二化螟Cry1Ab耐受品系及田間種群對Bt蛋白的敏感性研究
發(fā)布時間:2021-06-22 08:32
二化螟Chilo suppressalis(Walker)是水稻上重要的蛀莖害蟲之一,每年給我國水稻生產造成嚴重損失。隨著生物技術的發(fā)展,轉Bt抗蟲水稻的研發(fā)為水稻害蟲防治提供了有效途徑,但同時也存在一些問題,其中靶標害蟲對Bt作物的抗性演化是制約其可持續(xù)應用的重要因素之一,也是轉基因抗蟲作物商業(yè)化應用之前生態(tài)安全評價重點關注的內容之一。目前,靶標害蟲二化螟對Bt水稻的抗蟲風險還尚未明確,而抗性風險的明確是建立在靶標害蟲對Bt作物/Bt蛋白敏感性明確的基礎上;诖,本研究系統開展了Cry1Ab敏感和耐受品系在Bt水稻上的存活及二化螟田間種群對Cry1Ab蛋白的敏感性監(jiān)測,明確了二化螟田間種群對Cry1Ab蛋白的初始抗性基因頻率,為Bt水稻的生態(tài)安全性評價和制定預防性的抗性治理策略提供重要科學數據和理論依據。具體結果如下:采用離體生測法,系統評價了二化螟Cry1Ab耐受及敏感品系初孵幼蟲在不同生育期的Bt水稻(cry1Ab品系、cry1C品系、cry1Ab+cry1C品系)上取食7 d的存活情況。結果表明:(1)通過ELISA,分別測定了三種Bt水稻中Bt殺蟲蛋白的表達量,發(fā)現Cry1...
【文章來源】:中國農業(yè)科學院北京市
【文章頁數】:54 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
017年全球主要轉基因作物的種植百分比(單位:百萬公頃)(ISAAA,2017)
中國農業(yè)科學院碩士學位論文第一章緒論2位居第四的是印度,其種植面積占據全球轉基因作物種植總面積的12%,該國家種植的轉基因作物主要是棉花,該作物的種植面積約為1160萬公頃。在我國,目前商業(yè)化種植的轉基因作物主要是棉花,該作物種植面積占我國棉花種植總面積的95%。截止2017年,我國已有600-700萬轉基因棉花種植戶,種植轉基因棉花已為我國種植戶增加了約196億美元的經濟收益(圖1-2;ISAAA,2017)。圖1-12017年全球主要轉基因作物的種植百分比(單位:百萬公頃)(ISAAA,2017)Fig.1-1Thecultivationratiooftheworld"smajorgeneticallymodifiedcropsin2017(Units:millionhectares)圖1-2全世界轉基因作物性狀分布(ISAAA,2017)Fig.1-2CharacterdistributionofGMeventsworldwide(ISAAA,2017)HT:HerbicideTolerance;IR:InsectResistance;DR:DiseaseResistance;PC:PollinationControl;PQ:ModifiedProductQuality
中國農業(yè)科學院碩士學位論文第一章緒論5白選擇性的毒殺鞘翅目昆蟲(Bravoetal.,2010)。1.3.2Bt蛋白的結構20世紀60年代,隨著轉Bt生物農藥的引進再次激發(fā)了人們對Bt作物研究的興趣;1995年,Asano等科學家在Sandoz公司發(fā)現蘇云金芽孢桿菌上清液中存在一種增強生長質潛力的因子并可成功將其細胞制劑的殺蟲活性提高30%(Horietal.,1995)。Bt殺蟲蛋白通常有三個不同的結構域(domain),分別命名為結構域Ⅰ,結構域Ⅱ和結構域Ⅲ,不同的結構域有不同的生物學功能。其中結構域Ⅰ位于肽鏈N末端,主要是在昆蟲體內達到穿孔的作用;結構域Ⅱ位于肽鏈中間位置,是一疏水結構,主要在Bt蛋白與受體識別及結合過程中發(fā)揮作用;結構域Ⅲ位于肽鏈C末端,其作用主要是決定Bt蛋白殺蟲譜,防止Bt殺蟲蛋白被蛋白酶降解而失活。目前,多種Cry蛋白(如Cry1Aa、Cry3A、Cry3B、Cry2Aa、Cyt2Aa等)及Vip(Vip2)蛋白晶體結構已被解析(Lietal.,1991;Gazitetal.,1997;Warrenetal.,1997;Morseetal.,2001)。