转cry1Ab/cry1Ac基因籼稻对稻田节肢动物群落影响

将稻田节肢动物群落按营养关系划分为5个功能团,即植食类、寄生类、捕食类、腐食类和其它类,从功能团优势度、功能团内科组成及其优势度、群落主要参数及群落相异性等方面,经两年四点的调查就2个转cry1Ab/cry1Ac基因籼稻（Bt水稻）品系TT9.3和TT9.4对稻田节肢动物群落的影响作了较系统评价。植食类、寄生类和腐食类功能团内某些优势科的优势度在Bt水稻田与对照（IR72）田之间有时呈显著或极显著差异,如Bt水稻田中茧蜂或姬蜂科的优势度有时明显低于对照。但是,在大多情况下Bt水稻田与对照田之间功能团优势度、功能团内科组成及其优势度、群落主要参数（物种丰富度、Shannon-Wiener多样性指数、均匀性指数、优势集中性指数）及其时间动态基本无明显差异;Bt水稻田与对照田间植食类、寄生类、捕食类亚群落和整个节肢动物群落的相异性大多较低。可见,Bt水稻对稻田节肢动物群落基本无明显的负面影响。     

转cry1Ab基因水稻对二化螟幼虫血细胞的影响

研究了转cry1Ab基因水稻“克螟稻1号”对二化螟Chilo suppressalis幼虫细胞免疫系统的影响。结果表明,转cry1Ab基因水稻对二化螟幼虫的血细胞影响明显,取食转cry1Ab基因水稻后,二化螟幼虫各类血细胞都明显低于取食非转基因水稻“秀水11”的对照组（原血细胞和囊血细胞在取食初期例外）,随取食时间延长,各类血细胞数量及血细胞总数均呈递减的趋势。从各类血细胞所占血细胞总数的百分比来看,原血细胞在取食36 h后锐减,而浆血细胞和粒血细胞则比例增加,其余珠血细胞、囊血细胞的变化不明显。另外,血细胞还出现空泡化、肿胀等病态变化,致使血细胞快速破裂。由此推测转cry1Ab基因水稻自身表达的毒蛋白能严重干扰靶标昆虫二化螟幼虫的细胞免疫系统。     

转Bt基因抗虫玉米对玉米蚜种群增长的影响

在人工气候箱条件下研究了玉米蚜（Rhopalosiphum maidis Fitch）取食表达cry1Ab杀虫蛋白Bt抗虫玉米的实验种群生命表.结果表明：两种不同Bt玉米杂交种DK647BTY （MON810转化事件）和NX4777（Bt11转化事件）对玉米蚜的生长、发育、繁殖和存活均无明显的不利影响,玉米蚜在DK647BTY和NX4777两种Bt玉米品种上的内禀增长率rm、周限增长率λ和种群净增殖率R0与各自对照之间没有显著差异;玉米蚜有翅蚜比率、各龄若虫的死亡率在Bt玉米和对照以及不同品种之间没有明显差异;Bt玉米对玉米蚜的寿命和繁殖历期也没有明显差异.表明表达cry1Ab杀虫蛋白的Bt玉米对玉米蚜的生长发育和繁殖没有明显影响.     

转cry1 Ab基因粳稻对稻田节肢动物群落的影响

在将稻田节肢动物群落按营养关系分为植食类、寄生类、捕食类、腐食类和其他类等5个功能团的基础上,从功能团优势度、群落结构参数及群落相异性等方面,经2年3点的调查就2个转cry1Ab基因粳稻（Bt粳稻）品系KMD1和KMD2对稻田节肢动物群落结构的影响做了评价。结果表明：在大多数情况下,Bt粳稻与对照间各功能团优势度、群落结构参数[物种丰富度（S）、Shannon-Wiener多样性指数（H′）、均匀性指数（J）、优势集中性指数（C）]及其时间动态无明显差异;Bt粳稻与对照间植食类、寄生类、捕食类亚群落,及整个节肢动物群落的相似性也较高。综合分析认为,Bt粳稻对稻田节肢动物群落结构无明显的负面影响。     

