Bt棉棉铃发育与杀虫蛋白表达关系及其生长物质调节的研究

论文摘要

本文以我国种植和育成的转基因棉花品种作为研究对象,于2005—2006年在扬州大学江苏省遗传生理开放实验室,探讨移栽方式下棉铃发育与杀虫蛋白表达的关系及其生长物质对棉铃发育和抗虫性协同表达的调节效应。主要结果如下:1.大铃型品种科3、中等铃型品种湘杂3号、小铃型品种泗抗1号的棉铃体积、铃壳体积、铃壳干重、铃重、子指都随生育进程不断增大,其中棉铃体积、铃壳体积、铃壳干重在花后20天内增加最快,铃重和棉籽重量在花后20天到30天增加的速度最快。科3、湘杂3号、泗抗1号花后20天内棉铃体积、铃壳体积、铃壳干重与铃壳毒蛋白的表达呈负相关关系,铃重、子指与棉籽毒蛋白的表达呈负相关关系。科3、湘杂3号、泗抗1号的铃壳和棉籽的毒蛋白表达都呈先下降后上升、再下降的趋势,其氮代谢的相关物质如游离氨基酸、可溶性蛋白、全N、GPT活性也表现出相同的趋势。三个品种铃壳的毒蛋白表达与游离氨基酸含量、可溶性蛋白含量、全N含量、GPT活性都呈极显著的正相关关系。2.对科3、泗抗1号、泗抗3号和泗杂3号进行去1/2叶和1/2蕾处理,在各个生育期,去1/2叶的棉铃体积、铃壳体积、铃壳干重、铃重、子指都比对照低,去1/2蕾的棉铃体积、铃壳体积、铃壳干重、铃重、子指都比对照高,而四个品种铃壳和棉籽的毒蛋白表达则是去1/2叶的比对照高,去1/2蕾的比对照低,处理和对照的毒蛋白表达都随生育进程呈现出先下降后上升的趋势。铃壳的毒蛋白表达与棉铃体积、铃壳体积、铃壳干重呈极显著的负相关关系,棉籽的毒蛋白表达与铃重、子指呈显著的负相关关系。去1/2叶处理的铃壳和棉籽的游离氨基酸、可溶性蛋白、全N、GPT活性、GOT活性、NR活性都比对照高,去1/2蕾处理的铃壳和棉籽的游离氨基酸、可溶性蛋白、全N、GPT活性、GOT活性、NR活性都比对照低;铃壳和棉籽的毒蛋白表达与游离氨基酸含量、可溶性蛋白含量、全N含量、GPT活性、GOT活性、NR活性都呈极显著的正相关关系。处理和对照的游离氨基酸、可溶性蛋白、全N、GPT活性、GOT活性、NR活性都呈现先下降后上升的趋势。3.用氯霉素、卡那霉素、MET、DPC、6—BA、GA3对科3、泗抗1号、泗抗3号和泗杂3号的10日铃和30日铃进行处理,花后10天MET、DPC、6—BA、GA3处理的铃体积、铃壳体积、铃壳干重、铃重、子指都比对照高,其余处理的铃体积、铃壳体积、铃壳干重、铃重、子指都比对照低,品种间相比又以泗抗3号、科3受促进作用较大。花后10天GA3处理的铃壳和棉籽的毒蛋白表达比对照低,游离氨基酸、可溶性蛋白、全N、GPT活性、GOT活性、NR活性也都比对照低;其余处理的铃壳和棉籽的毒蛋白表达比对照高,游离氨基酸、可溶性蛋白、全N、GPT活性、GOT活性、NR活性也都比对照高。处理间,MET促进作用最大;品种间,泗抗1号、泗杂3号的铃壳受促进作用较大,泗抗3号、科3的棉籽受促进作用较大。花后30天MET、DPC、6—BA、GA3处理的铃体积、铃壳体积、铃壳干重、铃重、棉籽重量都比对照高,其余处理的铃体积、铃壳体积、铃壳干重、铃重、棉籽重量都比对照低。花后30天MET和6—BA处理的铃壳和棉籽的毒蛋白表达比对照低,游离氨基酸、可溶性蛋白、全N、GPT活性、GOT活性、NR活性也都比对照低;其余处理的铃壳和棉籽的毒蛋白表达比对照高,游离氨基酸、可溶性蛋白、全N、GPT活性、GOT活性、NR活性也都比对照高,处理间,GA3促进作用最大;品种间,泗抗1号、泗杂3号的铃壳受促进作用较大,泗抗3号、科3的棉籽受促进作用较大。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 缩略简表