以Cry4Ba蛋白為例,65kDa胰蛋白酶激活的Cry4Ba蛋白,N末端的結構域Ⅰ是由7個α螺旋組成,其中包括6個親脂親水螺旋和1個疏水螺旋,并稱為α-七螺旋束;結構域Ⅱ位于肽鏈中間位置,是由3組β折疊片層構成的“希臘鑰匙”式的拓撲結構組成;C末端的結構域Ⅲ,是由反向平行的3組β折疊片形成“三明治”結構。盡管該蛋白的晶體結構與其他已知的幾種Cry毒素的圖1-3Cry4Ba分子結構圖(Lvetal.,2009)Fig1-3StructureofCry4Ba
【參考文獻】:
期刊論文
[1]二化螟人工飼養(yǎng)技術[J]. 李波,韓蘭芝,彭于發(fā). 應用昆蟲學報. 2015(02)
[2]抗蟲轉基因水稻對非靶標生物的生態(tài)安全性研究進展[J]. 傅強,賴鳳香,陳洋,李凱龍. 植物生理學報. 2013(07)
[3]轉基因抗蟲水稻的研發(fā)與應用及在我國的發(fā)展策略[J]. 徐秀秀,韓蘭芝,彭于發(fā),侯茂林. 環(huán)境昆蟲學報. 2013(02)
[4]我國轉基因水稻研究進展和商業(yè)化前景分析[J]. 李黎紅,葉衛(wèi)軍,郭龍彪. 中國稻米. 2012(06)
[5]Cry1Ab殺蟲蛋白在轉Bt水稻中的表達及在害蟲體內的積累動態(tài)[J]. 張志罡,李勇,朱兆洲. 中國植保導刊. 2010(07)
[6]水稻在我國糧食安全中的戰(zhàn)略地位分析[J]. 虞國平. 新西部(下半月). 2009(11)
[7]Cry1Ac抗性亞洲玉米螟對四種Bt蛋白的交互抗性[J]. 韓海亮,李光濤,王振營,張杰,何康來. 植物保護學報. 2009(04)
[8]轉cry1Ac+CpTI基因水稻對大螟的致死和亞致死效應[J]. 韓蘭芝,侯茂林,吳孔明,彭于發(fā),王鋒. 中國農業(yè)科學. 2009(02)
[9]轉cry1Ac和CpTI雙基因抗蟲水稻對二化螟和大螟的致死效應及田間螟蟲構成的影響[J]. 高玉林,傅強,王鋒,賴鳳香,羅舉,彭于發(fā),張志濤. 中國水稻科學. 2006(05)
[10]轉基因抗蟲水稻生態(tài)安全性研究進展[J]. 韓蘭芝,吳孔明,彭于發(fā),郭予元. 應用與環(huán)境生物學報. 2006(03)
博士論文
[1]轉cry1Ac/CpTI基因水稻對鱗翅目害蟲種群的影響及靶標害蟲的抗性風險評價[D]. 韓蘭芝.中國農業(yè)科學院 2007
碩士論文
[1]亞洲玉米螟對Cry1類毒素的抗性演化與遺傳的研究[D]. 賀明霞.四川農業(yè)大學 2013
本文編號:3242513
【文章來源】:中國農業(yè)科學院北京市
【文章頁數】:54 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
017年全球主要轉基因作物的種植百分比(單位:百萬公頃)(ISAAA,2017)
中國農業(yè)科學院碩士學位論文第一章緒論2位居第四的是印度,其種植面積占據全球轉基因作物種植總面積的12%,該國家種植的轉基因作物主要是棉花,該作物的種植面積約為1160萬公頃。在我國,目前商業(yè)化種植的轉基因作物主要是棉花,該作物種植面積占我國棉花種植總面積的95%。截止2017年,我國已有600-700萬轉基因棉花種植戶,種植轉基因棉花已為我國種植戶增加了約196億美元的經濟收益(圖1-2;ISAAA,2017)。圖1-12017年全球主要轉基因作物的種植百分比(單位:百萬公頃)(ISAAA,2017)Fig.1-1Thecultivationratiooftheworld"smajorgeneticallymodifiedcropsin2017(Units:millionhectares)圖1-2全世界轉基因作物性狀分布(ISAAA,2017)Fig.1-2CharacterdistributionofGMeventsworldwide(ISAAA,2017)HT:HerbicideTolerance;IR:InsectResistance;DR:DiseaseResistance;PC:PollinationControl;PQ:ModifiedProductQuality
