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转基因杨树对节肢动物群落的影响及对桑天牛的抗性鉴定

牛小云  
【摘要】:转基因植物生态安全性问题已成为阻碍转基因作物大面积推广的主要因素。本文以转BtCry3Ac基因741杨和转双抗虫741杨为研究对象,通过野外调查研究了两种转基因杨对节肢动物群落的组成、群落特征等的影响。通过室内试验,研究了转BtCry3Ac基因741杨对其靶标害虫桑天牛的抗性,并测定了其毒蛋白的时空动态表达情况。旨在为转基因741杨生态安全性评价及转BtCry3Ac基因741杨的推广利用提供科学依据。所取得的主要结果如下。 1对转BtCry3Ac基因741杨及转双抗虫基因741杨对其树冠层节肢动物群落的影响进行研究,结果表明:2种转基因杨林的节肢动物群落较对照杨林节肢动物群落稳定性减小,容易受外界因素及内部因素的影响,但2种转基因杨林各功能团稳定性较对照杨林有所上升;2种转基因杨林对靶标害虫群落都有一定的抑制作用,且害虫群落结构稳定性高,不易造成害虫的大爆发;在整个生长季节2种转基因杨林与对照杨林的节肢动物群落时间动态变化趋势基本一致。 2对转BtCry3Ac基因741杨及转双抗虫基因741杨对其土壤节肢动物群落的影响进行研究,结果表明:2种转基因杨林土壤节肢动物群落较对照杨林结构更合理,稳定性更高,且个体数量稍高;2种转基因杨与对照杨地下节肢动物群落的三种优势种群在空间上和时间上数量动态变化差异不明显。 3对转BtCry3Ac基因抗虫杨树741杨试验林中的6个转基因株系外源基因整合的稳定性、总蛋白和毒蛋白的表达量进行检测,结果表明:外源基因在6个转基因株系中整合稳定,各株系的木质部在整个生长季节均检测到毒蛋白表达,且各木质部呈现一定的时间序列规律,均在8月或者9月达到高峰期,10月份开始急剧下降,但表达量有差异,其中CC84株系的表达量在7~9月份都明显高于其它株系。 4对转BtCry3Ac基因抗虫杨树741杨6个转基因株系对桑天牛的抗性进行鉴定,结果表明:6个株系对桑天牛成虫产卵和2龄幼虫的生长均有一定的抑制作用,表现出一定抗性,其中CC84株系对桑天牛幼虫的致死作用达到50%,并表现出较稳定的抗虫性。根据检测鉴定结果初步认为,转基因株系CC84具有推广应用潜力。 5对抗虫性较稳定的转BtCry3Ac基因741杨试验林PCC1(原CC84)株系作进一步研究,测定PCC1株系在不同发育时期和树冠不同位置枝条木质部、叶片及根部毒蛋白、可溶性蛋白的表达量。结果表明:PCC1株系可溶性蛋白表达量与对照无差别,且树冠不同位置的枝条木质部、叶片及根部可溶性蛋白的表达量在整个生长季节都呈现出一定的规律性,木质部和根部可溶性蛋白呈现一直递增的趋势,叶片可溶性蛋白呈现先降低后升高再降低的规律。毒蛋白表达量,木质部呈现由树冠上部到下部逐渐升高的趋势,叶部呈现由树冠上部到下部逐渐降低的趋势;在整个生长季节,木质部毒蛋白呈现先上升后下降的趋势,9月份毒蛋白的表达量达到最高峰,叶部及根部毒蛋白没有呈现出较明显的规律性。


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