转cry1Ab基因抗虫水稻的田间试验

采用农杆菌介导的遗传转化技术, 将Bt基因cry1Ab导入三系恢复系明恢63获得了一批抗虫性及农艺性状较好的转基因纯合株系。研究中, 进一步检测了这些纯合株系的拷贝数、Bt蛋白含量、抗虫性及主要农艺性状。结果显示: 5个转基因纯合株系均为单拷贝; 纯合株系T_1Ab-10及其杂种的Bt蛋白含量最高; 人工接虫和自然感虫试验中, T_1Ab-10对二化螟、三化螟和稻纵卷叶螟均表现高度抗性; 喷药试验中, 阳性植株与阴性植株、对照植株的主要农艺性状均没有显著差异。这说明转cry1Ab基因纯合株系T_1Ab-10具商品化潜力, 可作基因聚合材料。     

转cry1Ab基因玉米对瓢虫科天敌种群动态的影响

【背景】瓢虫科天敌昆虫是玉米田中重要的天敌类群,可捕食多种农业害虫,对害虫有很好的控制作用。为了明确转基因玉米对瓢虫科天敌的潜在效应。【方法】在田间条件下,采用系统调查结合吸虫器方法,研究了cry1Ab基因玉米对玉米田主要瓢虫科天敌种类丰富度和种群动态的影响。【结果】转cry1Ab基因玉米田与其对照田瓢虫类群和优势种群组成相同。春播时Bt玉米田与对照田以龟纹瓢虫为优势种,仅在玉米生长后期Bt玉米田中的龟纹瓢虫数量显著高于对照田,其他时期2种田间龟纹瓢虫的种群动态没有显著差异。夏播玉米田以龟纹瓢虫和异色瓢虫为主,在8月17日Bt玉米田中异色瓢虫数量显著高于对照田,在9月27日其异色瓢虫数量显著低于对照田,而其他时期Bt玉米田和对照田中异色瓢虫优势度以及田间种群动态没有显著差异。【结论与意义】转cry1Ab基因玉米对玉米田重要的瓢虫科天敌丰富度、优势度和种群数量没有不良影响。因此,该转基因玉米可用于农田生态系统的有害生物管理。     

转cry1Ab基因水稻田寄生蜂亚群落结构及其优势类群数量动态的研究

从寄生蜂的优势度、数量和时间动态等方面,对含cry1Ab基因的Bt水稻对稻田寄生蜂群落的影响作了评价。寄生蜂各科的组成与优势度的分布在Bt稻田和对照间无显著差异,但数量低于对照,其中,优势类群茧蜂数量显著低于对照。从田间动态看,仅在寄生蜂发生的高峰期,Bt稻田中的主要寄生蜂才显著低于对照。因此,Bt水稻对靶标害虫主要寄生蜂尤其是茧蜂可能具一定的负面影响。     

转cry1Ab/cry1Ac基因玉米Cry1Ab/Cry1Ac融合蛋白表达及对亚洲玉米螟的室内杀虫效果

【目的】室内抗螟性评价是转Bt基因抗虫玉米研发和安全性评价的重要环节。【方法】采用酶联免疫吸附测定法(ELISA)测定了转cry1Ab/cry1Ac基因玉米ZZM030心叶中Cry1Ab/Cry1Ac融合杀虫蛋白的表达量;采用室内生测法测定了分别取食转基因玉米ZZM030和非转基因玉米X249心叶后亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis敏感品系ACB-BtS、Cry1Ab抗性品系ACB-AbR和Cry1Ac抗性品系ACB-AcR初孵幼虫的存活率。【结果】转基因抗虫玉米ZZM030 4叶期和8叶期心叶中Cry1Ab/Cry1Ac融合杀虫蛋白的表达量分别是10.62和2.94μg/g FW。敏感品系亚洲玉米螟初孵幼虫取食转基因玉米ZZM030心叶2 d的存活率仅为23.6%,4 d后存活率为0,而取食非转基因对照玉米X249心叶4 d的存活率高达93.1%。Cry1Ab抗性品系和Cry1Ac抗性品系初孵幼虫取食转基因玉米ZZM030心叶6 d后的存活率分别为11.1%和12.5%,而取食非转基因玉米X249心叶6 d后的存活率分别为81.9%和77.8%。【结论】转cry1Ab/...     

