二化螟Cry1Ab耐受品系及田间种群对Bt蛋白的敏感性研究
发布时间：2021-06-22 08:32
二化螟Chilo suppressalis（Walker）是水稻上重要的蛀茎害虫之一,每年给我国水稻生产造成严重损失。随着生物技术的发展,转Bt抗虫水稻的研发为水稻害虫防治提供了有效途径,但同时也存在一些问题,其中靶标害虫对Bt作物的抗性演化是制约其可持续应用的重要因素之一,也是转基因抗虫作物商业化应用之前生态安全评价重点关注的内容之一。目前,靶标害虫二化螟对Bt水稻的抗虫风险还尚未明确,而抗性风险的明确是建立在靶标害虫对Bt作物/Bt蛋白敏感性明确的基础上。基于此,本研究系统开展了Cry1Ab敏感和耐受品系在Bt水稻上的存活及二化螟田间种群对Cry1Ab蛋白的敏感性监测,明确了二化螟田间种群对Cry1Ab蛋白的初始抗性基因频率,为Bt水稻的生态安全性评价和制定预防性的抗性治理策略提供重要科学数据和理论依据。具体结果如下:采用离体生测法,系统评价了二化螟Cry1Ab耐受及敏感品系初孵幼虫在不同生育期的Bt水稻（cry1Ab品系、cry1C品系、cry1Ab+cry1C品系）上取食7 d的存活情况。结果表明:（1）通过ELISA,分别测定了三种Bt水稻中Bt杀虫蛋白的表达量,发现Cry1...
【文章来源】：中国农业科学院北京市
【文章页数】：54 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
017年全球主要转基因作物的种植百分比（单位：百万公顷）（ISAAA,2017）
中国农业科学院硕士学位论文第一章绪论2位居第四的是印度，其种植面积占据全球转基因作物种植总面积的12%，该国家种植的转基因作物主要是棉花，该作物的种植面积约为1160万公顷。在我国，目前商业化种植的转基因作物主要是棉花，该作物种植面积占我国棉花种植总面积的95%。截止2017年，我国已有600-700万转基因棉花种植户，种植转基因棉花已为我国种植户增加了约196亿美元的经济收益（图1-2；ISAAA,2017）。图1-12017年全球主要转基因作物的种植百分比（单位：百万公顷）（ISAAA,2017）Fig.1-1Thecultivationratiooftheworld"smajorgeneticallymodifiedcropsin2017(Units:millionhectares)图1-2全世界转基因作物性状分布（ISAAA,2017）Fig.1-2CharacterdistributionofGMeventsworldwide(ISAAA,2017)HT:HerbicideTolerance;IR:InsectResistance;DR:DiseaseResistance;PC:PollinationControl;PQ:ModifiedProductQuality
中国农业科学院硕士学位论文第一章绪论5白选择性的毒杀鞘翅目昆虫（Bravoetal.,2010）。1.3.2Bt蛋白的结构20世纪60年代，随着转Bt生物农药的引进再次激发了人们对Bt作物研究的兴趣；1995年，Asano等科学家在Sandoz公司发现苏云金芽孢杆菌上清液中存在一种增强生长质潜力的因子并可成功将其细胞制剂的杀虫活性提高30%（Horietal.,1995）。Bt杀虫蛋白通常有三个不同的结构域（domain），分别命名为结构域Ⅰ，结构域Ⅱ和结构域Ⅲ，不同的结构域有不同的生物学功能。其中结构域Ⅰ位于肽链N末端，主要是在昆虫体内达到穿孔的作用；结构域Ⅱ位于肽链中间位置，是一疏水结构，主要在Bt蛋白与受体识别及结合过程中发挥作用；结构域Ⅲ位于肽链C末端，其作用主要是决定Bt蛋白杀虫谱，防止Bt杀虫蛋白被蛋白酶降解而失活。目前，多种Cry蛋白（如Cry1Aa、Cry3A、Cry3B、Cry2Aa、Cyt2Aa等）及Vip（Vip2）蛋白晶体结构已被解析（Lietal.,1991；Gazitetal.,1997；Warrenetal.,1997；Morseetal.,2001）。