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Bt水稻对靶标害虫二化螟的生物学与病理学效应

王世贵  
【摘要】: 本文以转cry1Ab基因粳稻(Bt水稻),“克螟稻1号”、“克螟稻2号”及其亲本对照秀水11为材料,研究了Bt水稻对靶标害虫二化螟Chilo suppressalis(Walker)的生物学与病理学效应,主要结果如下: 1.Bt水稻对二化螟3龄和5龄幼虫取食、生长及存活的影响。结果表明,不同温度下3龄和5龄幼虫取食Bt水稻后,其取食量、体重增长和存活率均极显著低于对照。在试验温度范围,即24℃、27℃和30℃内,温度对3龄幼虫取食、生长和存活无显著影响,但对5龄幼虫的取食和体重增长则有显著影响。幼虫死亡率与其取食Bt水稻的累计食量间存在着正相关关系。 2.Bt水稻对二化螟幼虫的致死和亚致死作用。结果表明,1龄、3龄、5龄幼虫持续取食“克螟稻1号”后,死亡率极高,5龄虽存活了较长时间,但不能正常化蛹。而当取食“克螟稻1号”一段时间后,改以亲本对照“秀水11”为食时,除在初期死亡较多外,死亡率不随时间而显著增加,能存活至下一龄期,部分还可化蛹,且幼虫总的历期与对照组差异不显著。幼虫取食一定时间的“克螟稻1号”后改食对照时,除1龄外,3龄和5龄幼虫经处理后所得的蛹能羽化,其中3龄幼虫经处理后所得的成虫体重和体长与对照组差异不显著,而5龄幼虫经处理后所得的成虫体重和体长均显著低于对照组,但羽化率和产卵量并不显著低于对照组。 3.Bt水稻对二化螟幼虫中肠的组织病理效应。取食Bt水稻后,二化螟5龄幼虫中肠上皮细胞的线粒体首先发生形态变化,随取食时间延长,线粒体出现凝聚、内嵴破坏、空泡化等;内质网的变化也非常明显,病变过程伴随着粗糙内质网的肿胀、核糖体脱落等。此外,在病变过程中,细胞质内出现了粗糙内质网增多、呈圆圈状排列等现象;组织病变程度不一,部分细胞在早期就出现空泡化;核的变化较小,后期出现核拉长、核仁凝聚等变化;杯状细胞除具有上述特点外,杯腔底部的细胞质突起变化非常显著,表现为突起拉长、脱落成膜性结构,最后破碎、消失,线粒体则呈凝聚态随突起脱落或沿杯腔边沿单一排列。 4.Bt水稻对二化螟幼虫血细胞免疫系统的影响。结果发现Bt水稻对二化螟幼虫的血细胞影响极大,各类血细胞都明显低于对照组(原血胞在取食初期例 外人随取食时间延长,各类血细胞数量(DHC及血细胞总数(iii)均呈递减的趋 势。从各类血细胞所占血细胞总数的百分比来看,浆血胞在取食后比例下降,而 颗粒血胞则比例增加,其余珠血胞、囊血胞的变化不明显。 5.Bt水稻对二化螟肠道消化酶的影响。结果表明,二化螟幼虫肠道消化液 包括两大类蛋白酶,即类胰蛋白酶和类胰凝乳蛋白酶。幼虫取食Bt水稻后弱碱 性类胰蛋白酶和类胰凝乳蛋白酶的活性总体呈下降趋势,而强碱性类胰蛋白酶在 摄入Bt水稻后活性则呈上升趋势且高于对照组。 6.Bt水稻对H化螟幼虫取食行为的影响。结果表明,幼虫对对照的选择系 数显著高于、甚至极显著地高于Bt水稻。而在两种Bt水稻品系间,幼虫对克螟 稻1号的选择系数要高于克螟稻二号,与它们各自的抗虫性水平是相一致的。二 化螟3龄幼虫在转Bt基因水稻上的钻蛀次数、蛀入时间等方面都高于对照,而 蛀入成功率则比对照为低,但差异都不显著。在钻蛀部位的选择上,幼虫都表现 出喜好植株茎杆部位,其次是叶片主脉。


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