轉(zhuǎn)基因楊樹抗蟲性及對節(jié)肢動物群落影響的初步研究.pdf

1、本研究飼蟲試驗(yàn)是在轉(zhuǎn)雙Bt(抗鱗翅目的Bt CrylA和抗鞘翅目的Bt Cry3A)基因741楊的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,以未轉(zhuǎn)基因的741楊為對照,通過轉(zhuǎn)入雙Bt基因(pC株系)、轉(zhuǎn)Bt Cry1A基因(pB株系)和轉(zhuǎn)Bt Cry3A基因(CC株系)的轉(zhuǎn)基因株系作為試驗(yàn)材料,分別對美國白蛾(Hyphantria eunea)進(jìn)行田間飼養(yǎng),對柳藍(lán)葉甲幼蟲(Plagioderaversicolora)室內(nèi)喂食,對雙Bt基因楊樹的的抗蟲性進(jìn)行比較分析

2、。
　　 同時對8a生轉(zhuǎn)基因Bt Cry1A基因的三倍體毛白楊試驗(yàn)林節(jié)肢動物群落進(jìn)行調(diào)查,對葉綠素含量、光合特性、熒光特性進(jìn)行分析,旨在探索抗蟲基因在成年樹木中表達(dá)的穩(wěn)定性,為選育出高效抗蟲優(yōu)良的無性系提供依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:
　　 (1)室內(nèi)以轉(zhuǎn)雙Bt基因(pC株系)、轉(zhuǎn)Bt Cry1A基因(pB株系)和轉(zhuǎn)Bt Cry3A基因(CC株系)的轉(zhuǎn)基因株系為植物材料,飼養(yǎng)柳藍(lán)葉甲,研究轉(zhuǎn)雙Bt基因741楊樹對柳藍(lán)葉甲的影

3、響,結(jié)果表明:pC的7個系號pC1、pC2、pC3、pC4、pC5、pC6、pC9和CC的5個系號CC84、CC71、CC11、CC22、CC53為高抗系號,幼蟲死亡率達(dá)到100％,對柳藍(lán)葉甲幼蟲具有一定的毒殺作用。各轉(zhuǎn)基因株系中昆蟲的總死亡率、各齡期死亡率和累計(jì)死亡率與對照相比均存在顯著差異,可以準(zhǔn)確反映抗蟲基因?qū)ハx的毒殺作用,而CK、pB株系毒殺柳藍(lán)葉甲的死亡率在8％、25％左右。
　　 利用田間套袋方式飼養(yǎng)美國白蛾幼蟲,

4、研究轉(zhuǎn)雙Bt基因741楊(pC株系)、轉(zhuǎn)Bt Cry1A(pB株系)和轉(zhuǎn)Bt Cry3A基因(CC株系)的楊樹對美國白蛾的抗蟲性。結(jié)果表明:飼養(yǎng)美國白蛾21天后,轉(zhuǎn)雙Bt基因的pC系號pC1、pC2、pC4、pC6、pC9和轉(zhuǎn)Bt Cry1A的pB17和pB29兩個系號的死亡率均在95％以上,對美國白蛾具有一定的毒殺作用,為高抗系號,而CC和CK株系的死亡率則不到20％和8％。
　　 室內(nèi)飼養(yǎng)柳藍(lán)葉甲試驗(yàn)表明,pC和CC株系喂食

5、柳藍(lán)葉甲在一齡或二齡內(nèi)全部死亡,試驗(yàn)還著力探討了柳藍(lán)葉甲各齡期的天數(shù)、體長和頭殼寬,柳藍(lán)葉甲17天完成一個世代,共3齡,最長體長為5.4mm,頭殼在3齡時最寬,為0.7 mm；田間飼養(yǎng)美國白蛾的試驗(yàn)結(jié)果顯示,飼養(yǎng)美國白蛾第21天后,取食CK葉片的美國白蛾幼蟲已有16.82％進(jìn)入6齡,取食pB17和pB29這兩個處理葉片的幼蟲停留在2齡沒有再次蛻皮。對存活的昆蟲稱量體重,轉(zhuǎn)基因株系pC和pB株系喂養(yǎng)的昆蟲體重為30-75mg,遠(yuǎn)低于CK和

6、CC株系的90.0-160.0mg,對存活昆蟲進(jìn)行測量體長,轉(zhuǎn)基因pC株系和pB株系的美國白蛾體長在6.0-13mm之間,低于CK和CC株系的17.0-24.0mm,體現(xiàn)了轉(zhuǎn)基因無性系對昆蟲發(fā)育明顯的抑制作用,對存活的高齡幼蟲具有延長幼蟲的發(fā)育歷期,降低了幼蟲體長和體重的增加速率,導(dǎo)致昆蟲生長發(fā)育不良。
　　 通過抗蟲試驗(yàn),證明轉(zhuǎn)雙Bt基因741楊可以有效的毒殺鱗翅目的美國白蛾和鞘翅目的柳藍(lán)葉甲,對于防止或延遲害蟲產(chǎn)生耐受性具有

7、重要的作用,可以進(jìn)一步擴(kuò)大抗蟲譜,從而為轉(zhuǎn)雙抗蟲基因楊樹大面積推廣奠定了基礎(chǔ),對抗蟲植物新品種的培育具有重要意義。
　　 (2)經(jīng)過8a的田間栽植,對轉(zhuǎn)Bt Cry1A基因的三倍毛白楊株系進(jìn)行PCR等分子生物學(xué)檢測,初步證明外源基因在楊樹基因組中穩(wěn)定存在。
　　 (3)對田間栽植的轉(zhuǎn)基因三倍體毛白楊進(jìn)行葉綠素含量、光合特性、熒光特性的分析,結(jié)果表明:對照的葉綠素a和a／b的含量與其它轉(zhuǎn)基因株系相比較沒有顯著的差異,而葉綠

8、素b、a+b的含量低于大部分的株系；對照和轉(zhuǎn)基因株系的Fv／Fm值沒有明顯的差異；凈光合速率進(jìn)行比較表明,供試株系的絕大部分系號均高于對照；轉(zhuǎn)基因株系的PI值有20個系號高于對照,有10個系號低于對照。
　　 (4)對試驗(yàn)林進(jìn)行節(jié)肢動物調(diào)查表明,林內(nèi)節(jié)肢動物共有11個目、26個科,28種,已明確為害蟲的有11種,占整個群落的39.2％；天敵(包括捕食性與寄生性)10種,占群落的35.7％；中性昆蟲7種,占群落的25％,主要害蟲為

9、美國白蛾,其中天敵種數(shù)與害蟲種屬之比為1:1.1,以總物種數(shù)與總個體數(shù)之比值、天敵種數(shù)與害蟲種數(shù)之比值,評價群落的多樣性和穩(wěn)定性,則轉(zhuǎn)基因三倍體毛白楊的生物多樣性相對較穩(wěn)定。
　　 10月份對試驗(yàn)林葉面積損失調(diào)查表明,不同轉(zhuǎn)基因系號的抗蟲性有明顯差異,有4個株系沒有被美國白蛾啃食,10個株系的食葉面積小于10％,6個株系的食葉面積在10％-15％之間,說明轉(zhuǎn)基因株系在田間經(jīng)過8a的栽植,外源基因仍有較強(qiáng)的表達(dá),抗蟲穩(wěn)定性較強(qiáng)。<