以Cry4Ba蛋白为例，65kDa胰蛋白酶激活的Cry4Ba蛋白，N末端的结构域Ⅰ是由7个α螺旋组成，其中包括6个亲脂亲水螺旋和1个疏水螺旋，并称为α-七螺旋束；结构域Ⅱ位于肽链中间位置，是由3组β折叠片层构成的“希腊钥匙”式的拓扑结构组成；C末端的结构域Ⅲ，是由反向平行的3组β折叠片形成“三明治”结构。尽管该蛋白的晶体结构与其他已知的几种Cry毒素的图1-3Cry4Ba分子结构图（Lvetal.,2009）Fig1-3StructureofCry4Ba
【参考文献】：
期刊论文
[1]二化螟人工饲养技术[J]. 李波,韩兰芝,彭于发. 应用昆虫学报. 2015(02)
[2]抗虫转基因水稻对非靶标生物的生态安全性研究进展[J]. 傅强,赖凤香,陈洋,李凯龙. 植物生理学报. 2013(07)
[3]转基因抗虫水稻的研发与应用及在我国的发展策略[J]. 徐秀秀,韩兰芝,彭于发,侯茂林. 环境昆虫学报. 2013(02)
[4]我国转基因水稻研究进展和商业化前景分析[J]. 李黎红,叶卫军,郭龙彪. 中国稻米. 2012(06)
[5]Cry1Ab杀虫蛋白在转Bt水稻中的表达及在害虫体内的积累动态[J]. 张志罡,李勇,朱兆洲. 中国植保导刊. 2010(07)
[6]水稻在我国粮食安全中的战略地位分析[J]. 虞国平. 新西部(下半月). 2009(11)
[7]Cry1Ac抗性亚洲玉米螟对四种Bt蛋白的交互抗性[J]. 韩海亮,李光涛,王振营,张杰,何康来. 植物保护学报. 2009(04)
[8]转cry1Ac+CpTI基因水稻对大螟的致死和亚致死效应[J]. 韩兰芝,侯茂林,吴孔明,彭于发,王锋. 中国农业科学. 2009(02)
[9]转cry1Ac和CpTI双基因抗虫水稻对二化螟和大螟的致死效应及田间螟虫构成的影响[J]. 高玉林,傅强,王锋,赖凤香,罗举,彭于发,张志涛. 中国水稻科学. 2006(05)
[10]转基因抗虫水稻生态安全性研究进展[J]. 韩兰芝,吴孔明,彭于发,郭予元. 应用与环境生物学报. 2006(03)
博士论文
[1]转cry1Ac/CpTI基因水稻对鳞翅目害虫种群的影响及靶标害虫的抗性风险评价[D]. 韩兰芝.中国农业科学院 2007
硕士论文
[1]亚洲玉米螟对Cry1类毒素的抗性演化与遗传的研究[D]. 贺明霞.四川农业大学 2013
本文编号：3242513
【文章来源】：中国农业科学院北京市
【文章页数】：54 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
017年全球主要转基因作物的种植百分比（单位：百万公顷）（ISAAA,2017）
中国农业科学院硕士学位论文第一章绪论2位居第四的是印度，其种植面积占据全球转基因作物种植总面积的12%，该国家种植的转基因作物主要是棉花，该作物的种植面积约为1160万公顷。在我国，目前商业化种植的转基因作物主要是棉花，该作物种植面积占我国棉花种植总面积的95%。截止2017年，我国已有600-700万转基因棉花种植户，种植转基因棉花已为我国种植户增加了约196亿美元的经济收益（图1-2；ISAAA,2017）。图1-12017年全球主要转基因作物的种植百分比（单位：百万公顷）（ISAAA,2017）Fig.1-1Thecultivationratiooftheworld"smajorgeneticallymodifiedcropsin2017(Units:millionhectares)图1-2全世界转基因作物性状分布（ISAAA,2017）Fig.1-2CharacterdistributionofGMeventsworldwide(ISAAA,2017)HT:HerbicideTolerance;IR:InsectResistance;DR:DiseaseResistance;PC:PollinationControl;PQ:ModifiedProductQuality
