CsABCC2介导的二化螟Bt抗性研究

发布时间：2020-05-12 18:21

【摘要】：转基因抗虫作物的商业化种植,有效控制了靶标害虫的为害,为农业经济增长、粮食安全和生态环境安全做出了重要贡献。我国在转Bt基因抗虫水稻的研发和应用方面一直处在世界前列并取得突破性进展,为靶标害虫二化螟等重要害虫的防治提供了有效途径。但Bt水稻大面积种植后,可能引起二化螟等主要靶标害虫的抗性演化。因此,延缓害虫抗性发展,制定适宜的抗性治理策略已成为抗虫水稻生产应用的当务之急,而明确害虫抗性产生的分子机制是实施害虫抗性治理策略的前提和基础。ABCC2是昆虫中的一种跨膜转运蛋白,很多研究已报道:昆虫中肠ABCC2蛋白是Bt杀虫毒素的功能性受体,并在烟芽夜蛾、粉纹夜蛾等多种鳞翅目中证实ABCC2的变异与昆虫Bt抗性密切相关,但ABCC2在Bt毒素对二化螟杀虫机制中的作用还未有报道。因此,本研究以室内饲养的二化螟Bt敏感品系、Cry1C和Cry1Ab抗性品系为研究对象,通过实时荧光定量PCR分析了二化螟Bt敏感、Cry1C和Cry1Ab抗性品系中CsABCC2基因的表达水平;采用RNA干扰技术沉默了二化螟CsABCC2基因并明确了其在Bt毒素杀虫机制中的作用,为进一步阐明ABCC2介导的二化螟Bt抗性机制奠定基础。主要研究结果如下:1、以二化螟Bt敏感、Cry1Ab和Cry1C抗性品系为研究对象,利用qRT-PCR定量分析了3个品系中CsABCC2基因的表达水平。结果表明,在二化螟Bt敏感品系(FZS)不同发育时期中,CsABCC2基因在3龄和4龄幼虫中的表达水平最高,在二化螟(FZS)3龄幼虫的不同组织器官中,前肠和中肠中CsABCC2基因的表达丰度最高。通过对二化螟Bt抗、感品系中CsABCC2的表达水平进行比较,发现二化螟Cry1C抗性品(FZ-Cry1C-R)1龄至5龄幼虫CsABCC2基因的表达水平均显著低于敏感品系(FZS)一龄至五龄幼虫CsABCC2基因的表达水平;二化螟Cry1Ab抗性品系(FZ-Cry1Ab-R)3龄和4龄幼虫CsABCC2基因的表达水平显著低于敏感品系(FZS)3龄和4龄CsABCC2基因的表达水平。2、为了进一步探索二化螟ABCC2在Bt毒素杀虫过程中的作用,我们利用RNA干扰的方法降低二化螟初孵幼虫CsABCC2基因的表达水平。二化螟初孵幼虫取食混有dsRNA的饲料48小时后,幼虫CsABCC2基因的表达水平与对照组相比显著降低了70%。Bt毒素生物测定结果显示,RNAi沉默CsABCC2基因的表达显著降低了二化螟幼虫对Cry1C、Cry1Ab的敏感性。通过比较二化螟幼虫在Cry1C、Cry1Ab毒饲料上的死亡率发现,ABCC2在Cry1C、Cry1Ab毒素对二化螟的毒杀机制中起到重要作用。本研究明确了二化螟ABCC2蛋白在Cry1C、Cry1Ab毒素杀虫机制中的作用,研究结果为ABCC2引导的二化螟Bt抗性治理提供了理论依据。
【图文】：

