亞洲玉米螟對(duì)表達(dá)Cry1Ab殺蟲(chóng)蛋白抗蟲(chóng)玉米的抗性遺傳及其生物學(xué)適應(yīng)性.pdf

1、亞洲玉米螟Ostriniafurnacalis(Guenée)是我國(guó)轉(zhuǎn)Btcry1Ab基因抗蟲(chóng)玉米的主要靶標(biāo)害蟲(chóng)，大面積種植轉(zhuǎn)單一基因的Bt玉米有可能會(huì)引發(fā)亞洲玉米螟對(duì)Bt殺蟲(chóng)蛋白的抗性。只有實(shí)施合理的抗性治理對(duì)策，才能使這一現(xiàn)代化技術(shù)成果得以持久的利用。深入研究抗性種群的遺傳學(xué)和生物學(xué)規(guī)律是制定抗性治理計(jì)劃、實(shí)施合理的抗性治理措施的基礎(chǔ)。本文以人工汰選的Cry1Ab抗性亞洲玉米螟為材料，研究了亞洲玉米螟對(duì)Bt玉米抗性的遺傳規(guī)律和生物學(xué)

2、適應(yīng)性，主要結(jié)論如下： 通過(guò)Bt玉米心葉離體生測(cè)和田間穗期接蟲(chóng)鑒定，明確了室內(nèi)汰選的Cry1Ab抗性種群(RR)能在Bt玉米心葉和雌穗上完成世代發(fā)育。對(duì)RR和敏感(SS)及其雜交F1代(RS、SR、)、回交后代BC1(♀RS×♂RR)、BC2(♀RR×♂RS)、BC3(♀SR×♂RR)和BC4(♀RR×♂SR)共8個(gè)種群室內(nèi)Bt玉米心葉離體生測(cè)，14d的有效顯性水平DNK·RS=0.47，DML·SR=0.50，說(shuō)明抗性亞洲玉米

3、螟種群對(duì)Cry1Ab的抗性遺傳接近不完全顯性遺傳。田間穗期接SS、RR、F1正反交和回交后代BC1、BC2的黑頭期卵塊于抽絲散粉期的MON810及其非轉(zhuǎn)基因?qū)φ沼衩状扑耄鞣N群在MON810雌穗上18d的平均存活率分別為0.0％、38.3％、21.0％、28.6％、37.9％和29.5％；RS種群在田間Bt玉米雌穗的有效顯性水平DML值為0.55，SR種群的DML值為0.75，這說(shuō)明亞洲玉米螟在田間Bt玉米雌穗上對(duì)Cry1Ab的抗性遺傳

4、為不完全顯性遺傳。RR、F1RS和BCR×RS種群雄性個(gè)體在人工汰選飼料上存活率顯著高于雌性、且SR的有效顯性水平(0.75)＞RS(0.55)，說(shuō)明抗性種群雄性個(gè)體的抗性水平高于雌性個(gè)體。亞洲玉米螟Cry1Ab抗性種群對(duì)Cry1Ah存在著很強(qiáng)的交互抗性，抗性倍數(shù)在170倍以上；而對(duì)Cry1Ie沒(méi)有交互抗性。 分別克隆了RR和SS種群的氨肽酶基因的共3段cDNA序列，所測(cè)定的序列1(SS)、序列2(RR)和序列3(RR)都具有鋅

5、結(jié)合模體HEXXH和所有鋅依賴(lài)氨肽酶共有的序列GAMAN保守結(jié)構(gòu)，GAMAN結(jié)構(gòu)表明三個(gè)序列都是谷氨酸鋅化(gluzincin)氨肽酶。序列1長(zhǎng)587bp，序列2和序列3分別長(zhǎng)587bp和566bp。測(cè)序結(jié)果親緣樹(shù)比較認(rèn)為序列1和序列2屬于氨肽酶3(APN3)，序列3屬于氨肽酶1(APN1)，序列3的鋅結(jié)合位點(diǎn)HEXXH保守結(jié)構(gòu)與同為螟蛾科的二化螟一樣都為ivsHEiaHmw；序列1的鋅結(jié)合位點(diǎn)與印度谷螟和甜菜夜蛾的APN3一樣都為il

6、sHEiaHmw。但是序列2的鋅結(jié)合位點(diǎn)(iisHEivHmw)有兩處突變，即由亮氨酸突變?yōu)楫惲涟彼?，由丙氨酸突變?yōu)槔i氨酸。 生物學(xué)研究結(jié)果表明，Cry1Ab抗性種群(汰選壓為200ng/g恒定篩選種群)能夠在含有200ng/g的人工飼料上的存活，其平均存活率、蛹重和雌雄性比都顯著低于敏感種群，抗性種群的發(fā)育歷期顯著長(zhǎng)于敏感對(duì)照4天；抗性和敏感種群成蟲(chóng)的平均壽命和競(jìng)爭(zhēng)結(jié)尾能力沒(méi)有顯著差異；抗性雌蛾的種群間和種群繁殖力沒(méi)有顯著差異