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斜纹夜蛾与转基因棉（Cry1Ac）的互作研究

作　者: 丛胜波
导　师: 张国安；黄民松
学　校: 华中农业大学
专　业: 植物产品安全生产与质量管理
关键词: 斜纹夜蛾 Bt 生长发育选择性过冷却点分布降解
分类号: S433
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

斜纹夜蛾是一种偶发的杂食性害虫,能为害粮食作物和经济作物。上世纪以前,其在长江流域主要在蔬菜上发生。自2000年起,以棉铃虫和红铃虫为靶标的Bt棉花开始在长江流域商业化种植,有效地控制了这两种害虫的发生与危害,但斜纹夜蛾在棉田的发生量迅速上升,严重威胁了Bt棉花在该地区的种植。针对农业生产中斜纹夜蛾对Bt的不敏感现象,本文从适合度、斜纹夜蛾对Bt棉的取食行为以及斜纹夜蛾对Cry1Ac蛋白的代谢等方面进行了研究,系统阐述了斜纹夜蛾与Cry1A蛋白之间的互作关系。以期为生产中更好的防治斜纹夜蛾提供有力的理论支持。(1)Bt抗虫棉对斜纹夜蛾生长发育及抗寒性的影响结果表明,与取食常规棉叶相比,取食转Cry1A基因棉叶的斜纹夜蛾在存活率、生长发育以及抗寒性方面均无显著差异。(2)斜纹夜蛾对转Cry1A基因棉的选择行为研究对斜纹夜蛾进行的非选择性研究结果表明,斜纹夜蛾1龄和3龄幼虫对Bt棉一直保持很高的取食幼虫率,并没有明显拒食现象。但在选择性试验中,斜纹夜蛾3龄幼虫对泗棉3号表现出了一定的偏好,显示出Cry1A蛋白本身或因外源基因的导入虽然对斜纹夜蛾适合度无不良影响,但可能影响到了其取食行为。(3)斜纹夜蛾对Cry1Ac蛋白的代谢采用ELISA的方法测定了斜纹夜蛾取食Cry1Ac蛋白后,其各组织及粪便中Cry1Ac蛋白的含量,结果表明,在取食Cry1Ac蛋白后,体内各组织中均能检测到Cry1Ac蛋白的存在。比较而言,斜纹夜蛾粪便中杀虫蛋白的含量最高,显著高于其它各组织。其次为肠道,其它组织中杀虫蛋白浓度则较低。通过PAGE-SDS电泳对斜纹夜蛾中肠蛋白酶在离体条件下对Cry1Ac蛋白的降解片段分析表明,经中肠酶液处理后,斜纹夜蛾对Cry1Ac蛋白的降解片段为60kDa大小,低于敏感性较低的棉铃虫(65kDa)。说明斜纹夜蛾对Cry1Ac的酶切过程与棉铃虫的在在差别,并分析这种差异可能是导致斜纹夜蛾对Cry1Ac敏感性较低的原因之一。(4)斜纹夜蛾中肠酶液的最适PH值及蛋白活性对斜纹夜蛾中肠水解酶液的最适PH测定结果表明,斜纹夜蛾中肠内强碱性和弱碱性蛋白酶的最适PH值分别为9.5和7.5,总蛋白酶的为7.5,类胰凝乳蛋白酶的为9.5。抑制剂PMSF、TPCK对总蛋白酶和类胰凝乳蛋白酶的活性的抑制率与棉铃虫的无显著差异,但TLCK对强碱性和弱碱性蛋白酶的抑制率则显著低于棉铃虫。

