)蕾后30天，常規(guī)種(SK-1)由不施氮至常規(guī)施氮量時，單株蕾量分別由16.1個·株-1增加至32個·株-1、蕾體積分別由1.04cm3增加至2.42cm3、蕾干重分別由0.16g增加至0.24g;棉蕾Bt蛋白含量分別由281.25ng·g-1FW增加至354.19ng·g-1FW;雜交種(SK-3)單株蕾量分別由16.5個·株-1增加至34.9個

3、·株-1、蕾體積分別由1.16cm3增加至2.52cm3、蕾干重分別由0.16g增加至0.26g;棉蕾Bt蛋白含量分別由279.88ng·g-1FW增加至352.88ng·g-1FW。同樣，棉株現(xiàn)蕾強度、蕾體積和干重日增量增加，棉蕾中Bt蛋白濃度日增量也相應(yīng)增大。如在6/26至7/23時，SK-1在施氮水平為常規(guī)施氮量1/4時，現(xiàn)蕾強度為0.48個·d-1·株-1;施氨水平為常規(guī)施氮量3/4時現(xiàn)蕾強度為0.66個·d-1·株-1。相應(yīng)地

4、Bt蛋白濃度日增量分別為8.97ng·g-1FW·d-1和9.78ng·g-1FW·d-1。不同密度水平下，盛蕾期蕾量、蕾體積及干重均表現(xiàn)為在低密度（D1，1.5萬株/公頃）時大，在高密度(D5，7.5萬株/公頃)時小，蕾中Bt蛋白含量也同樣表現(xiàn)為低密度大，高密度小，且2個類型品種表現(xiàn)一致。如現(xiàn)蕾后30日時，SK-1在低密度(D1)和高密度(D5)時，蕾體積分別為2.5cm3和1.12cm3，Bt蛋白含量分別為342.21和278.18

5、ng·g-1FW;SK-3的蕾體積分別為2.5cm3和1.34cm3，Bt蛋白含量分別為349.82和274.36ng·g-1FW。棉株現(xiàn)蕾強度、蕾體積和干重日增量同樣表現(xiàn)為在低密度時大，高密度時小;棉蕾中Bt蛋白濃度日增量也表現(xiàn)相似地變化。如現(xiàn)蕾后20-30天時，SK-3在低密度(D1)和高密度(D5)時，蕾體積日增量分別為0.112cm3·d-1和0.088cm3·d-1，蕾的Bt蛋白濃度日增量分別為7.81ng·g-1FW·d-1

6、和6.93ng·g-1FW·d-1。相關(guān)分析表明，蕾量、體積、干重與Bt蛋白含量都呈顯著以上水平正相關(guān)（如施氮量水平下SK-1蕾量、體積、干重與Bt蛋白含量的相關(guān)系數(shù)分別為0.925，0.968，0.938）;現(xiàn)蕾強度、蕾體積和干重日增量與Bt蛋白濃度日增量同樣呈顯著以上水平正相關(guān)（如密度水平下SK-3現(xiàn)蕾強度、蕾體積和干重日增量與Bt蛋白濃度日增量的相關(guān)系數(shù)分別為0.975，0.953，0.844）。
　　2、不同施氮量水平下，

7、整株鈴量、鈴體積和鈴干重以常規(guī)施氮量時最大，但鈴殼中Bt蛋白含量最低，施氮量分別為常規(guī)施氮量的1/4、1/2、3/4和常規(guī)施氮量時，花后20天SK-1鈴體積分別比對照增加了17.64％、29.95％、39.27％、51.58％，相應(yīng)地鈴殼中Bt蛋白含量分別比對照下降了8.35％、13.23％、22.54％、29.08％;雜交種SK-3鈴體積分別增加了18.6％、28.14％、36.72％、47.69％，鈴殼Bt蛋白分別下降6.24％、1

8、7.87％、23.63％、30.4％;花后10至40天，SK-1成鈴強度分別比對照增加了7.4％、14.8％、22.2％、37％，SK-3增加了4％、12％、24％、44％。相應(yīng)地鈴殼中Bt蛋白濃度日增量SK-1分別比對照下降了6.1％、9.3％、19.6％、30.4％，SK-3比對照下降了7.1％、10.9％、36.8％、37.6％。不同密度水平下，整株鈴量、棉鈴體積和棉鈴干重在低密度下大，高密度下小;相反，鈴殼中Bt蛋白含量在低密度

9、下低，高密度下高。如花后20天，SK-1在D1和D5密度處理下鈴量、體積分別為21個·株-1、18.92cm3和10.67個·株-1、11.98cm3，鈴殼中Bt蛋白含量分別為124.27和163.97ng·g-1FW; SK-3在D1和D5密度處理下鈴量、體積分別為26.33個·株-1、19.47cm3和12個·株-1、12.28cm3，鈴殼中Bt蛋白含量分別為129.51和170.83ng·g-1FW。在低密度下時鈴殼中Bt蛋白濃度

10、日增量也最低，如在花后10-40天，常規(guī)種SK-1鈴殼Bt蛋白濃度日增量在D1和D5密度處理下分別為1.82和2.21ng·g-1FW·d-1，雜交種SK-3分別為1.98和2.13ng·g-1FW·d-1。2個類型品種表現(xiàn)一致。不同施氮量和密度水平下，纖維和棉子中的Bt蛋白含量及其日增量的變化與鈴殼呈相似的特征。相關(guān)分析表明，鈴量、體積、干重與Bt蛋白含量都呈顯著以上水平負(fù)相關(guān)（如施氮量水平下SK-1鈴量、體積、干重與鈴殼Bt蛋白含量

11、的相關(guān)系數(shù)分別為-0.879，-0.895，-0.923），成鈴強度、鈴體積和干重日增量與Bt蛋白濃度日增量也呈顯著以上水平負(fù)相關(guān)（如施氮量水平下SK-1成鈴強度、鈴體積和干重日增量與鈴殼Bt蛋白濃度日增量的相關(guān)系數(shù)分別為-0.861，-0.877，-0.905）。
　　3、盛蕾期棉蕾中Bt蛋白含量及Bt蛋白濃度日增量增加的同時，可溶性蛋白含量、GPT和GOT活性上升，游離氨基酸含量、蛋白酶和肽酶活性下降。盛鈴期鈴殼、棉子及纖維中