转cry1Ab/cry1Ac基因玉米Cry1Ab/Cry1Ac融合蛋白表达及对亚洲玉米螟的室内杀虫效果

【目的】室内抗螟性评价是转Bt基因抗虫玉米研发和安全性评价的重要环节。【方法】采用酶联免疫吸附测定法(ELISA)测定了转cry1Ab/cry1Ac基因玉米ZZM030心叶中Cry1Ab/Cry1Ac融合杀虫蛋白的表达量;采用室内生测法测定了分别取食转基因玉米ZZM030和非转基因玉米X249心叶后亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis敏感品系ACB-BtS、Cry1Ab抗性品系ACB-AbR和Cry1Ac抗性品系ACB-AcR初孵幼虫的存活率。【结果】转基因抗虫玉米ZZM030 4叶期和8叶期心叶中Cry1Ab/Cry1Ac融合杀虫蛋白的表达量分别是10.62和2.94 μg/g FW。敏感品系亚洲玉米螟初孵幼虫取食转基因玉米ZZM030心叶2 d的存活率仅为23.6%,4 d后存活率为0,而取食非转基因对照玉米X249心叶4 d的存活率高达93.1%。Cry1Ab抗性品系和Cry1Ac抗性品系初孵幼虫取食转基因玉米ZZM030心叶6 d后的存活率分别为11.1%和12.5%,而取食非转基因玉米X249心叶6 d后的存活率分别为81.9%和77.8%。【结论】转cry1Ab/cry1Ac基因玉米ZZM030心叶中高表达的Cry1Ab/Cry1Ac融合蛋白对亚洲玉米螟初孵幼虫具有极高的杀虫效果。     

转Bt基因水稻表达的毒蛋白Cry1Ab在害虫及其捕食者体内的积累动态

在室内对转基因水稻KMD1中的Cry1Ab毒蛋白经食物链在几种主要害虫及其捕食性天敌体内的积累进行了研究。结果表明： 无论是水稻孕穗期还是成熟期,二化螟Chilo suppressalis连续取食KMD1或取食KMD1.36 h后移至对照品种秀水11上取食不同时间后,幼虫体内的Cry1Ab含量均随取食时间延长逐渐下降。稻眼蝶 Mycalesis gotama幼虫连续取食KMD1或在KMD1上取食两天后移至秀水11上继续取食不同时间,体内的Cry1Ab含量也都随取食时间延长而下降,但下降速度较二化螟更快。取食KMD1的二化螟和稻眼蝶幼虫的粪便中均检测到较高浓度的Cry1Ab,对照组中均无Cry1Ab。取食KMD1的二化螟幼虫血淋巴中检测到Cry1Ab,含量为3.5 ng/g。取食KMD1的褐飞虱 Nilaparvata lugens、稻蚜Sitobion avenae以及饲喂取食过KMD1的二化螟或稻眼蝶幼虫的拟水狼蛛Pirata subpiraticus体内都含有一定浓度的Cry1Ab,其中,拟水狼蛛体内的CrylAb含量以饲喂取食KMD1稻眼蝶幼虫的含量最高,约为饲喂取食KMD1二化螟幼虫的60倍。这些结果表明Cry1Ab可以沿水稻害虫天敌食物链传递。     

Bt水稻中crylAb基因的遗传分析

用PCR、GUS染色和Western点杂交技术检测了Bt水稻杂交后代群体,在394株GUS阳性株中,有392株表达Bt蛋白,协同表达株率达99.49%。由此表明,在杂交后代中报告基因gus和目的基因crylAb紧密连锁遗传与表达。GUS组织染色和Southern杂交检测表明Bt水稻中的crylAb基因呈单位点显性基因遗传,且在有性世代中能稳定传递,还发现,在BC1、BC1F2和粳粳交F2群体中crylAb基因呈单位点显性基因遗传,而在籼粳交F2群体中偏离3：1分离。     

Inheritance and expression of the cry1Ab gene in Bt ( Bacillus thuringiensis) transgenic rice

