转基因抗虫棉对甜菜夜蛾种群增长的影响及机理探讨

论文摘要

本文以转Bt基因棉“国抗22”、转Bt+CpTI基因棉“SGK321”以及它们的亲本对照棉“泗棉3号”和“石远321”为研究材料,研究比较了这4个棉花品种对甜菜夜蛾实验种群与自然种群动态的影响,并探讨了甜菜夜蛾取食转基因棉花后的生理生化反应。结果如下:在室内,运用转Bt基因棉国抗22及其亲本对照棉泗棉3号和转Bt + CpTI基因棉SGK321及其亲本对照棉石远321的成熟叶片,研究对甜菜夜蛾种群连续3个世代存活率、繁殖力、种群增长趋势的影响。结果表明:取食两个转基因棉花品种后,对甜菜夜蛾各龄期存活率、繁殖力和种群增长趋势虽有一定影响,但随着取食时间的延长,其影响呈逐步缩小趋势。3个连续世代甜菜夜蛾实验种群生命表的结果表明,甜菜夜蛾取食泗棉3号棉花叶片后的种群趋势指数分别是43.74、135.72和141.17,取食国抗22棉花叶片后的种群趋势指数分别为14.89、82.46和110.24,取食石远321棉花叶片后的种群趋势指数分别是51.63、89.57和128.90,取食SGK321棉花叶片后3个世代的种群趋势指数分别是43.26、81.37和114.66。这表明随着取食棉花时间的延长,甜菜夜蛾种群的增长更快,其增长差异在常规棉与转基因棉花间有进一步缩小趋势。通过不同棉花品种对甜菜夜蛾幼虫生长发育和营养指标影响的分析,发现在棉花苗期,甜菜夜蛾3龄幼虫取食两种转基因棉花3天后,显著抑制了幼虫相对取食量、近似消化率、相对生长速率、食物利用率、食物转化率和相对代谢率;在棉花现蕾开花期,甜菜夜蛾3龄幼虫在取食转基因SGK321棉花3天后,其相对生长速率、食物利用率、食物转化率均极显著低于其亲本对照,但对幼虫相对取食量、近似消化率、相对生长速率、食物利用率和相对代谢率的抑制作用并不明显;在棉花花铃盛期,甜菜夜蛾3龄幼虫取食两种转基因棉花3天后,对甜菜夜蛾几乎没有抑制作用,且取食SGK321的各营养指标甚至高于其亲本对照棉,只是差异不显著。通过测定甜菜夜蛾4龄和5龄幼虫中肠蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶的活性,发现取食转基因棉的第1代和第2代两个龄期幼虫中肠消化酶比活力较对照低,差异显著。但随着取食时间的延续,中肠消化酶比活力差异性明显缩小,到了第3代,其中肠消化酶比活力在转基因棉与常规棉间已无明显差异,甚至取食转基因棉后的酶活力还略大于对照。说明取食两个转基因棉花品种后,对甜菜夜蛾中肠消化酶虽有一定影响,但随着取食时间的延长,其影响呈逐步缩小趋势。通过组建4个棉花品种苗期甜菜夜蛾自然种群生命表,发现SGK321的种群趋势指数为0.9596,约等于1,其他3个品种均大于1,这说明甜菜夜蛾种群在常规棉田和转基因棉田均能保持增长趋势。利用排除作用控制指数分析法对各因子进行分析,发现自然死亡或抗性死亡对甜菜夜蛾的控制作用较大,其他控制作用依次为病菌感染、天敌被捕食、卵不孵化、寄生。同时发现,转Bt基因棉国抗22、转双价基因棉SGK321棉田自然死亡或抗性死亡排除作用控制指数EIPC值分别为11.8844、11.8167,均高于其对照亲本棉,而病菌感染和被捕食的排除作用控制指数EIPC值都小于其亲本对照棉。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 前言
