【摘要】：Bt轉(zhuǎn)基因棉的抗蟲性不穩(wěn)定,尤其是在棉花產(chǎn)量形成階段抗蟲性最低受到廣泛關(guān)注。此外,在棉花所有器官中,生殖器官的抗性最低。因此我們可以推測Bt棉花抗蟲性與器官發(fā)育尤其是生殖器官的發(fā)育有密切的關(guān)系。為明確Bt棉器官發(fā)育尤其是生殖器官的發(fā)育對其抗蟲性的影響,通過田間和盆栽試驗研究了 Bt基因?qū)牒笠鹈藁I養(yǎng)生長和生殖生長變化;氮素調(diào)節(jié)對Bt棉營養(yǎng)和生殖生長的影響;氨基酸組成及其濃度的變化對Bt棉殺蟲蛋白含量的影響;不同密度、氮素及葉蕾調(diào)節(jié)下Bt棉蕾鈴數(shù)量以及大小對其殺蟲蛋白含量的影響;與器官抗蟲性變化的相關(guān)的氮代謝機(jī)理等。研究結(jié)果如下:1、與親本相比,Bt棉主莖葉面積大、果枝葉片數(shù)多,株高高,果枝葉面積小;果節(jié)數(shù)、果枝數(shù),鈴數(shù)和成鈴率高,果枝始節(jié)位低。N素不足和過量影響B(tài)t棉的營養(yǎng)和生殖生長。與親本相比,氮素不足導(dǎo)致Bt棉營養(yǎng)器官和生殖器官數(shù)量減少、生長速率下降。表明氮營養(yǎng)不足會導(dǎo)致Bt棉營養(yǎng)器官和生殖器官的生長發(fā)育下降。2、相比于對照,在極端溫度脅迫下,鈴期比蕾期有更多的氨基酸組分及含量有更大變化,且與葉片中Bt蛋白含量的變化一致。與蕾期相比,鈴期應(yīng)用GPT、GS活性抑制劑MSO、AOA或者M(jìn)SO和AOA共同處理時,發(fā)現(xiàn)有更多的氨基酸組分及更大的濃度下降,從而導(dǎo)致了葉片Bt蛋白含量的降低。鈴期外部噴施天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、脯氨酸、酪氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、組氨酸以及精氨酸,能顯著增加葉片中Bt毒蛋白含量。但在蕾期只有噴施天冬氨酸、谷氨酸、脯氨酸、甲硫氨酸和精氨酸能夠明顯增加葉片Bt蛋白含量,且增加程度較低。因此鈴期階段Bt棉氨基酸組分及其濃度對外部應(yīng)用氨基酸更敏感。此外,葉片中Bt蛋白含量與天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、脯氨酸、酪氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、組氨酸、精氨酸及其濃度密切相關(guān)。3、雜交種SK-3的棉蕾體積和蕾干重比常規(guī)種SK-1更大。棉蕾體積大的品種,其殺蟲蛋白含量也較高。如現(xiàn)蕾后20天,雜交種SK-3和常規(guī)種SK-1棉蕾中殺蟲蛋白含量差異均達(dá)到顯著水平,且SK-3比SK-1Bt蛋白含量高5.0%。在剪葉處理下棉蕾體積和干重下降,在疏蕾處理下蕾體積和干重增加。剪葉增加了棉蕾中殺蟲蛋白含量,疏蕾降低了棉蕾中殺蟲蛋白含量。氨基酸、可溶性蛋白含量,GPT、GOT酶酶活性也相應(yīng)地增加或下降。相反,蛋白酶和肽酶活性相應(yīng)地下降或增加。在剪葉和疏蕾人工處理下,現(xiàn)蕾后15和30天,棉蕾大小和棉蕾中殺蟲蛋白含量的呈極顯著正相關(guān)(r=0.880**和r=0.720**)。蕾期階段低密度(1.50-3.00株/m2)比高密度處理(7.5株/m2)有更大的蕾體積。相應(yīng)地,低密度水平下棉蕾中Bt蛋白含量也顯著的高于高密度。不同種植密度下棉蕾大小和棉蕾中殺蟲蛋白含量呈極顯著正相關(guān)(r=0.880**)。此外,在低密度處理下,氨基酸和可溶蛋白含量、GPT和GOT活性最高,蛋白酶和肽酶活性低。N素水平也顯著影響棉蕾體積及其Bt蛋白含量。施氮量增加能夠顯著提高棉蕾體積、棉蕾Bt蛋白含量、氨基酸和可溶蛋白含量、GPT和GOT活性、蛋白酶和肽酶活性。不同N素水平下棉蕾大小和棉蕾殺蟲蛋白含量達(dá)到極顯著正相關(guān)(r=0.960**)。因此,蕾體積增大有利于Bt殺蟲蛋白含量提高,蕾中蛋白質(zhì)合成能力增強(qiáng)是主要的生理原因。4、種植密度顯著影響B(tài)t棉鈴數(shù)、鈴體積以及鈴殼中Bt蛋白含量。低密度處理下,單株鈴數(shù)多、鈴體積大,但鈴殼中Bt蛋白含量、可溶蛋白含量低,GPT和GOT活性高,氨基酸含量較高。高密度處理正相反。此外,低密度處理下鈴殼蛋白酶和肽酶活性高。N素應(yīng)用增加了單株鈴數(shù),鈴體積,降低了鈴殼中殺蟲蛋白含量、可溶蛋白含量,增加了氨基酸含量、GPT和GOT活性、蛋白酶和肽酶活性。以上結(jié)果由去葉和疏蕾人工處理Bt棉株得到進(jìn)一步證明�？梢�,促進(jìn)棉鈴發(fā)育降低了鈴殼殺蟲蛋白含量,蛋白質(zhì)降解能力增強(qiáng)是主要的生理原因。
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【學(xué)位授予單位】：揚(yáng)州大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S562
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本文編號：2374856