棉鈴蟲Cry1Ac和Cry2Ab非隱性抗性的適合度代價(jià).pdf

1、棉鈴蟲（Helicoverpaarmigera）是農(nóng)業(yè)害蟲中抗藥性發(fā)生較為嚴(yán)重的害蟲之一。近年來，棉鈴蟲在轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲棉的廣泛種植下得到了較好的控制。但在轉(zhuǎn)Bt基因棉的持續(xù)選擇壓下，棉鈴蟲的抗性基因頻率近些年有上升趨勢。棉鈴蟲對轉(zhuǎn)Bt基因棉花的抗性進(jìn)化一直是轉(zhuǎn)Bt基因棉花持續(xù)應(yīng)用的最大威脅。影響昆蟲Bt抗性進(jìn)化的因素很多，其中抗性基因的相對適合度是重要因素之一。高劑量/庇護(hù)所策略是Bt抗性治理的主要措施之一，它的有效發(fā)揮取決于初始Bt

2、抗性基因頻率較低、攜帶Bt抗性基因昆蟲和敏感昆蟲能夠自由交配以及Bt抗性基因?yàn)殡[性。近年來對中國幾大棉區(qū)的抗性監(jiān)測結(jié)果表明，田間的非隱性Bt抗性基因頻率有上升趨勢。本文的兩個(gè)抗性品系XJ-r15和An2Ab分別對Cry1Ac和Cry2Ab有一定抗性，且抗性基因?yàn)榉请[性，其中XJ-r15的非隱性抗性是由鈣粘蛋白胞質(zhì)區(qū)缺失突變引起。本文比較了XJ-r15和SCD以及An2Ab和An在室內(nèi)飼養(yǎng)條件下的相對適合度;研究了XJ-r15抗性品系鈣粘

3、蛋白胞質(zhì)區(qū)缺失突變對精子競爭的影響;并測定了轉(zhuǎn)Bt基因棉葉片和常規(guī)棉葉片對抗Cry2Ab棉鈴蟲生長發(fā)育的影響。本研究旨在探究棉鈴蟲Bt非隱性抗性的相對適合度，對現(xiàn)有庇護(hù)所策略進(jìn)行補(bǔ)充和完善提供一定的參考。
　　1.棉鈴蟲Cry1Ac非隱性抗性品系XJ-r15的相對適合度
　　棉鈴蟲Cry1Ac非隱性抗性品系XJ-r15為鈣粘蛋白胞質(zhì)區(qū)缺失突變品系，與敏感品系SCD相比對Cry1Ac活化毒素具有140倍左右的抗性。本文構(gòu)建了X

4、J-r15、SCD、F1代（SCD♀×XJ-r15♂、XJ-r15♀×SCD♂）的實(shí)驗(yàn)種群生命表。結(jié)果表明，XJ-r15品系在幼蟲生長發(fā)育歷期上比敏感品系SCD顯著延長0.9天;在單頭雌蛾平均產(chǎn)卵量和卵孵化率等繁殖力上沒有顯著差異。根據(jù)種群凈增殖率計(jì)算各品系的相對適合度，與SCD敏感品系相比XJ-r15抗性品系的適合度為0.91，正反交F1代的適合度均為0.94。說明抗性品系XJ-r15與敏感品系SCD相比具有一定的適合度代價(jià)且適合度代

5、價(jià)表現(xiàn)為非隱性。
　　2.棉鈴蟲鈣粘蛋白胞質(zhì)區(qū)缺失突變對精子競爭的影響
　　抗性品系XJ-r15的抗性為我實(shí)驗(yàn)室首次報(bào)道的由鈣粘蛋白胞質(zhì)區(qū)缺失突變導(dǎo)致。本文就鈣粘蛋白胞質(zhì)區(qū)缺失突變導(dǎo)致的抗性品系XJ-r15與敏感品系SCD在精子競爭上的差異做了相關(guān)研究。檢測結(jié)果表明:(1)與敏感品系SCD雄蟲相比，鈣粘蛋白胞質(zhì)區(qū)缺失突變抗性品系XJ-r15雄蟲在四種交配競爭組合的精子競爭中都存在一定劣勢。(2)棉鈴蟲雌蟲與2頭不同基因型雄蟲

6、進(jìn)行有效交配后，均只有一頭雄蟲在精子競爭中獲得父權(quán)。說明鈣粘蛋白胞質(zhì)區(qū)缺失突變抗性品系XJ-r15在精子競爭力上存在適合度代價(jià)。
　　3.棉鈴蟲Cry2Ab非隱性抗性品系A(chǔ)n2Ab的相對適合度
　　棉鈴蟲Cry2Ab非隱性抗性品系A(chǔ)n2Ab與敏感品系A(chǔ)n相比對Cry2Ab活化毒素具有636倍的抗性。本文構(gòu)建了An、An2Ab、F1代（An♀×An2Ab♂;An♂×An2Ab♀）的實(shí)驗(yàn)種群生命表。結(jié)果表明，抗性品系A(chǔ)n2Ab的

7、幼蟲生長發(fā)育歷期、蛹?xì)v期分別比敏感品系A(chǔ)n顯著延長1.4天和1.6天;蛹重和化蛹率分別比敏感品系A(chǔ)n顯著減少27.3mg和10％;單雌產(chǎn)卵量較敏感品系顯著減少56.3粒。根據(jù)種群凈增殖率計(jì)算各品系的相對適合度，與敏感品系A(chǔ)n相比抗性品系A(chǔ)n2Ab的相對適合度為0.78，F(xiàn)1代的相對適合度為1.13。說明抗性品系A(chǔ)n2Ab與敏感品系A(chǔ)n相比具有一定的適合度代價(jià)，且適合度代價(jià)表現(xiàn)為隱性。
　　4.轉(zhuǎn)Bt基因棉和常規(guī)棉的葉片對抗Cry2

8、Ab棉鈴蟲生長發(fā)育的影響
　　在室內(nèi)比較了轉(zhuǎn)單價(jià)Bt基因棉國抗19及其受體親本常規(guī)棉泗棉3號、轉(zhuǎn)雙價(jià)Bt基因棉（BollguardⅡ）對棉鈴蟲Cry2Ab抗性品系、敏感品系及其雜交F1代棉鈴蟲生長發(fā)育的影響。結(jié)果表明，抗性品系和F1代取食泗棉3號后均表現(xiàn)出一定的適合度代價(jià)，在幼蟲存活率、生長發(fā)育歷期、蛹重、單雌產(chǎn)卵量上都顯著低于敏感品系。取食轉(zhuǎn)單價(jià)Bt基因棉和轉(zhuǎn)雙價(jià)Bt基因棉的抗性品系和F1代，不僅其幼蟲存活率顯著高于敏感品系，而

9、且致死中時(shí)間也比敏感品系延長。取食9天后，抗性品系和F1代在泗棉3號上發(fā)育到4齡幼蟲的比例顯著低于敏感品系，在轉(zhuǎn)單價(jià)Bt基因棉和轉(zhuǎn)雙價(jià)Bt基因棉上發(fā)育到3齡幼蟲的比例均顯著高于敏感品系。在常規(guī)棉上，抗性品系、F1代、敏感品系的內(nèi)稟增值率分別為0.114、0.124和0.155;在轉(zhuǎn)單價(jià)Bt基因棉上，抗性品系、F1代的內(nèi)稟增值率分別為0.052和0.049;在轉(zhuǎn)雙價(jià)Bt基因棉上，抗性品系、F1代的內(nèi)稟增值率分別為0.037和0.030。C