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转Bt基因稻谷对印度谷螟生长发育的影响及其机理研究

作　者: 吴学友
导　师: 宋伟；唐培安
学　校: 南京财经大学
专　业: 农产品加工及贮藏工程
关键词: 转基因稻谷稻谷品质印度谷螟生长发育乙酰胆碱酯酶保护酶
分类号: S511
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

本论文针对转Cry1Ab/Cry1Ac基因稻谷（华恢1号，HH/Bt）储藏期间的特性开展研究，以储粮害虫印度谷螟为研究对象，研究转Cry1Ab/Cry1Ac基因稻谷对印度谷螟生长发育和繁殖的影响，并探索其作用机理。研究结果在理论上加深对转Bt基因水稻食品安全性、生态安全性认识，在实践上为科学开发利用转Bt基因水稻提供理论支持。以下是本研究所取得的研究结果：（1）在25℃条件下，研究了华恢1号稻谷储藏期间Bt蛋白含量及其变化情况，结果表明，HH/Bt糙米中Bt蛋白含量为5.534μg/g～4.003μg/g，稻壳中Bt蛋白含量为1.003μg/g～0.328μg/g；随着储藏时间的增加，HH/Bt稻谷的糙米和稻壳中Bt蛋白含量均显著下降；同一储藏期，HH/Bt稻谷的糙米中Bt蛋白含量显著高于稻壳。（2）对转HH/Bt稻谷及其非转基因亲本明恢63（MH/CK）的淀粉食用品质、关键性营养成分、加工及蒸煮品质等的对比研究表明，HH/Bt和MH/CK在总淀粉、粗蛋白和大部分氨基酸等含量上不存在显著差异（P>0.05）；HH/Bt的直链淀粉、粗脂肪、水溶蛋白、缬氨酸、蛋氨酸、赖氨酸、精氨酸等含量均高于MH/CK，而灰分、醇溶蛋白、盐溶蛋白、碱溶蛋白等含量低于MH/CK（P<0.05）。两者在淀粉糊化温度、胶稠度、精米蒸煮品质的吸水率、膨胀率、米汤pH等指标上不存在显著差异（P>0.05）；HH/Bt在峰值粘度、最低粘度、最终粘度等淀粉粘滞特性参数，以及衰减值、蒸煮精米米汤的碘兰值等指标上低于MH/CK（P<0.05）。（3）对印度谷螟基础生物生态学研究表明，温度显著影响印度谷螟各虫态的发育历期和发育速度，其发育起点温度为7.40℃～15.94℃。拟合的Weibull方程表明，在21℃～33℃范围内，印度谷螟实验种群存活曲线为上拱形（c>1），表明种群中绝大多数个体都能实现其平均寿命，在36℃条件下，c<1，表明种群中幼年阶段具有较高的死亡率，且在21℃～30℃范围内随着温度上升，c值增大，在30℃～36℃范围内，随着温度上升，c值下降。印度谷螟雌虫的产卵期在5.25d～10.42d，且高温下产卵期比低温下短。平均产卵量受温度的影响较大，在30℃和21℃条件下，平均产卵量分别为82.12粒和26.10粒。在30℃试验条件下，印度谷螟实验种群的内禀增长率达到最大值为0.063，平均发育时间达到最小值为49.714d，种群翻倍时间达到最小值为11.017d。（4）利用HH/Bt糙米粉饲养印度谷螟，结果表明，初孵化的印度谷螟幼虫在20%以上HH/Bt饲料中无法存活。以2%HH/Bt糙米粉为食的印度谷螟的发育起点温度为4.90℃～17.36℃，其中卵孵化的起始温度和最高温度分别为15.13℃、38.96℃。在30℃时，印度谷螟实验种群的内禀增长率最大（0.033），平均发育时间最少（63.878d），实验种群翻倍时间最短（21.126d）。取食2%HH/Bt的印度谷螟与取食MH/CK的印度谷螟相比，净生殖率R0、内禀增长率rm显著降低，而世代平均历期T、种群翻倍时间t等显著增加。（5）用5%HH/Bt糙米粉饲喂印度谷螟，测定了F2、F3和F5代印度谷螟高龄幼虫体内的酶活力，结果表明，乙酰胆碱酯酶（AChE）活力与对照相比显著提高，F2代幼虫的AChE米氏常数Km与对照差异不显著，而F3和F5代幼虫的AChE米氏常数Km与对照组相比显著增大，说明在F3、F5代幼虫体内的AChE与乙酰胆碱的亲和力与对照组相比在下降；三种保护酶（超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶）的酶活力均比对照组显著提高（P<0.05）。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-11
第一章文献综述  11-17
  1.1 转基因稻谷品质成分及储藏特性研究进展  11-13
    1.1.1 转基因稻谷品质成分研究  11-12
    1.1.2 转基因稻谷储藏特性研究  12
    1.1.3 小结与讨论  12-13
  1.2 储藏期内转 Bt 基因稻谷的抗虫性研究进展  13-15
    1.2.1 转 Bt 基因稻谷对印度谷螟的影响  13
    1.2.2 转 Bt 基因稻谷对麦蛾的影响  13-14
    1.2.3 转 Bt 基因稻谷对米蛾的影响  14
    1.2.4 转 Bt 基因稻谷对赤拟谷盗的影响  14-15
    1.2.5 转 Bt 基因稻谷对玉米象的影响  15
    1.2.6 小结与讨论  15
  1.3 本研究的视角和意义  15-17
第二章储藏期内转 Cry1Ab/Cry1Ac 基因稻谷 Bt 蛋白降解规律  17-24
  2.1 材料与方法  17-19
    2.1.1 供试稻谷  17
    2.1.2 主要试剂  17-18
    2.1.3 主要仪器设备  18
    2.1.4 储藏条件  18
    2.1.5 水分测定  18
    2.1.6 Bt 蛋白含量测定  18-19
    2.1.7 数据处理  19
  2.2 结果与分析  19-21
