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《南京林业大学》 2005年
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转基因杨树对杨小舟蛾杀虫活性及其机理研究

郭同斌  
【摘要】:杨小舟蛾(Micromelalopha troglodyta)又名杨褐天社蛾,属鳞翅目舟蛾科,是江苏省杨树人工林危害最严重、大面积治理最困难的害虫。目前生产上主要采用化学防治技术,难以从根本上解决害虫危害问题,而且大量使用化学农药使害虫产生了严重的抗药性,形成了“年年治虫、年年有虫”的被动局面。因此,寻找和研究此虫防治新技术、新手段已成为一项迫切任务。植物基因工程将抗虫基因引入植物细胞,使植物获得对某些害虫的抗性,已成为害虫防治的有效途径。南京林业大学林木遗传和基因工程实验室采用农杆菌介导法转化杨树(NL80106),获得了4 种转基因杨树共130 多个无性系植株并进入了田间实验。  本研究以上述转基因杨树的大田移植植株为材料,从130 多个无性系中选出11 个对杨小舟蛾具有杀虫活性的转基因植株。采用生物测定方法系统研究了11 个转基因杨树无性系对杨小舟蛾杀虫活性的时空动态、对不同龄期幼虫的杀虫活性和抑制生长作用。通过检测转基因杨树对幼虫中肠和血淋巴解毒酶、保护酶活性影响以及杀虫蛋白在转基因杨树大田移植植株中的表达情况,研究转基因杨树对杨小舟蛾的杀虫机理。主要结果如下:  1、杨小舟蛾在江苏徐州1 年发生5 代,以蛹越冬。第一代是种群基数的积累阶段,第二代是种群数量的增殖阶段,第三、四代为成灾阶段。害虫的发生、发展与温度、湿度、降雨、天敌、林分结构以及林地耕作状况等因子密切相关。  2、建立了杨小舟蛾室内饲养和转基因杨树杀虫活性生物测定的方法。转基因杨树对杨小舟蛾杀虫活性多项指标的生物测定方法包括试验虫源的获得、室内外群体饲养测定转基因杨树的杀虫活性时空动态、对不同龄期幼虫的杀虫活性、室内单体饲养法测定转基因杨树对幼虫生长发育的影响以及对数据的处理与分析方法等。这些方法可作为今后转基因林木抗虫性生物评价的参考。  3、转基因杨树在室内控制和自然条件下对杨小舟蛾具有显著的杀虫效果。转Bt 、CpTI、AaIT 单基因和转Bt+CpTI 双价基因杨树的11 个无性系分别以FB56、FC5、T22 和D18 的杀虫活性最高,对1 龄幼虫12d 的校正死亡率分别达84.3%、98.0%、91.9%和90.2%。4 种转基因杨树在生长初期(6 月)对1 龄幼虫12d 的校正死亡率最高,中期(7~8 月)下降,后期(9 月)回升,杀虫活性均存在显著的时间动态变化。转Bt+CpTI 双价基因杨树无性系D18 在生长初期的杀虫活性显著高于转Bt 单基因杨树无性系。转基因杨树大田移植植株上部叶片的杀虫活性均显著高于中、下部,具有明显的空间动态变化。  4、杨小舟蛾不同龄期幼虫对转Bt、CpTI 单基因和转Bt+CpTI 双价基因杨树的敏感性不同,1~3 龄幼虫6d 校正死亡率与对照存在显著差异,而4~5 龄幼虫6d 校正死亡率与对照差异不显著。4 种转基因杨树均对实验结束时所有不能化蛹幼虫的生长具有明显抑制作用,幼虫的取食量、体重和生长速度均显著低于对照,并导致幼虫最终死亡。但转基因杨树对实验结束时能化蛹幼虫的取食、生长及其蛹重的影响不大。  5、用转Bt、CpTI 单基因和转Bt+CpTI 双价基因杨树叶片饲喂杨小舟蛾幼虫,其中肠酯酶的活力在饲喂初期升高,但分别在饲喂48、24、12h 后受到显著抑制。转双价基因
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