The inheritance and expression patterns of the cry1Ab gene were studied in the progenies derived from different Bt (Bacillus thuringiensis) transgenic japonica rice lines under field conditions. Both Mendelian and distorted segregation ratios were observed in some selfed and crossed F₂ populations. Crosses between japonica intra-subspecies had no significant effect on the segregation ratios of the cry1Ab gene, but crossing between japonica and indica inter-subspecies led to distorted segregation of the cry1Ab gene in the F₂ population. Field-release experiments indicated that the cry1Ab gene was stably transmitted in an intact manner via successive sexual generations, and the concentration of the Cry1Ab protein was kept quantitatively stable up to the R₆ generation. The cry1Ab gene, driven by the maize ubiquitin promoter, displayed certain kinds of spatial and temporal expression patterns under field conditions. The content of the Cry1Ab protein varied in different tissues of the main stems, the primary tillers and the secondary tillers. Higher levels of the Cry1Ab protein were found in the stems, leaves and leaf sheaths than in the roots, while the lowest level was detected in grains at the maturation stage. The content of the Cry1Ab protein in the leaves peaked at the booting stage and was lowest at the heading stage. Furthermore, the Cry1Ab content of cry1Ab expression in different tissues of transgenic rice varied individually with temperature. Received: 17 April 2001 / Accepted: 7 May 2001     

Transcriptional silencing and developmental reactivation of cry1Ab gene in transgenic rice

One transgenic rice line lacking CrylAb expression product was screened in the progenies of Agrobacterium-transformed transgenic rice variety Zhong 8215 with a cry1Ab gene under field releasing conditions by using GUS histochemical assay and Western blot. Molecular hybridization results revealed that the crylAb gene was silenced in the transgenic rice variety Zhong 8215 and two copies of ubiquitin promoter were integrated into the rice genome. The silencing of crylAb gene in transgenic rice was found to be due to the methylation of the ubiquitin promoter as revealed by methylation analysis. Meanwhile, different concentrations of demethylation reagent 5-azacytidine combining with different treatment time were employed to treat the silenced transgenic rice seeds. The results indicated that 5-azacytidine could reactivate 8%-30% of the silenced transgenic rice plants and the expression level of the reactivated cry1Ab transgene could reach as high as 0.147% of the total soluble protein. Treatment with low con     

Bt水稻Cry1Ab杀虫蛋白表达的时间动态及其在水稻土中的降解

采用ELISA技术检测了Bt水稻克螟稻1号(KMD1)和克螟稻2号(KMD2)不同生育期茎和叶片中cry1Ab基因的表达水平,以及植株组织(茎和叶片)室内埋于不同稻田土壤中其Cry1Ab杀虫蛋白的降解动态。结果表明,不论是KMD1还是KMD2,茎和叶片中cry1Ab基因的表达量为3.7～9.1μg/g鲜重,均以拔节期和孕穗期相对较低,灌浆初期显著升高,黄熟期又明显下降(但仍然维持在较高的表达量)。KMD1茎和叶片中Cry1Ab蛋白在3种水稻土即青紫泥田、黄松田和黄筋泥田中的降解,均以前期(处理后12d内)较快,但中后期明显较慢;处理后42d,这两种组织中的Cry1Ab残留量均稳定在μg级水平,分别仅有0.20～0.85μg/g干重和0.35～1.81μg/g干重。KMD1茎和叶片中Cry1Ab蛋白降解动态与土壤类型密切相关,青紫泥田中降解最快,黄筋泥田中次之,黄松田中最慢。淹水可加快土壤中茎和叶的腐解,从而促进其中Cry1Ab蛋白的降解。KMD2粉碎叶中Cry1Ab蛋白在有菌水稻土中的降解快于无菌土中,表明土壤微生物存在可加快Cry1Ab蛋白的降解。在各种土壤淹水与非淹水、灭菌与非灭菌处理条件下的Cry1Ab蛋白降解过程均可用指数方程进行拟合,算得其消减半衰期为2.2～11.6d不等。讨论了土壤类型、淹水等影响Cry1Ab蛋白降解的可能机制,认为土壤微生物是其中起关键作用的一个因子。     

Resistance of transgenic rice events (rbcS:cry1Ac) against three lepidopteran rice pests