    2.2.1 稻谷水分含量变化  19-20
    2.2.2 Cry1Ab 蛋白标准曲线  20
    2.2.3 稻谷 Bt 蛋白含量变化  20-21
  2.3 结论与讨论  21-24
第三章转 Cry1Ab/Cry1Ac 基因稻谷及亲本品质分析  24-33
  3.1 材料与方法  24-26
    3.1.1 供试稻谷  24
    3.1.2 主要试剂  24
    3.1.3 主要仪器设备  24-25
    3.1.4 样品处理  25
    3.1.5 测定方法  25-26
    3.1.6 数据处理  26
  3.2 结果与分析  26-31
    3.2.1 总淀粉、直链淀粉含量  26
    3.2.2 胶稠度  26-27
    3.2.3 淀粉粘滞特性  27-28
    3.2.4 粗脂肪、粗蛋白、灰分含量  28
    3.2.5 蛋白质组分  28-29
    3.2.6 氨基酸含量  29
    3.2.7 加工品质  29-30
    3.2.8 蒸煮品质  30-31
  3.3 结论与讨论  31-33
第四章温度对印度谷螟生长发育的影响  33-47
  4.1 材料与方法  33-34
    4.1.1 供试虫源  33
    4.1.2 主要仪器设备  33
    4.1.3 饲料制备  33
    4.1.4 昆虫培养  33-34
    4.1.5 数据处理  34
  4.2 结果与分析  34-45
    4.2.1 不同温度下印度谷螟各虫态发育历期  34-36
    4.2.2 各虫态发育速率与温度关系的模拟  36-38
    4.2.3 不同温度下印度谷螟各虫态存活率  38
    4.2.4 不同温度下存活曲线与发育历期关系模拟  38-40
    4.2.5 不同温度下印度谷螟的繁殖情况  40
    4.2.6 不同温度下印度谷螟实验种群生殖力生命表的组建  40-44
    4.2.7 不同温度下印度谷螟实验种群生命参数  44-45
  4.3 结论与讨论  45-47
    4.3.1 不同温度下印度谷螟各虫态生长发育历期  45
    4.3.2 不同温度下印度谷螟实验种群生殖力生命表  45-47
第五章转 Cry1Ab/Cry1Ac 基因稻谷对印度谷螟生长发育的影响  47-65
  5.1 材料与方法  47-48
    5.1.1 供试稻谷  47
    5.1.2 供试虫源  47
    5.1.3 主要仪器设备  47
    5.1.4 饲料制备  47
    5.1.5 昆虫培养  47-48
    5.1.6 数据处理  48
  5.2 结果与分析  48-62
    5.2.1 不同含量的 Bt 基因稻谷对印度谷螟生长发育的影响  48-49
    5.2.2 转基因稻谷对印度谷螟各虫态发育历期的影响  49-53
    5.2.3 转 Bt 基因稻谷对印度谷螟发育速率的影响  53-55
    5.2.4 转 Bt 基因稻谷对印度谷螟各虫态存活率的影响  55-56
    5.2.5 转 Bt 基因稻谷对印度谷螟繁殖的影响  56-57
    5.2.6 取食转 Bt 基因稻谷的印度谷螟实验种群生殖力生命表  57-61
    5.2.7 以转 Bt 基因稻谷为食的印度谷螟实验种群生命参数  61-62
  5.3 结论与讨论  62-65
    5.3.1 转 Bt 基因稻谷对印度谷螟生长发育历期的影响  62-63
    5.3.2 以转 Bt 基因稻谷为食的印度谷螟生殖力生命表  63-65
第六章转 Cry1Ab/Cry1Ac 基因稻谷对印度谷螟生理生化的影响  65-76
  6.1 材料与方法  65-71
    6.1.1 供试稻谷  65
    6.1.2 饲料制备  65
    6.1.3 供试虫源  65-66
    6.1.4 主要试剂  66
    6.1.5 主要仪器设备  66-67
    6.1.6 测定原理  67
    6.1.7 试剂配制  67-68
    6.1.8 试虫处理和酶液制备  68
    6.1.9 操作步骤  68-70
    6.1.10 数据处理  70-71
  6.2 结果与分析  71-74
    6.2.1 蛋白质含量的标准曲线  71
    6.2.2 乙酰胆碱酯酶活力  71-72
    6.2.3 乙酰胆碱酯酶酶促反应动力学  72-73
    6.2.4 超氧化物歧化酶活力  73
    6.2.5 过氧化物酶活力  73-74
    6.2.6 过氧化氢酶活力  74
  6.3 结论与讨论  74-76
第七章主要结论与展望  76-78
  7.1 主要结论  76-77
    7.1.1 储藏期内转 Cry1Ab/Cry1Ac 基因稻谷 Bt 蛋白降解规律  76
    7.1.2 转 Cry1Ab/Cry1Ac 基因稻谷及亲本品质分析  76
    7.1.3 温度对印度谷螟生长发育的影响  76
    7.1.4 转 Cry1Ab/Cry1Ac 基因稻谷对印度谷螟生长发育的影响  76-77
    7.1.5 转 Cry1Ab/Cry1Ac 基因稻谷对印度谷螟生理生化的影响  77
  7.2 展望  77-78
参考文献  78-82
致谢  82-83
攻读硕士学位期间发表的论文情况  83

转Bt基因稻谷对印度谷螟生长发育的影响及其机理研究

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