華北地區(qū)棉鈴蟲對Bt棉花抗性監(jiān)測及抗性種群的蛋白質(zhì)營養(yǎng)利用研究.pdf

1、從細(xì)菌蘇云金芽孢桿菌(Bacillusthuringiensis)中獲得的殺蟲蛋白成功的導(dǎo)入到棉株內(nèi)獲得的抗蟲棉，可以有效的抑制靶標(biāo)害蟲的發(fā)生和危害，減少了對化學(xué)殺蟲劑的使用和依賴，并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。我國自1997年引進(jìn)轉(zhuǎn)Bt-Cry1Ac抗蟲棉后，成功的控制了棉鈴蟲Helicoverpaarmigera的為害。但是隨著Bt棉花的常年種植，其表達(dá)的Cry1Ac毒素對棉鈴蟲造成了強(qiáng)大的選擇壓力，棉鈴蟲對該毒素的抗性演化將嚴(yán)

2、重威脅Bt棉花的使用壽命。本文將單雌系生測法和DNA分子診斷法相結(jié)合，對我國華北棉區(qū)的棉鈴蟲種群進(jìn)行了系統(tǒng)的監(jiān)測，評估其對轉(zhuǎn)Bt基因棉的抗性發(fā)展水平。同時，本研究以胰蛋白酶基因沉默而導(dǎo)致抗性的品系(LF20.0和LF120.0)為研究對象，以室內(nèi)飼養(yǎng)的敏感品系(96s和LF)為對照，將4齡幼蟲飼喂不同蛋白濃度的飼料，比較各品系營養(yǎng)指標(biāo)和中腸蛋白酶活性的差異，探索蛋白酶改變后對其適應(yīng)性的影響。
　　主要結(jié)論如下:
　　1.在2

3、011-2013年的棉花生長季節(jié)，從山東省夏津縣和河北省安次縣分別收集了1，694和933個棉鈴蟲單雌家系，在正常飼料和1.0μg/mL的Cry1Ac飼料上進(jìn)行生物測定。夏津棉鈴蟲種群的相對平均發(fā)育級別(RADR)分別0.59，0.58和0.62，安次種群的相對平均發(fā)育級別分別為0.60，0.53和0.62。與2002年的監(jiān)測結(jié)果相比，2011-2013年夏津和安次地區(qū)棉鈴蟲種群的RADR分別上升了1.53-1.63和1.77-2.07

4、倍，而抗性基因頻率仍然較低。研究結(jié)果表明:與往年相比我國華北地區(qū)棉鈴蟲種群對Cry1Ac的抗性有一定的升高趨勢，但并未達(dá)到高水平抗性。
　　2.根據(jù)已經(jīng)報(bào)道的與棉鈴蟲抗性相關(guān)的鈣粘蛋白(Cadherin)和氨肽酶N(AminopeptidaseN，APN)突變基因位點(diǎn)，設(shè)計(jì)特異引物，利用PCR診斷技術(shù)對田間收集的棉鈴蟲樣品進(jìn)行分子檢測。2009-2013年共有2，391個樣品進(jìn)行了檢測，但并未檢測到已報(bào)道的相同突變基因。
　

5、　3.將胰蛋白酶改變而導(dǎo)致抗性的棉鈴蟲抗性品系(LF20.0和LF120.0)和敏感品系（96s和LF）飼喂蛋白含量分別為0％、5％、10％、20％和30％的飼料，發(fā)現(xiàn)敏感品系取食蛋白濃度0％-10％的飼料，幼蟲體重和蛹重隨著蛋白含量的增加而增加，當(dāng)飼料中蛋白濃度在10％-30％時，反而隨飼料中蛋白濃度的增加而降低。但是抗性品系并不遵循這一規(guī)律，在任一濃度的飼料上，敏感品系的幼蟲質(zhì)量均顯著高于抗性品系，并且在這5種飼料上抗性品系均不能化

6、蛹。表明抗性品系對蛋白的消化吸收能力顯著低于敏感品系。
　　4.將抗性品系（LF20.0和LF120.0）和敏感品系(96s和LF)用不同蛋白濃度的飼料處理，測定幼蟲取食后總蛋白酶、類胰蛋白酶和類胰凝乳蛋白酶的活性。結(jié)果顯示:LF120.0品系取食蛋白濃度為0％和5％的飼料2d時，總蛋白酶活性顯著高于其它品系，隨著取食時間的延長而降低到與敏感品系無顯著差異。當(dāng)取食蛋白濃度為10％和20％的飼料6d后，敏感品系的類胰蛋白酶和類胰凝乳

7、蛋白酶的活性均顯著高于抗性品系。盡管高抗品系LF120.0的類胰蛋白酶活性在取食蛋白濃度為10％的飼料2d后表現(xiàn)最大值，顯著高于其它品系，但隨著取食時間的延長顯著降低，直至低于敏感品系。結(jié)果表明，抗性品系在改變蛋白酶產(chǎn)生抗性的同時，中腸相關(guān)消化酶活性顯著降低影響了對蛋白質(zhì)的水解作用。
　　棉鈴蟲抗性監(jiān)測的數(shù)據(jù)與以前的研究結(jié)果相比，田間種群對Cry1Ac的抗性水平有一定的升高趨勢，但未達(dá)到高水平的抗性。盡管PCR診斷未檢測到已經(jīng)報(bào)道