全文目录

摘要  7-9
ABSTRACT  9-11
第一章文献综述  11-23
  1.斜纹夜蛾概述  11-14
    1.1 斜纹夜蛾的分布及危害  11
    1.2 斜纹夜蛾的生物学特性  11-12
    1.3 斜纹夜蛾的防治技术  12-14
      1.3.1 农业防治  12
      1.3.2 物理防治  12-13
      1.3.3 生物防治  13
      1.3.4 化学防治  13-14
  2.转基因棉的发展  14
  3.BT的杀虫机理  14-16
    3.1 毒素蛋白的溶解  15
    3.2 毒素蛋白的蛋白酶水解及活化  15
    3.3 活化毒素与特异受体结合  15-16
    3.4 昆虫中肠细胞的穿孔及裂解  16
  4.昆虫对BT抗性的产生机理  16-19
    4.1 蛋白酶水解发生变化  17
    4.2 中肠毒素受体的改变  17-19
  5.BT毒素对昆虫体内酶活力的影响  19-20
  6.转BT抗虫棉对棉田害虫的影响  20-22
    6.1 转BT抗虫棉对靶标害虫的影响  20-21
    6.2 转BT抗虫棉对非靶标害虫的影响  21-22
  7.课题研究的目的和意义  22
  8.本研究创新之处  22-23
第二章转BT基因棉对斜纹夜蛾生长发育及抗寒性的影响  23-27
  前言  23
  1.材料和方法  23-24
    1.1 供试材料  23
    1.2 实验方法  23-24
      1.2.1 供试品种的种植  23
      1.2.2 Bt棉对斜纹夜蛾生长发育的影响  23-24
      1.2.3 BT棉对斜纹夜蛾抗寒性的影响  24
  2.结果及分析  24-26
    2.1 BT棉对斜纹夜蛾生长发育的影响  24-25
    2.2 BT对斜纹夜蛾抗寒性的影响  25-26
  3.讨论  26-27
第三章斜纹夜蛾对BT棉的取食行为研究  27-33
  前言  27
  1.材料和方法  27-28
    1.1 供试材料  27
    1.2 实验方法  27-28
      1.2.1 非选择性试验  27-28
      1.2.2 选择性试验  28
      1.2.3 选择性取食指数的计算  28
  2.结果与分析  28-32
    2.1 斜纹夜蛾的非选择性实验  28-30
    2.2 斜纹夜蛾的选择性实验  30-31
    2.3 斜纹夜蛾幼虫选择性取食指数  31-32
  3.讨论  32-33
第四章斜纹夜蛾对CRY1AC蛋白的降解代谢  33-42
  前言  33
  1.材料和方法  33-37
    1.1 供试材料  33-34
    1.2 试验药剂  34
    1.3 实验仪器  34
    1.4 BT毒蛋白在斜纹夜蛾体内的分布  34-35
      1.4.1 取食Bt蛋白的斜纹夜蛾不同组织的获取  34
      1.4.2 Bt毒蛋白的ELISA检测  34-35
    1.5 不同取食时间段内斜纹夜蛾肠道内BT蛋白含量测定  35
    1.6 斜纹夜蛾中肠酶液对CRY1AC蛋白的离体降解  35-37
      1.6.1 试剂配制  35-36
      1.6.2 凝胶制备  36
      1.6.3 点样及电泳  36-37
      1.6.4 剥胶和染色  37
  2.结果与分析  37-40
    2.1 BT毒蛋白在斜纹夜蛾体内的分布  37
    2.2 取食CRY1AC蛋白斜纹夜蛾在饥饿处理不同时间后肠道内CRY1AC蛋白的含量  37-39
    2.3 斜纹夜蛾对BT蛋白的降解  39-40
  3.讨论  40-42
第五章斜纹夜蛾中肠主要蛋白酶活力测定  42-46
  前言  42
  1.材料与方法  42-44
    1.1 供试昆虫  42
    1.2 棉铃虫和斜纹夜蛾中肠蛋白酶活性的测定  42-44
      1.2.1 中肠蛋白酶提取液的制备  42
      1.2.2 斜纹夜蛾中肠主要蛋白酶最适pH值的测定  42-43
      1.2.3 抑制剂对中肠蛋白酶抑制作用测定  43-44
  2.结果与分析  44-45
    2.1 PH值对斜纹夜蛾幼虫中肠主要蛋白酶活性的影响  44-45
    2.2 抑制剂对斜纹夜蛾幼虫中肠主要蛋白酶活性的影响  45
  3.讨论  45-46
参考文献  46-54
致谢  54

斜纹夜蛾与转基因棉（Cry1Ac）的互作研究

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