棉鈴蟲(chóng)Cry1Ac隱性抗性和非隱性抗性的適合度代價(jià).pdf

1、棉鈴蟲(chóng)（Helicoverpa armigera）是一種重要的棉花害蟲(chóng)。隨著B(niǎo)t棉在我國(guó)大面積種植，棉鈴蟲(chóng)等靶標(biāo)害蟲(chóng)得到有效控制。Bt棉在整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育期內(nèi)都表達(dá)Bt毒素(Cry1Ac)，Cry1Ac的選擇壓力將導(dǎo)致棉鈴蟲(chóng)抗性進(jìn)化，從而威脅Bt棉的可持續(xù)種植。靶標(biāo)害蟲(chóng)Bt抗性的適合度代價(jià)是影響B(tài)t抗性發(fā)展速度的重要因素之一，明確Bt抗性的適合度代價(jià)可為制定相應(yīng)的抗性治理策略提供重要依據(jù)。棉鈴蟲(chóng)SCD-423品系對(duì)Cry1Ac抗性為不完全顯

2、性，與鈣粘蛋白基因不連鎖;棉鈴蟲(chóng)SCD-r1品系對(duì)Cry1Ac抗性為隱性，與鈣粘蛋白基因缺失突變緊密連鎖。SCD-423和SCD-r1均為SCD敏感品系的近等基因系。本文比較了SCD-423抗性品系和SCD敏感品系在室內(nèi)飼養(yǎng)條件下的相對(duì)適合度，研究了SCD-r1抗性品系鈣粘蛋白基因缺失突變對(duì)精子競(jìng)爭(zhēng)的影響，并測(cè)定了Bt棉和常規(guī)棉葉片對(duì)Cry1Ac抗性和敏感棉鈴蟲(chóng)幼蟲(chóng)生長(zhǎng)發(fā)育的影響。
　　 1.非隱性Cry1Ac抗性棉鈴蟲(chóng)SCD-

3、423品系的相對(duì)適合度
　　 SCD-423抗性品系與SCD敏感品系相比對(duì)Cry1Ac活化毒素具有500倍左右的抗性，抗性為非隱性遺傳。SCD和SCD-423品系為一對(duì)近等基因系，兩品系具有相近的遺傳背景。分別構(gòu)建了SCD，SCD-423和F1（SCD♀×SCD-423♂，SCD-423♀×SCD♂)實(shí)驗(yàn)種群生命表。結(jié)果表明，SCD-423品系在化蛹率、羽化率和孵化率上均低于SCD敏感品系，表現(xiàn)出一定的適合度代價(jià);但SCD-42

4、3品系與SCD敏感品系相比，幼蟲(chóng)歷期縮短1.26天、單頭平均蛹重增加7mg、單頭雌蛾平均產(chǎn)卵量增加322粒，在這些特征上抗性品系表現(xiàn)出了一定的適合度優(yōu)勢(shì)。根據(jù)種群凈增殖率計(jì)算各品系的相對(duì)適合度，與SCD敏感品系相比，SCD-423抗性品系的適合度為0.88，雜合子的適合度為0.94。該結(jié)果表明SCD-423品系對(duì)Cry1 Ac的非隱性抗性對(duì)棉鈴蟲(chóng)適合度的影響有限，也預(yù)示著這種非隱性抗性可能具有較高的抗性風(fēng)險(xiǎn)。
　　 2.棉鈴蟲(chóng)鈣

5、粘蛋白基因缺失突變對(duì)精子競(jìng)爭(zhēng)的影響
　　 棉鈴蟲(chóng)SCD-r1品系對(duì)Cry1Ac具有500倍的抗性，抗性為完全隱性;SCD-r1品系鈣粘蛋白基因缺失突變導(dǎo)致該品系對(duì)Cry1Ac產(chǎn)生高水平抗性。SCD-r1和SCD為一對(duì)近等基因系，兩品系具有相近的遺傳背景。棉鈴蟲(chóng)雌蛾存在多次交配習(xí)性，因此存在精子競(jìng)爭(zhēng)。通過(guò)設(shè)置SCD-r1(縮寫(xiě)為r1)和SCD(縮寫(xiě)為s)這兩個(gè)品系間四種不同的交配組合（s♀×s♂/r1♂; s♀×r1♂/s♂; r

6、1♀×r1♂/s♂; r1♀×s♂/r1♂)，使1頭雌蛾分別與2頭雄蛾進(jìn)行1次有效交配，通過(guò)分子標(biāo)記對(duì)雜交組合后代的基因型進(jìn)行檢測(cè)以確定鈣粘蛋白基因突變對(duì)精子競(jìng)爭(zhēng)的影響。檢測(cè)結(jié)果表明:(1)盡管雌蛾與2頭不同基因型雄蛾都進(jìn)行了有效交配，但檢測(cè)80頭雌蛾后代基因型的結(jié)果表明均只有1頭雄蛾在精子競(jìng)爭(zhēng)中獲勝（獲得父權(quán)）;(2)在四種不同的交配組合中，SCD-r1抗性品系雄蛾在精子競(jìng)爭(zhēng)中都占有優(yōu)勢(shì)。根據(jù)該結(jié)果可以推測(cè)，棉鈴蟲(chóng)鈣粘蛋白缺失突變抗性

7、雄蛾表現(xiàn)出的精子競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)有利于該抗性基因的遺傳與進(jìn)化。棉鈴蟲(chóng)鈣粘蛋白基因突變導(dǎo)致雄蛾精子競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的機(jī)理有待進(jìn)一步研究。
　　 3.Bt棉和常規(guī)棉葉片對(duì)Cry1Ac抗性和敏感棉鈴蟲(chóng)幼蟲(chóng)生長(zhǎng)發(fā)育的影響
　　 采用室內(nèi)棉葉飼喂法，測(cè)定了Bt棉葉(GK19)和常規(guī)棉葉(SM3)對(duì)棉鈴蟲(chóng)不完全顯性遺傳Cry1Ac抗性品系(AY423)、鈣粘蛋白基因缺失突變Cry1Ac抗性品系（SCD-r1）及敏感品系(SCD)幼蟲(chóng)生長(zhǎng)發(fā)育的影響。

8、以Bt棉葉飼喂10天后，AY423抗性品系、SCD-r1抗性品系和SCD敏感品系幼蟲(chóng)存活率分別為50％、37％和4％，其中發(fā)育至3齡幼蟲(chóng)的比例分別為31％、31％和2.4％，3個(gè)品系均沒(méi)有幼蟲(chóng)發(fā)育至4齡。以常規(guī)棉葉飼喂10天后，AY423抗性品系、SCD-r1抗性品系和SCD敏感品系幼蟲(chóng)存活率分別為54％、49％和53％，其中發(fā)育至4齡幼蟲(chóng)的比例分別為11％、12％和43％，發(fā)育至3齡幼蟲(chóng)的比例分別為31％、38％和9.2％。該研究結(jié)果