中国农业科学院硕士学位论文第一章绪论5白选择性的毒杀鞘翅目昆虫（Bravoetal.,2010）。1.3.2Bt蛋白的结构20世纪60年代，随着转Bt生物农药的引进再次激发了人们对Bt作物研究的兴趣；1995年，Asano等科学家在Sandoz公司发现苏云金芽孢杆菌上清液中存在一种增强生长质潜力的因子并可成功将其细胞制剂的杀虫活性提高30%（Horietal.,1995）。Bt杀虫蛋白通常有三个不同的结构域（domain），分别命名为结构域Ⅰ，结构域Ⅱ和结构域Ⅲ，不同的结构域有不同的生物学功能。其中结构域Ⅰ位于肽链N末端，主要是在昆虫体内达到穿孔的作用；结构域Ⅱ位于肽链中间位置，是一疏水结构，主要在Bt蛋白与受体识别及结合过程中发挥作用；结构域Ⅲ位于肽链C末端，其作用主要是决定Bt蛋白杀虫谱，防止Bt杀虫蛋白被蛋白酶降解而失活。目前，多种Cry蛋白（如Cry1Aa、Cry3A、Cry3B、Cry2Aa、Cyt2Aa等）及Vip（Vip2）蛋白晶体结构已被解析（Lietal.,1991；Gazitetal.,1997；Warrenetal.,1997；Morseetal.,2001）。以Cry4Ba蛋白为例，65kDa胰蛋白酶激活的Cry4Ba蛋白，N末端的结构域Ⅰ是由7个α螺旋组成，其中包括6个亲脂亲水螺旋和1个疏水螺旋，并称为α-七螺旋束；结构域Ⅱ位于肽链中间位置，是由3组β折叠片层构成的“希腊钥匙”式的拓扑结构组成；C末端的结构域Ⅲ，是由反向平行的3组β折叠片形成“三明治”结构。尽管该蛋白的晶体结构与其他已知的几种Cry毒素的图1-3Cry4Ba分子结构图（Lvetal.,2009）Fig1-3StructureofCry4Ba
【参考文献】：
期刊论文
[1]二化螟人工饲养技术[J]. 李波,韩兰芝,彭于发. 应用昆虫学报. 2015(02)
[2]抗虫转基因水稻对非靶标生物的生态安全性研究进展[J]. 傅强,赖凤香,陈洋,李凯龙. 植物生理学报. 2013(07)
[3]转基因抗虫水稻的研发与应用及在我国的发展策略[J]. 徐秀秀,韩兰芝,彭于发,侯茂林. 环境昆虫学报. 2013(02)
[4]我国转基因水稻研究进展和商业化前景分析[J]. 李黎红,叶卫军,郭龙彪. 中国稻米. 2012(06)
[5]Cry1Ab杀虫蛋白在转Bt水稻中的表达及在害虫体内的积累动态[J]. 张志罡,李勇,朱兆洲. 中国植保导刊. 2010(07)
[6]水稻在我国粮食安全中的战略地位分析[J]. 虞国平. 新西部(下半月). 2009(11)
[7]Cry1Ac抗性亚洲玉米螟对四种Bt蛋白的交互抗性[J]. 韩海亮,李光涛,王振营,张杰,何康来. 植物保护学报. 2009(04)
[8]转cry1Ac+CpTI基因水稻对大螟的致死和亚致死效应[J]. 韩兰芝,侯茂林,吴孔明,彭于发,王锋. 中国农业科学. 2009(02)
[9]转cry1Ac和CpTI双基因抗虫水稻对二化螟和大螟的致死效应及田间螟虫构成的影响[J]. 高玉林,傅强,王锋,赖凤香,罗举,彭于发,张志涛. 中国水稻科学. 2006(05)
[10]转基因抗虫水稻生态安全性研究进展[J]. 韩兰芝,吴孔明,彭于发,郭予元. 应用与环境生物学报. 2006(03)
博士论文
[1]转cry1Ac/CpTI基因水稻对鳞翅目害虫种群的影响及靶标害虫的抗性风险评价[D]. 韩兰芝.中国农业科学院 2007
硕士论文
[1]亚洲玉米螟对Cry1类毒素的抗性演化与遗传的研究[D]. 贺明霞.四川农业大学 2013
本文编号：3242513
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