.1 转基因作物的研发与应用现代生物技术的发展促进了农业领域新一轮的技术革命，在作物育种方面，转基因技术的为抗虫作物的研发开辟了新天地。1985 年，苏云金芽孢杆菌 Bacillus thuringiensis (Bt)的杀虫 (Inseticidal crystal proteins, ICPs)基因被成功克隆得到 (Schnepf et al., 1985)，在这之后科学家现和克隆得到许多 ICPs 基因。将克隆得到的 Bt 杀虫蛋白基因连接到载体上，然后运用特殊方法导入作物中，最后得到在作物基因组中能稳定存在和遗传表达的转基因事件，也即是 基因作物。自 20 世纪 80 年代以来，科学家们利用转基因技术相继培育出一批性状良好的水稻花、玉米和大豆的转 Bt 基因抗虫作物。1996 年转基因抗虫作物在美国被批准商业化种植，在全球二十几个国家和地区均被允许种植转基因作物。转基因作物的大面积种植，不仅有效了田间有害生物的为害，而且减少了化学农药的大量使用，为作物产量增收和社会经济发展了重要贡献 (Wu et al., 2008; ISAAA, 2017)。

稻生产现状及 Bt 水稻的研发 sativa L.是人类重要的粮食作物，，2017 年全球水稻种植面在 1.6以上的人口以稻米为主食。我国作为栽培稻的起源中心之一，有中国的水稻生产为保障世界粮食安全做出了不可磨灭的贡献 (Z全世界最大的水稻生产和消费国，中国有五分之一的耕地用于种
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S435.112.1

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 陈晨;于辛酉;洪善超;史琳娜;邹萍;于婧;朱昌亮;;淡色库蚊溴氰菊酯抗性与敏感品系单蚊杂交群体的构建[J];中华卫生杀虫药械;2012年03期

2 韩招久;李凤良;李忠英;陈之浩;;小菜蛾对杀虫药剂敏感品系的选育[J];植物保护学报;1998年04期

3 施德耀;;磷化氢对六种甲虫的抗性品系和敏感品系的发育未成熟的毒力与防治关系[J];粮食与油脂;1989年03期

4 刘洪霞;冷培恩;徐仁权;姬淑红;刘曜;;白纹伊蚊溴氰菊酯抗性和敏感品系羧酸酯酶性质比较[J];应用昆虫学报;2012年02期

5 曾晓們,于彩虹,高希武;德国小蠊抗性及敏感品系羧酸酯酶生化特征比较研究[J];中国媒介生物学及控制杂志;2004年02期

6 曹煜;一种室内选育叶螨敏感品系的简易方法[J];植物保护;1992年02期

7 宋锋林,赵彤言,董言德,陆宝麟;淡色库蚊氯菊酯抗性品系和敏感品系的生物学特性[J];中国寄生虫学与寄生虫病杂志;2005年01期

8 潘文亮,党志红,高占林;棉蚜抗吡虫啉品系和敏感品系主要解毒酶活性比较[J];昆虫学报;2003年06期

9 黄晓丹;程鹏;赵久旭;代玉华;刘宏美;公茂庆;寇景轩;;温度对白纹伊蚊氯氰菊酯品抗性品系与敏感品系生物学特性的影响[J];中国血吸虫病防治杂志;2014年06期

10 刘贵献;代玉华;杨秋兰;程鹏;王海防;刘丽娟;赵玉强;王怀位;公茂庆;;温度对抗氯氰菊酯和敏感品系淡色库蚊生物学特性的影响[J];中国病原生物学杂志;2011年05期

相关会议论文 前9条

1 陈云堂;郭东权;李湘;鲁玉杰;王争艳;商飞飞;王娟娟;杨保安;许勃;董威杰;程仲杰;范家霖;尚丙兰;;电子束对磷化氢抗性品系和敏感品系赤拟谷盗成虫的辐照效应[A];中国核科学技术进展报告（第四卷）——中国核学会2015年学术年会论文集第8册（同位素分卷、辐射研究与应用分卷、核技术工业应用分卷、核农学分卷、核医学分卷、核情报分卷）[C];2015年

2 罗雁婕;杨振国;谢道燕;丁伟;达爱斯;倪婧;柴建萍;黄平;江秀均;;朱砂叶螨谷胱甘肽S-转移酶基因克隆及其对炔螨特抗性机制[A];中国蚕学会第八届青年学术研讨会论文集[C];2014年

3 陈利纳;张永军;李瑞军;林克剑;郭予元;;抗性B型烟粉虱三种代谢酶变化及乙酰胆碱酯酶基因部分序列突变[A];植物保护与现代农业——中国植物保护学会2007年学术年会论文集[C];2007年

