長江流域棉紅鈴蟲鈣粘蛋白抗性等位基因的鑒定及分析
發(fā)布時間:2021-11-20 13:10
紅鈴蟲Pectinophora gassypiella是世界上最重要的棉花害蟲之一,曾經(jīng)長時間在我國長江流域棉區(qū)造成嚴(yán)重危害。自該區(qū)域種植轉(zhuǎn)Bt基因棉花(以下簡稱Bt棉)以來,紅鈴蟲群得到了有效控制。然而,隨著Bt棉種植比例的不斷上升,已經(jīng)檢測到該區(qū)域田間紅鈴蟲種群對Cry1Ac的敏感性下降。為了尋找有效抑制紅鈴蟲對Bt棉抗性發(fā)展的方法,本文從長江流域棉區(qū)采集紅鈴蟲田間個體,將其與室內(nèi)抗性個體進(jìn)行單對配對,從中篩選并純化出了多個紅鈴蟲Cry1Ac抗性品系;通過分子生物學(xué)手段,明確了這些品系對Cry1Ac蛋白的抗性機(jī)理及其遺傳規(guī)律,建立了相應(yīng)的抗性基因分子檢測方法。主要結(jié)果如下:1)從田間篩選并純化了4個紅鈴蟲Cry1Ac抗性品系,分別為AQ65、AQ47、AQ189與JL88,這4個品系對Cry1Ac原毒素蛋白的抗性倍數(shù)分別為:304、220、254與289倍,并且均為常染色體偏隱性遺傳;其中AQ65、AQ47與AQ189品系對Cry2Ab有低水平的交互抗性(分別為2.60、2.09與1.82倍),而JL88品系對Cry2Ab沒有交互抗性。2)這4個抗性品系均是PgCad發(fā)生突變且該突...
【文章來源】:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京市
【文章頁數(shù)】:148 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
996-2015年全球轉(zhuǎn)基因作物的商業(yè)化種植情況(James,2015)
中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院博士學(xué)位論文 第一章 引言2016; Qiu et al., 2017b)。對信號轉(zhuǎn)導(dǎo)模式來說,Cry 殺蟲蛋白被活化后,單體活化蛋白與鈣粘蛋白受體相互作用從而激活了 G 蛋白介導(dǎo)的信號通路,使得 adenylate cyclase 被激活,ATP 被水解成環(huán)磷酸腺苷 cAMP,而蛋白激酶 A 又被 cAMP 激活,導(dǎo)致其他蛋白磷酸化,這些磷酸化的蛋白活性發(fā)生改變,進(jìn)一步引起細(xì)胞死亡,隨后中腸上皮組織被破壞并最終導(dǎo)致昆蟲死亡(Zhang et al., 2006; Vachon et al.2012; Adang et al., 2014b)。此外,研究發(fā)現(xiàn)還發(fā)現(xiàn),在部分害蟲抗性品系中,Cry1Ab 與 Cry1Ac原毒素蛋白比相應(yīng)的活性毒素更有效,這些結(jié)果表明 Bt 殺蟲蛋白可能還存在一些新的作用模式,并且在這些模式中原毒素蛋白與活化毒素蛋白通過不同的途徑發(fā)揮殺蟲作用(Tabashnik et al.2015b)。
命縮短或者生殖力下降或者兩者兼而有之:如鱗翅目的煙芽夜蛾 Heliothi armigera、甜菜夜蛾 S. exigua 及黑脈金斑蝶 Danaus plexippus (Ali and W., 1982; Leong et al., 1992; Grove et al., 2001; Zhang et al., 2013b),鞘翅目的sa decemlineata 與玉米根螢葉甲 Diabrotica virgifera virgifera (Alyokhin and nd Ferro, 1999b; Meissle et al., 2011),雙翅目的油橄欖果實蠅 Bactrocera oleastrepha ludens (Navrozidis et al., 2000; Robacker et al., 2000),同翅目的馬um euphorbiae(Ashouri et al., 2001)。值得注意的是,Bt 菌株 ZQ-89 表達(dá)的重組 Cry1Ac 蛋白對云斑天牛 Batocera horsfield 具有較高的致死活性(Qi e Cry1Ac 與 Cry1Ca 作用下,棉鈴蟲與甜菜夜蛾的雌雄成蟲壽命顯著縮短并t al., 2013b),甚至對成蟲的交配也有顯著影響,在高濃度 500 μg/ml 的 Cry1菜夜蛾雌成蟲接受精包分別減少了 50.0%與 58.7%,而相應(yīng)雄成蟲轉(zhuǎn)移精與 61.3% (Zhang et al., 2013b)?梢,Bt 殺蟲蛋白能對某些昆蟲的繁殖能研究 Bt 殺蟲蛋白對成蟲的影響能為害蟲防治提供新的思路。對 Bt 殺蟲蛋白的抗性機(jī)理
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]A Fragment of Cadherin-Like Protein Enhances Bacillus thuringiensis Cry1B and Cry1C Toxicity to Spodoptera exigua(Lepidoptera:Noctuidae)[J]. LU Qiong1,2*,ZHANG Yong-jun2*,CAO Guang-chun2,ZHANG Li-li1,2,LIANG Ge-mei2,LU Yan-hui2,WU Kong-ming2,GAO Xi-wu1 and GUO Yu-yuan2 1 College of Agriculture and Biotechnology,China Agricultural University,Beijing 100193,P.R.China 2 State Key Laboratory for Biology of Plant Diseases and Insect Pests/Institute of Plant Protection,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Beijing 100193,P.R.China. Journal of Integrative Agriculture. 2012(04)