• 第一部分 前言
• 1. 转基因抗虫棉的产生和应用
• 1.1 转基因抗虫棉的发展背景
• 1.2 转基因抗虫棉在生产上的应用
• 2. 转基因抗虫棉的抗虫性特征
• 3. 棉花氮代谢生理
• 4. 植物生长调节剂的应用
• 5. 研究的目的意义
• 第二部分 材料与方法
• 1. 试验设计
• 2. 主要调查、测定项目
• 第三部分 结果与分析
• 1. 不同棉铃大小种质的棉铃发育与杀虫蛋白表达的关系及其氮代谢生理特征
• 1.1 不同棉铃大小种质的棉铃发育、杀虫蛋白表达量的动态特征
• 1.1.1 棉铃体积的动态特征
• 1.1.2 铃壳体积的动态特征
• 1.1.3 铃壳干重的动态特征
• 1.1.4 铃重的动态变化特征
• 1.1.5 子指的动态变化特征
• 1.1.6 铃壳毒蛋白的动态变化特征
• 1.1.7 棉籽毒蛋白的动态变化特征
• 1.2 棉铃发育与其Bt 杀虫蛋白表达量的关系
• 1.2.1 棉铃体积与铃壳Bt 杀虫蛋白表达量的关系
• 1.2.2 铃壳体积与铃壳Bt 蛋白蛋白表达量的关系
• 1.2.3 铃壳干重与铃壳Bt 蛋白表达量的关系
• 1.2.4 子指与棉籽毒蛋白表达的关系
• 1.2.5 铃重与棉籽毒蛋白表达的关系
• 1.3 不同棉铃大小种质的棉铃的氮代谢及其与杀虫蛋白表达量的关系
• 1.3.1 不同品种的铃壳GPT 活性变化
• 1.3.2 不同品种的铃壳游离氨基酸含量变化
• 1.3.3 不同品种的铃壳可溶性蛋白含量变化
• 1.3.4 不同品种的铃壳全氮含量变化
• 1.3.5 铃壳全氮与毒蛋白表达的关系
• 1.3.6 铃壳游离氨基酸含量与毒蛋白表达的关系
• 1.3.7 铃壳可溶性蛋白含量与毒蛋白表达的关系
• 1.3.8 铃壳GPT活性与毒蛋白表达的关系
• 2、棉铃大小的调节对杀虫蛋白表达量及其氮代谢影响
• 2.1 不同处理下棉铃发育及杀虫蛋白表达量的动态特征
• 2.1.1 不同处理下棉铃体积的动态变化特征
• 2.1.2 不同处理下铃壳体积的动态变化特征
• 2.1.3 不同处理下铃壳干重的动态变化特征
• 2.1.4 不同处理下铃重的动态变化特征
• 2.1.5 不同处理下子指的动态变化特征
• 2.1.6 不同处理对铃壳毒蛋白含量表达的影响
• 2.1.7 不同处理对棉籽毒蛋白含量表达的影响
• 2.2 源库调节下棉铃发育与抗虫性表达的关系
• 2.2.1 棉铃体积与铃壳毒蛋白表达的关系
• 2.2.2 铃壳体积与铃壳毒蛋白表达的关系
• 2.2.3 铃壳干重与铃壳毒蛋白表达的关系
• 2.2.4 铃重与棉籽毒蛋白表达的关系
• 2.2.5 子指与棉籽毒蛋白表达的关系
• 2.3 源库调节下棉铃的氮代谢变化及其与抗虫性表达的关系
• 2.3.1 不同处理之间铃壳 NR 活性的动态变化
