發(fā)布時間：2021-07-01 08:25

　　轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲棉花（Bt棉）自1997年在我國商業(yè)化以來,對紅鈴蟲、棉鈴蟲等主要靶標(biāo)害蟲起到了很好的控制作用,但Bt棉的連續(xù)大規(guī)模種植對靶標(biāo)害蟲造成了持續(xù)的選擇壓,尤其是對食性單一的紅鈴蟲。近年來,我國長江流域紅鈴蟲田間種群曾出現(xiàn)對Bt棉的抗性倍數(shù)顯著上升的情況,這將對長江流域Bt棉的使用壽命構(gòu)成威脅。解決這個問題之前,長江流域紅鈴蟲對Bt棉的抗性水平后續(xù)如何變化及對Bt棉的抗性機(jī)制等問題仍有待進(jìn)一步研究。為此,本研究以紅鈴蟲室內(nèi)品系和田間種群個體為材料,對我國長江流域紅鈴蟲田間種群進(jìn)行了Cry1Ac敏感性測定和抗性基因頻率分子檢測,從田間種群中篩選、建立了兩個紅鈴蟲Cry1Ac抗性品系,對其攜帶的抗性等位基因進(jìn)行克隆、鑒定和遺傳分析,從基因、遺傳、蛋白等水平揭示其抗性機(jī)制,并建立DNA檢測的抗性監(jiān)測方法。本文主要研究結(jié)論如下:1. Cry1Ac敏感性測定結(jié)果表明,與前人2008-2010年的抗性監(jiān)測結(jié)果相比,長江流域紅鈴蟲田間種群對Bt棉的敏感性有所恢復(fù)。2012-2015年該流域紅鈴蟲各地方種群對Cry1Ac的年度平均LC₅₀在0.23-0.27μg/m L之... 

【文章來源】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：151 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

發(fā)達(dá)國家與發(fā)展中國家1996-2017轉(zhuǎn)基因作物種植面積（百萬公頃）(James2017)

紅鈴蟲鈣粘蛋白基因r17和r18突變介導(dǎo)的Bt棉花抗性機(jī)制研究3發(fā)展中國家相比發(fā)達(dá)國家，在轉(zhuǎn)基因作物的種植面積方面從1996年的逐年縮小差距，直至2011年與發(fā)達(dá)國家相當(dāng)，之后有所反超（圖1-1）(James2017)。截至2012年，轉(zhuǎn)基因作物給發(fā)展中國家累計創(chuàng)造了579億美元的收益，而發(fā)達(dá)國家略高，為590億美元(BrookesandBarfoot2014)，而到2017年，全球累計效益超過了1750億美元(James2017)。此外，轉(zhuǎn)基因作物的大面積種植顯著降低了化學(xué)農(nóng)藥的使用頻率和使用量，節(jié)省了人力和資金成本的同時改善了環(huán)境質(zhì)量(Wuetal2008,Carpenter2010,Carrièreetal2010,Tabashnik2010)。綜上所述，轉(zhuǎn)基因作物在增加產(chǎn)量、防治害蟲、減少農(nóng)藥施用的同時，也為人們帶來了卓著的經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境效益。圖1-22017年轉(zhuǎn)基因作物種植面積在100萬公頃以上的10個國家(James2017)Fig.1-2Top10countriesgrowing1millionhectaresormorein2017(James2017)

華中農(nóng)業(yè)大學(xué)2019屆博士研究生學(xué)位論文6圖1-3Cry類殺蟲蛋白在昆蟲中的作用模型(Adangetal2014)Fig.1-3ModeofactionofCrytoxinsininsect(Adangetal2014)1.3.2信號轉(zhuǎn)導(dǎo)模型對信號轉(zhuǎn)導(dǎo)模型而言，Cry原毒素被活化后，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，使得腺苷酸環(huán)化酶被激活，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)致其它蛋白磷酸化從而改變活性，進(jìn)一步引起細(xì)胞死亡；隨后中腸上皮組織被破壞，最終造成昆蟲死亡(Zhangetal2006,Vachonetal2012,Adangetal2014b)。此外，在部分害蟲抗性品系中，Cry1Ab與Cry1Ac原毒素比活化毒素殺蟲活性更高，這表明Bt殺蟲蛋白可能還有其它新的作用模式，并且在這些模式中原毒素與活化毒素通過不同的作用方式發(fā)揮殺蟲作用(Tabashniketal2015b)。1.4昆蟲對Bt蛋白的抗性機(jī)制昆蟲從取食Bt蛋白到最終中毒死亡是需要一系列的反應(yīng)步驟。理論上說，中間的任一步驟發(fā)生變化，均有可能導(dǎo)致Bt蛋白殺蟲活性的下降，換言之，昆蟲對Bt蛋白產(chǎn)生了抗性。在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，原毒素被蛋白酶水解、活化毒素與受體結(jié)合、細(xì)胞穿孔并最終導(dǎo)致細(xì)胞裂解這三個步驟的改變最容易導(dǎo)致昆蟲對Bt蛋白產(chǎn)生抗性；在田間，大多是由于昆蟲中腸內(nèi)受體與Bt蛋白結(jié)合能力下降或受體基因表達(dá)量降低導(dǎo)致對Bt蛋白產(chǎn)生抗性(PeraltaandPalma2017)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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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：3258795