[2]Cry1Ac殺蟲蛋白對甜菜夜蛾飛行能力的影響[J]. 江幸福,陳建,羅禮智,張蕾. 植物保護(hù). 2011(06)
[3]Cry1Ac毒蛋白對粘蟲生長發(fā)育、繁殖及飛行能力的影響[J]. 蔣善軍,羅禮智,胡毅,張蕾. 昆蟲學(xué)報. 2010(12)
[4]Bt抗性和敏感棉鈴蟲幼蟲中腸主要蛋白酶活性的變化[J]. 史艷霞,張永軍,王桂榮,梁革梅,高繼國,吳孔明,郭予元. 應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報. 2008(03)
[5]蘇云金桿菌-δ內(nèi)毒素作用機(jī)理及抗性研究進(jìn)展[J]. 張懷江,李長友,程林友,蓋樹鵬,鄭桂玲,李國勛. 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2006(03)
[6]利用SPSS軟件計算殺蟲劑的LC50[J]. 賈春生. 昆蟲知識. 2006(03)
[7]Gene cloning and expression of cadherin in midgut of Helicoverpa armigera and its Cry1A binding region[J]. WANG Guirong, WU Kongming, LIANG Gemei & GUO Yuyuan State Key Laboratory of Plant Disease and Insect Pests, Institute of Plant Protection, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Be100094, China. Science in China(Series C:Life Sciences). 2005(04)
[8]抗蟲基因Bt的研究進(jìn)展[J]. 喬光明. 西南科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2005(02)
[9]菊酯類殺蟲劑對棉紅鈴蟲防治效果的年度變化[J]. 楊燕濤,朱明華,王東華. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報. 2000(02)
[10]蘇云金芽孢桿菌ICP基因PCR鑒定的策略與進(jìn)展[J]. 林毅,黃志鵬,陳建武,黃必旺,關(guān)雄. 農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學(xué)報. 2000(01)
碩士論文
[1]長江流域棉區(qū)紅鈴蟲抗性基因頻率檢測[D]. 王金濤.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
本文編號:3507392
【文章來源】:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京市
【文章頁數(shù)】:148 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
996-2015年全球轉(zhuǎn)基因作物的商業(yè)化種植情況(James,2015)
中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院博士學(xué)位論文 第一章 引言2016; Qiu et al., 2017b)。對信號轉(zhuǎn)導(dǎo)模式來說,Cry 殺蟲蛋白被活化后,單體活化蛋白與鈣粘蛋白受體相互作用從而激活了 G 蛋白介導(dǎo)的信號通路,使得 adenylate cyclase 被激活,ATP 被水解成環(huán)磷酸腺苷 cAMP,而蛋白激酶 A 又被 cAMP 激活,導(dǎo)致其他蛋白磷酸化,這些磷酸化的蛋白活性發(fā)生改變,進(jìn)一步引起細(xì)胞死亡,隨后中腸上皮組織被破壞并最終導(dǎo)致昆蟲死亡(Zhang et al., 2006; Vachon et al.2012; Adang et al., 2014b)。此外,研究發(fā)現(xiàn)還發(fā)現(xiàn),在部分害蟲抗性品系中,Cry1Ab 與 Cry1Ac原毒素蛋白比相應(yīng)的活性毒素更有效,這些結(jié)果表明 Bt 殺蟲蛋白可能還存在一些新的作用模式,并且在這些模式中原毒素蛋白與活化毒素蛋白通過不同的途徑發(fā)揮殺蟲作用(Tabashnik et al.2015b)。