• 2.3.2 不同处理之间棉籽 NR 活性的动态变化
• 2.3.3 不同处理之间铃壳GPT 活性的动态变化
• 2.3.4 不同处理之间棉籽GPT 活性的动态变化
• 2.3.5 不同处理之间铃壳GOT活性的动态变化
• 2.3.6 不同处理之间棉籽GOT 活性的动态变化
• 2.3.7 不同处理之间铃壳游离氨基酸含量的动态变化
• 2.3.8 不同处理之间棉籽游离氨基酸含量的动态变化
• 2.3.9 不同处理之间铃壳可溶性蛋白含量的动态变化
• 2.3.10 不同处理之间棉籽可溶性蛋白含量的动态变化
• 2.3.11 不同处理之间铃壳全 N 含量的动态变化
• 2.3.12 不同处理之间棉籽全 N 含量的动态变化
• 3. 生长物质对棉铃发育和Bt杀虫蛋白表达的调节效应及其氮代谢机理
• 3.1 生长物质对棉铃发育的调节效应
• 3.1.1 生长物质对棉铃体积的调节效应
• 3.1.2 生长物质对铃壳体积的调节效应
• 3.1.3 生长物质对铃壳干重的调节效应
• 3.1.4 生长物质对铃重的调节效应
• 3.1.5 生长物质对子指的调节效应
• 3.1.6 不同生长物质调节下不同品种棉铃发育特征的方差分析
• 3.2 生长物质对毒蛋白表达的调节效应
• 3.2.1 生长物质对铃壳毒蛋白表达的调节效应
• 3.2.2 生长物质对棉籽毒蛋白表达的调节效应
• 3.2.3 不同生长物质调节下毒蛋白含量的方差分析
• 3.3 生长物质对氮代谢的调节
• 3.3.1 不同生长物质调节下 NR 活性的差异
• 3.3.1.1 不同生长物质调节下铃壳 NR 活性的差异
• 3.3.1.2 不同生长物质调节下棉籽 NR 活性的差异
• 3.3.2 不同生长物质调节下GPT 活性的差异
• 3.3.2.1 不同生长物质调节下铃壳GPT 活性的差异
• 3.3.2.2 不同生长物质调节下棉籽GPT 活性的差异
• 3.3.3 不同生长物质调节下GOT 活性的差异
• 3.3.3.1 不同生长物质调节下铃壳GOT 活性的差异
• 3.3.3.2 不同生长物质调节下棉籽GOT 活性的差异
• 3.3.4 不同生长物质调节下游离氨基酸含量的差异
• 3.3.4.1 不同生长物质调节下铃壳游离氨基酸含量的差异
• 3.3.4.2 不同生长物质调节下棉籽游离氨基酸含量的差异
• 3.3.5 不同生长物质调节下可溶性蛋白含量的差异
• 3.3.5.1 不同生长物质调节下铃壳可溶性蛋白含量的差异
• 3.3.5.2 不同生长物质调节下棉籽可溶性蛋白含量的差异
• 3.3.6 不同生长物质调节下全氮含量的差异
• 3.3.6.1 不同生长物质调节下铃壳全氮含量的差异
• 3.3.6.2 不同生长物质调节下棉籽全氮含量的差异
• 第四部分 小结与讨论
• 1. 棉铃大小不同种质影响Bt 基因在棉铃中杀虫蛋白量的表达
• 2. 对不同生育阶段棉铃发育的调节,有利于棉铃 Bt 蛋白高效稳定的表达
• 3. Bt 杀虫蛋白表达量的变化主要与氮代谢生理变化有关
• 4. 生长调节物质对棉铃发育、Bt 杀虫蛋白表达及其氮代谢具有调节作用
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士研究生学位期间发表的论文