转Bt+CpTI双价基因抗虫棉的抗虫性及相关特性的研究

论文摘要

所获得转Bt+CpTI双价基因抗虫棉品系（简称双价抗虫棉）,抗虫谱广,抗性强,单株结铃性强,但铃重较轻、衣分偏低、马克隆值偏高、生长势弱、易早衰。常规棉品种,适应性强,产量高和纤维品质优。本文以转Bt+CpTI双价基因抗虫棉品系,以及与常规品种配制的抗虫杂交种为材料,在转基因抗虫棉的棉铃虫抗性时空表达特性、对棉铃虫幼虫生长发育和营养效应的影响、抗虫蛋白的表达与氮代谢关系、抗虫性遗传规律、抗虫基因对棉花产量和纤维品质的影响等方面进行了一系列的研究。旨在为优质、高产抗虫棉新品种的选育提供理论依据,为抗虫棉的田间管理和合理施肥提供技术指导。其研究结果如下: 1. 用室内抗虫性生物检测法,对双价抗虫棉及其杂交 F1 代不同生育期主茎功能叶和花铃期不同组织器官的抗虫性进行检测。结果表明:双价抗虫棉及其杂交 F1 代的抗虫性变化规律与 Bt 基因棉相近,为生育前期（苗期、蕾期）抗性强,生育后期（花铃期、吐絮期）抗性弱,在花铃期为:棉铃〉棉蕾〉花〉棉叶,且差异极显著。与Bt 基因棉相比,生育前期双价抗虫棉及其杂交 F1 代的抗虫性略弱,差异不显著;生育后期双价抗虫棉及其杂交 F1代的抗虫性显著强于 Bt 基因棉。 双价抗虫棉及其杂交 F1 代对棉铃虫幼虫的生长发育有较大的影响,表现为对棉铃虫幼虫体重和蛹重的抑制作用均随幼虫龄期增大而降低。14 龄棉铃虫分别饲喂双价抗虫棉及其杂交 F1代、Bt 基因棉和常规棉后,其体重增长量均存在极显著差异,其中以双价抗虫棉及其杂交种 F1的抑制作用最大。14 龄棉铃虫连续饲喂双价抗虫棉及其杂交 F1 代和单价棉均不能化蛹和羽化。而不同龄期棉铃虫连续饲喂常规棉均能化蛹和羽化。 用双价抗虫棉及其杂交 F1代和 Bt 基因棉的不同组织器官饲喂棉铃虫 6 龄幼虫,其相对取食速率、相对生长速率、近似消化率以及粗生长效率均较常规棉降低,而相对代谢速率则升高。 2. 田间调查,双价抗虫棉及其杂交 F1 代植株的叶片、花、蕾和铃均未被棉铃虫危害,蕾的抗性好于铃。而泗棉 3 号的花、蕾和铃被棉铃虫的危害率分别为 45.0%、36.5%、43.2%,这说明在生育后期双价抗虫棉及其杂交 F1 代在大田中仍表现出对田间的第 3、4 代棉铃虫有较强的抗性。 3. ELISA 检测结果表明,双价抗虫棉及其杂交 F1 代的毒蛋白含量高于 Bt 基因棉,且与 Bt 基因棉有相同的时空变化规律。双价抗虫棉及其杂交 F1代的 CpTI 含量显著低于 Bt 毒蛋白含量,且与 Bt 毒蛋白的变化规律一致。 4. 双价抗虫棉及其杂交 F1 代植株的主茎功能叶片中可溶性蛋白的含量随生育进程下

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 文献综述
• 1.1 Bt 和CpTI 抗虫基因的研究和利用
• 1.1.1 Bt 抗虫基因
• 1.1.2 蛋白酶抑制剂基因
• 1.2 多价转基因抗虫植物的培育
• 1.3 外源基因在转基因植物中的遗传表达
• 1.3.1 外源基因的遗传特性
• 1.3.2 外源基因的表达
• 1.4 转基因抗虫棉抗虫性的检测方法
• 2 引言
• 3 材料与方法
• 3.1 材料
• 3.2 试验设计
• 3.3 测定方法
• 3.3.1 转Bt+CpTI 基因棉及其杂交F1 代对棉铃虫幼虫的抗性分析
• 3.3.1.1 对棉铃虫幼虫的抗性测定
• 3.3.1.2 对棉铃虫幼虫生长发育的测定
• 3.3.1.3 对棉铃虫幼虫营养效应的测定
• 3.3.2 转Bt+CpTI 双价基因棉及其杂交F1 代田间的抗虫性调查
• 3.3.3 转Bt+CpTI 双价基因棉及其杂交F1 代杀虫蛋白（GOT 和GPT）含量的测定
• 3.3.4 转Bt+CpTI 双价基因棉及其杂交F1 代中氮代谢生理的测定
• 3.3.4.1 可溶性蛋白的测定
• 3.3.4.2 谷氨酸-草酰乙酸转氨酶（GOT）的测定
• 3.3.4.3 谷氨酸-丙酮酸转氨酶（GPT）的测定
• 3.3.4.4 硝酸还原酶的活性测定
• 3.3.5 转Bt+CpTI 双价基因棉抗虫性的遗传分析
• 3.3.5.1 抗虫性鉴定方法
• 3.3.5.2 毒蛋白鉴定方法
• 3.3.6 转Bt+CpTI 双价基因棉及其杂交F1代产量和纤维品质的分析
• 4 结果与分析
• 4.1 转Bt+CpTI 基因棉及其杂交F1 代对棉铃虫的抗性分析
• 4.1.1 对棉铃虫幼虫的抗性分析
• 4.1.2 对棉铃虫幼虫生长发育的影响
• 4.1.3 对棉铃虫幼虫营养效应的影响
• 4.2 转Bt+CpTI 基因棉及其杂交F1 代抗虫性的田间调查
• 4.3 转Bt+CpTI 基因棉及其杂交F1 代中杀虫蛋白（Bt 和CpTI）含量的变化
• 4.3.1 不同生育期主茎功能叶中Bt 和CpTI 含量的变化
• 4.3.2 花铃期不同器官中Bt 和CpTI 含量的变化
• 4.4 转Bt+CpTI 基因棉及其杂交F1 代中氮代谢生理的分析
• 4.4.1 可溶性蛋白的变化
• 4.4.2 GOT 活性的变化
• 4.4.3 GPT 活性的变化
• 4.4.4 硝酸还原酶活性的变化
• 4.5 转Bt+CpTI 基因棉抗虫性的遗传分析
• 4.5.1 转Bt+CpTI 基因棉杂交F1 代的抗虫性变化
• 4.5.2 转Bt+CpTI 基因棉杂交F2 代和BC1 代的抗虫性分离
• 4.6 转Bt+CpTI 基因棉及其杂交F1 代产量和纤维品质的分析
• 5 讨论
• 5.1 转Bt+CpTI 基因棉及其杂交F1 代的抗虫性分析
• 5.2 转Bt+CpTI 基因棉及其杂交F1 代的杀虫蛋白的分析
• 5.3 转Bt+CpTI 基因棉及其杂交F1 代的氮代谢特性
• 5.4 转Bt+CpTI 基因棉的遗传特性
• 5.5 转Bt+CpTI 基因棉及其杂交F1 代的产量和纤维品质特性
• 6 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介