命縮短或者生殖力下降或者兩者兼而有之:如鱗翅目的煙芽夜蛾 Heliothi armigera、甜菜夜蛾 S. exigua 及黑脈金斑蝶 Danaus plexippus (Ali and W., 1982; Leong et al., 1992; Grove et al., 2001; Zhang et al., 2013b),鞘翅目的sa decemlineata 與玉米根螢葉甲 Diabrotica virgifera virgifera (Alyokhin and nd Ferro, 1999b; Meissle et al., 2011),雙翅目的油橄欖果實蠅 Bactrocera oleastrepha ludens (Navrozidis et al., 2000; Robacker et al., 2000),同翅目的馬um euphorbiae(Ashouri et al., 2001)。值得注意的是,Bt 菌株 ZQ-89 表達(dá)的重組 Cry1Ac 蛋白對云斑天牛 Batocera horsfield 具有較高的致死活性(Qi e Cry1Ac 與 Cry1Ca 作用下,棉鈴蟲與甜菜夜蛾的雌雄成蟲壽命顯著縮短并t al., 2013b),甚至對成蟲的交配也有顯著影響,在高濃度 500 μg/ml 的 Cry1菜夜蛾雌成蟲接受精包分別減少了 50.0%與 58.7%,而相應(yīng)雄成蟲轉(zhuǎn)移精與 61.3% (Zhang et al., 2013b)?梢,Bt 殺蟲蛋白能對某些昆蟲的繁殖能研究 Bt 殺蟲蛋白對成蟲的影響能為害蟲防治提供新的思路。對 Bt 殺蟲蛋白的抗性機(jī)理
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]A Fragment of Cadherin-Like Protein Enhances Bacillus thuringiensis Cry1B and Cry1C Toxicity to Spodoptera exigua(Lepidoptera:Noctuidae)[J]. LU Qiong1,2*,ZHANG Yong-jun2*,CAO Guang-chun2,ZHANG Li-li1,2,LIANG Ge-mei2,LU Yan-hui2,WU Kong-ming2,GAO Xi-wu1 and GUO Yu-yuan2 1 College of Agriculture and Biotechnology,China Agricultural University,Beijing 100193,P.R.China 2 State Key Laboratory for Biology of Plant Diseases and Insect Pests/Institute of Plant Protection,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Beijing 100193,P.R.China. Journal of Integrative Agriculture. 2012(04)
[2]Cry1Ac殺蟲蛋白對甜菜夜蛾飛行能力的影響[J]. 江幸福,陳建,羅禮智,張蕾. 植物保護(hù). 2011(06)
[3]Cry1Ac毒蛋白對粘蟲生長發(fā)育、繁殖及飛行能力的影響[J]. 蔣善軍,羅禮智,胡毅,張蕾. 昆蟲學(xué)報. 2010(12)
[4]Bt抗性和敏感棉鈴蟲幼蟲中腸主要蛋白酶活性的變化[J]. 史艷霞,張永軍,王桂榮,梁革梅,高繼國,吳孔明,郭予元. 應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報. 2008(03)
[5]蘇云金桿菌-δ內(nèi)毒素作用機(jī)理及抗性研究進(jìn)展[J]. 張懷江,李長友,程林友,蓋樹鵬,鄭桂玲,李國勛. 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2006(03)
[6]利用SPSS軟件計算殺蟲劑的LC50[J]. 賈春生. 昆蟲知識. 2006(03)
[7]Gene cloning and expression of cadherin in midgut of Helicoverpa armigera and its Cry1A binding region[J]. WANG Guirong, WU Kongming, LIANG Gemei & GUO Yuyuan State Key Laboratory of Plant Disease and Insect Pests, Institute of Plant Protection, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Be100094, China. Science in China(Series C:Life Sciences). 2005(04)
[8]抗蟲基因Bt的研究進(jìn)展[J]. 喬光明. 西南科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2005(02)
[9]菊酯類殺蟲劑對棉紅鈴蟲防治效果的年度變化[J]. 楊燕濤,朱明華,王東華. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報. 2000(02)
[10]蘇云金芽孢桿菌ICP基因PCR鑒定的策略與進(jìn)展[J]. 林毅,黃志鵬,陳建武,黃必旺,關(guān)雄. 農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學(xué)報. 2000(01)
碩士論文
[1]長江流域棉區(qū)紅鈴蟲抗性基因頻率檢測[D]. 王金濤.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
本文編號:3507392
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