4 罗雁婕;杨振国;王丹;谢道燕;丁伟;;朱砂叶螨抗性与敏感品系相对适合度比较[A];2014年中国植物保护学会学术年会论文集[C];2014年

5 谷希树;胡学雄;白义川;刘佰明;徐维红;陈俊荣;;阿维菌素及其复混制剂对小菜蛾敏感品系的生物活性评价[A];科技创新与绿色植保——中国植物保护学会2006学术年会论文集[C];2006年

6 王海慧;章金明;吕要斌;;小菜蛾氯虫苯甲酰胺抗性快速形成的生物学机制[A];病虫害绿色防控与农产品质量安全——中国植物保护学会2015年学术年会论文集[C];2015年

7 尹彦勋;;除虫脲对小菜蛾的生物活性研究及高效液相色谱分析[A];2014中国环境科学学会学术年会（第十二章）[C];2014年

8 田厚军;林硕;陈勇;陈艺欣;赵建伟;魏辉;翁启勇;;氰戊菊酯抗性小菜蛾雌成虫对15种植物挥发物的行为反应[A];绿色生态可持续发展与植物保护——中国植物保护学会第十二次全国会员代表大会暨学术年会论文集[C];2017年

9 潘志萍;曾玲;;应用聚丙烯酰胺凝胶电泳分析桔小实蝇品系[A];生物入侵与生态安全——“第一届全国生物入侵学术研讨会”论文摘要集[C];2007年

相关博士学位论文 前10条

1 宋春满;云南烟蚜抗药性的监测及抗性机制研究[D];华中农业大学;2005年

2 郭天凤;新疆棉区棉蚜对新烟碱类杀虫药剂抗性监测、风险评估及抗性机制的研究[D];中国农业大学;2014年

3 张蒙;禾谷缢管蚜对吡虫啉的抗性及其机理研究[D];西北农林科技大学;2016年

4 刘霞;小菜蛾对氯虫苯甲酰胺的抗性机制及溴氰虫酰胺对小菜蛾生物学特性的影响[D];山东农业大学;2016年

5 石绪根;棉蚜对吡虫啉抗性机理的研究[D];山东农业大学;2012年

6 罗雁婕;谷胱甘肽S-转移酶介导的朱砂叶螨对炔螨特抗药性研究[D];西南大学;2013年

7 张月亮;灰飞虱对毒死蜱和噻嗪酮的抗性机制研究[D];南京农业大学;2012年

8 刘永杰;甜菜夜蛾抗药性监测与抗性机理研究[D];南京农业大学;2002年

9 方勇;抗药性对烟粉虱传毒与病毒对烟粉虱寄主选择影响研究[D];湖南农业大学;2014年

10 于辛酉;蚊抗药性检测靶标基因的筛选、鉴定及现场初步应用[D];南京医科大学;2012年

相关硕士学位论文 前10条

1 张川;CsABCC2介导的二化螟Bt抗性研究[D];中国农业科学院;2019年

2 刘芳;温度对小菜蛾抗性品系和敏感品系适合度的影响[D];福建农林大学;2007年

3 张娜娜;溴氰菊酯抗性品系和敏感品系小菜蛾成虫蛋白质组的比较与分析[D];南京师范大学;2011年

4 杨燕芳;抗性和敏感龟纹瓢虫种群生命表及抗性相关酶系研究[D];福建农林大学;2013年

5 林丽生;温度对萝卜蚜实验种群生命表参数及其抗性酶系活性的影响[D];福建农林大学;2011年

6 王淑珍;小菜蛾抗性品系和敏感品系的cDNA代表性差异分析[D];南京师范大学;2005年

7 李广阅;双酰胺类杀虫剂抗性与敏感品系小菜蛾差异性cDNA及鱼尼丁受体基因分析[D];山东农业大学;2015年

8 邓振洲;毒死蜱对小菜娥(Plutella xylostella)毒物兴奋效应的研究[D];福建农林大学;2013年

9 刁永朝;外来入侵生物B型烟粉虱对噻虫嗪的代谢抗性分子机制研究[D];福建农林大学;2009年

10 张桂芝;小菜蛾对虫螨腈的抗性遗传研究[D];河北农业大学;2004年

本文编号：2660643