• 1 文献综述
• 1.1 甜菜夜蛾暴发的原因
• 1.1.1 种植结构的变革
• 1.1.2 气候条件的变化
• 1.1.3 迁飞习性
• 1.1.4 天敌因子
• 1.2 当前转基因棉花的研究、种植概况
• 1.3 Bt 蛋白杀虫机制
• 1.4 影响Bt 毒蛋白活性表达的因素
• 1.4.1 植物本身
• 1.4.1.1 植物形态方面的因素
• 1.4.1.2 植物体内生化物质
• 1.4.2 昆虫自身调节方面
• 1.4.2.1 昆虫中肠蛋白酶的调节
• 1.4.2.2 昆虫体内解毒酶的调节
• 1.5 国内外转基因棉花对甜菜夜蛾抗性的研究进展
• 1.6 转基因棉对甜菜夜蛾生理的影响及其作用机制
• 1.6.1 Bt 杀虫蛋白对鳞翅目昆虫生理的影响
• 1.6.2 转基因棉对甜菜夜蛾生理的影响及其作用机制
• 2 立题依据及目的意义
• 2.1 立题依据
• 2.2 目的意义
• 第二章 转基因抗虫棉对甜菜夜蛾实验种群增长的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 虫源
• 1.2 试验材料及种植方式
• 1.3 甜菜夜蛾实验种群生命表的组建
• 1.4 试验条件
• 2 结果与分析
• 2.1 取食不同品种的棉花食料对甜菜夜蛾蛹重与成虫产卵量的影响
• 2.2 取食不同品种棉花后的甜菜夜蛾幼虫存活率比较
• 2.3 取食不同品种棉花后的甜菜夜蛾实验种群生命表
• 3 讨论
• 第三章 转基因抗虫棉对甜菜夜蛾幼虫生长发育及其营养指标的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 虫源
• 1.2 试验材料及种植方式
• 1.3 转基因抗虫棉苗期抗虫性测定
• 1.4 转基因抗虫棉现蕾开花期抗虫性测定
• 1.5 转基因抗虫棉蕾铃盛期抗虫性测定
• 1.6 甜菜夜蛾营养指标的测定
• 1.7 统计分析
• 2 结果与分析
• 2.1 甜菜夜蛾幼虫取食苗期不同棉花品种叶片对存活与生长发育影响
• 2.2 甜菜夜蛾幼虫取食现蕾开花期不同棉花品种叶片对存活与生长发育的影响
• 2.3 甜菜夜蛾幼虫取食蕾铃盛期不同棉花品种叶片对存活与生长发育的影响
• 2.4 不同棉花品种对甜菜夜蛾各营养指标的影响
• 3 讨论
• 第四章 甜菜夜蛾取食转基因棉花品种后的 生理生化反应
• 1 材料与方法
• 1.1 虫源
• 1.2 试验材料及种植方式
• 1.3 转Bt 基因棉对甜菜夜蛾的作用机理研究
• 1.3.1 甜菜夜蛾中肠消化酶液的制备
• 1.3.2 中肠蛋白酶比活力的测定
• 1.3.3 中肠淀粉酶比活力的测定
• 1.3.4 中肠脂肪酶比活力的测定
• 1.3.5 酶源蛋白质含量的测定
• 1.4 统计分析
• 2 结果与分析
• 2.1 取食不同棉花品种甜菜夜蛾幼虫中肠酶源蛋白质的表达量
• 2.2 取食不同棉花品种对甜菜夜蛾幼虫中肠消化酶比活力的影晌
• 3 讨论
• 第五章 不同品种棉田甜菜夜蛾自然种群生命表
• 1 材料与方法
• 1.1 虫源
• 1.2 试验材料及种植方式
• 1.3 自然种群生命表的组建
• 1.4 数据统计与分析
• 2 结果与分析
• 2.1 不同棉花品种棉田苗期甜菜夜蛾自然种群趋势指数分析
• 2.2 影响甜菜夜蛾自然种群增长的作用因子分析
• 3 讨论
• 参考文献
• 致谢
• 发表论文情况