The transgenic rice expressing cry1Ac gene, which is linked to the rice rbcS promoter and its transit peptide sequence (tp), was highly resistant against all instars of Cnaphalocrocis medinalis (Guenetée) (Lepidoptera: Crambidae). In this study, we evaluated the larval mortality, behavior change, and field occurrence of three main rice pests, C. medinalis, Naranga aenescens (Moore) (Lepidoptera: Noctuidae), and Parnara guttata (Bremer & Grey) (Lepidoptera: Hesperiidae) in T4 generations of three Bt rice events (rbcS3:cry1Ac; 608102, 608104 and 608107) and non-Bt rice. All of the three Bt rice events were resistant to C. medinalis which showed significantly higher mortality for all instars compared to non-Bt rice. The resistance of Bt rice events against the larvae decreased gradually as the larvae developed. However, the survived larvae which ingested Bt rice events died eventually without further development. The resistance of three Bt rice events was investigated in the pot test, which was conducted with 3rd instars of C. medinalis, N. aenescens, and P. guttata, showed mortalities of over 70%. In behavioral assay, C. medinalis fed on the Bt rice events showed feeding avoidance and less leaf rolling behavior compared to that of the larvae fed on non-Bt rice. A 2-yr field survey conducted with larvae of C. medinalis and P. guttata also showed that the three Bt rice events significantly had lower damaged on leaves compared to that of non-Bt rice. Overall, the three Bt rice events were highly resistant to the larvae of lepidopteran target rice pests.     

多年种植Bt稻后外源蛋白在土壤中的积累

外源蛋白在环境中的残留与积累是转Bt基因作物环境安全评价的重要内容之一。我国已育成多个具有商业化前景的Bt稻品系,但目前多年种植Bt稻后Bt外源蛋白是否会在土壤中积累还不清楚。本研究在同一试验田连续9年种植了转cry1Ab/1Ac基因明恢63(华恢1号)和转cry2A基因明恢63水稻,采用酶联免疫吸附法(ELISA)跟踪监测了分蘖期和收获后60 d根际土中外源蛋白含量变化,试验第1年(2012年)和最后1年(2020年)还测定了苗期、开花期和成熟期根际土中外源蛋白含量。结果表明: 2012年,转cry1Ab/1Ac基因明恢63在苗期、分蘖期、开花期、成熟期和收获后60 d根际土中外源蛋白含量分别为1.25、1.77、1.97、1.71和0.30 ng·g^-1,2020年分别为1.30、1.69、2.03、1.77和0.43 ng·g^-1;2012年,转cry2A基因明恢63在苗期、分蘖期、开花期、成熟期和收获后60 d根际土中外源蛋白含量分别为0.91、1.52、1.53、1.37和0.12 ng·g^-1,2020年分别为0.95、1.43、1.61、1.40和0.15 ng·g^-1。多因素方差分析显示,时间效应对Bt外源蛋白积累不显著,而品种和生育期效应显著。Bt稻生长过程中根际土中可以检测出微量的Bt外源蛋白,但收获后60 d已经基本降解完毕,根际土中Bt外源蛋白含量不会随着种植时间的增加而累积。     

转cry1Ac+cry2Ab基因棉与转cry1Ac+EPSPS基因棉荒地的生存竞争能力

【背景】此研究为"十二五"转基因生物新品种培育国家项目中创建新的转基因棉花品种环境安全评价技术而设。【方法】以转双价双Bt抗虫基因(cry1Ac+cry2Ab)棉和转双价抗虫、抗除草剂基因(cry1Ac+EPSPS)棉为观察品种,非转基因棉赣棉11号为对照品种,在荒地用撒播和3cm深度播种2种方式,于2011年5月～2012年3月对棉花出苗率、株高、生育进程、棉吐絮瓣数、絮瓣脱落率、自生苗等生存竞争能力进行比较,检测、评价其杂草化的风险,并探讨、验证检测技术的可行性。【结果】在荒地条件下,以2种方式播种的转cry1Ac+cry2Ab基因棉和转cry1Ac+EPSPS基因棉与非转基因棉相比,上述各项指标的竞争能力总体上未表现显著优势。【结论与意义】转cry1Ac+cry2Ab基因棉和转cry1Ac+EPSPS基因棉在荒地条件下生长无杂草化风险。同时,研究证明,在荒地自然生态条件下,可以采用撒播和3cm深度播种方法检测新的转基因棉花品种在生存竞争能力上的杂草化风险,在测评上有互为参照效应,为定性评价新的转基因棉花品种的杂草化风险提供了保障。