中國農業(yè)科學院碩士學位論文第一章緒論5白選擇性的毒殺鞘翅目昆蟲(Bravoetal.,2010)。1.3.2Bt蛋白的結構20世紀60年代,隨著轉Bt生物農藥的引進再次激發(fā)了人們對Bt作物研究的興趣;1995年,Asano等科學家在Sandoz公司發(fā)現蘇云金芽孢桿菌上清液中存在一種增強生長質潛力的因子并可成功將其細胞制劑的殺蟲活性提高30%(Horietal.,1995)。Bt殺蟲蛋白通常有三個不同的結構域(domain),分別命名為結構域Ⅰ,結構域Ⅱ和結構域Ⅲ,不同的結構域有不同的生物學功能。其中結構域Ⅰ位于肽鏈N末端,主要是在昆蟲體內達到穿孔的作用;結構域Ⅱ位于肽鏈中間位置,是一疏水結構,主要在Bt蛋白與受體識別及結合過程中發(fā)揮作用;結構域Ⅲ位于肽鏈C末端,其作用主要是決定Bt蛋白殺蟲譜,防止Bt殺蟲蛋白被蛋白酶降解而失活。目前,多種Cry蛋白(如Cry1Aa、Cry3A、Cry3B、Cry2Aa、Cyt2Aa等)及Vip(Vip2)蛋白晶體結構已被解析(Lietal.,1991;Gazitetal.,1997;Warrenetal.,1997;Morseetal.,2001)。以Cry4Ba蛋白為例,65kDa胰蛋白酶激活的Cry4Ba蛋白,N末端的結構域Ⅰ是由7個α螺旋組成,其中包括6個親脂親水螺旋和1個疏水螺旋,并稱為α-七螺旋束;結構域Ⅱ位于肽鏈中間位置,是由3組β折疊片層構成的“希臘鑰匙”式的拓撲結構組成;C末端的結構域Ⅲ,是由反向平行的3組β折疊片形成“三明治”結構。盡管該蛋白的晶體結構與其他已知的幾種Cry毒素的圖1-3Cry4Ba分子結構圖(Lvetal.,2009)Fig1-3StructureofCry4Ba
【參考文獻】:
期刊論文
[1]二化螟人工飼養(yǎng)技術[J]. 李波,韓蘭芝,彭于發(fā). 應用昆蟲學報. 2015(02)
[2]抗蟲轉基因水稻對非靶標生物的生態(tài)安全性研究進展[J]. 傅強,賴鳳香,陳洋,李凱龍. 植物生理學報. 2013(07)
[3]轉基因抗蟲水稻的研發(fā)與應用及在我國的發(fā)展策略[J]. 徐秀秀,韓蘭芝,彭于發(fā),侯茂林. 環(huán)境昆蟲學報. 2013(02)
[4]我國轉基因水稻研究進展和商業(yè)化前景分析[J]. 李黎紅,葉衛(wèi)軍,郭龍彪. 中國稻米. 2012(06)
[5]Cry1Ab殺蟲蛋白在轉Bt水稻中的表達及在害蟲體內的積累動態(tài)[J]. 張志罡,李勇,朱兆洲. 中國植保導刊. 2010(07)
[6]水稻在我國糧食安全中的戰(zhàn)略地位分析[J]. 虞國平. 新西部(下半月). 2009(11)
[7]Cry1Ac抗性亞洲玉米螟對四種Bt蛋白的交互抗性[J]. 韓海亮,李光濤,王振營,張杰,何康來. 植物保護學報. 2009(04)
[8]轉cry1Ac+CpTI基因水稻對大螟的致死和亞致死效應[J]. 韓蘭芝,侯茂林,吳孔明,彭于發(fā),王鋒. 中國農業(yè)科學. 2009(02)
[9]轉cry1Ac和CpTI雙基因抗蟲水稻對二化螟和大螟的致死效應及田間螟蟲構成的影響[J]. 高玉林,傅強,王鋒,賴鳳香,羅舉,彭于發(fā),張志濤. 中國水稻科學. 2006(05)
[10]轉基因抗蟲水稻生態(tài)安全性研究進展[J]. 韓蘭芝,吳孔明,彭于發(fā),郭予元. 應用與環(huán)境生物學報. 2006(03)
博士論文
[1]轉cry1Ac/CpTI基因水稻對鱗翅目害蟲種群的影響及靶標害蟲的抗性風險評價[D]. 韓蘭芝.中國農業(yè)科學院 2007
碩士論文
[1]亞洲玉米螟對Cry1類毒素的抗性演化與遺傳的研究[D]. 賀明霞.四川農業(yè)大學 2013
本文編號:3242513
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