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转Bt基因保铃棉的抗虫特性及利用
来源:互联网 作者:未知 发布时间:2006-12-12
  应用生物工程技术来改造和选育丰产、抗虫、抗病、抗除草剂等农作物新品种是21世纪农业上最具有发展前景的一项高新技术。Bt基因棉的成功培育可以说是转基因植物的一个典范。
  

  转Bt基因棉的问世经历了怎样的历程?  
  八十年代未以来,针对世界性棉花作物的重大致灾害虫抗性棉铃虫,运用该项技术从Bt工程菌中分离出晶体蛋白毒素基因,经克隆、重纽和修饰后转移植入主栽棉花品种中,使棉株每个组织细胞都能不同程度产生杀虫蛋白素,害虫取食后会引起肠道麻痹,出现停食,然后肠道坏死而死亡,从而成为能杀虫自卫的棉花新品种。这种棉化就叫转Bt基因抗虫棉或Bt棉。1987年美国赛特斯公司获得世界上首例转Bt基因棉, 但棉株含Bt毒素量低,田间杀虫效果差。孟山都公司使Bt毒素含量较原来提高了100倍,1988年获得毒素高水平表达的转Bt基因保铃棉。两个品种1995年首次获美国环保局批准登记。


  转Bt基因棉具有怎样的抗虫性特点?
  (1)转Bt基因棉的抗虫谱,主要是鳞翅目害虫中的目标害虫。在美国为烟芽夜城、美洲棉铃虫和红铃虫。在澳大利亚为棉铃虫和澳洲棉铃虫。在我国为棉铃虫和红铃虫。转Bt基因棉对上述5种目标害虫抗性极好;对烟芽夜城幼虫致死率达100%对其他4种害虫致死率为90%~95%。据我国棉田主要鳞翅目害虫的抗性测试结果,对棉铃虫、玉米螟抗性很强,初孵幼虫取食6天死亡率达95%~100%,对棉红铃虫、棉卷叶蛾、棉造桥虫表现有较高抗性,而对地老虎、斜纹夜蛾的抗性很差。对非鳞翅目害虫呀虫、盲蝽、红蜘蛛、棉叶蝉等害虫没有毒杀作用,必须加强监测及时防治。对棉田天敌昆虫无不良影响,由于种植转Bt基因棉可大量降低棉田用药量,有利于保护棉田天敌种群的繁衍增长,有利于发挥天敌对害虫的控制作用。


  (2) 转Bt基因棉对不同龄期害虫的抗性有明显差异。对低龄幼虫特别是对初孵幼虫的抗性极强,随着虫龄增大抗性降低。1~2龄棉铃虫幼虫取食Bt棉嫩叶死亡率达95%~100%。


  (3) 保铃棉杀虫毒素表达的时空特性。转Bt基因棉的抗虫性有随着棉株的生长发育阶段进程而降低趋势。6~7月棉铃虫初孵幼虫喂饲5天死亡率95%,13天死亡率100%。9~10月喂饲36天总死亡率76%。用棉株同一部位嫩叶分别于6、7、8、9月上句对棉铃虫初孵幼虫进行抗性强度测定结果分别为100%、76.69%、62.69%、58.75%。表明营养生长阶段棉株毒性>营养、生殖并存阶段>生殖旺盛阶段>成熟衰老阶段。棉株子叶、真叶毒性>展开顶叶>果枝边叶、外围小蕾>内侧大蕾>嫩铃>硬铃。转Bt基因棉在同一生育期不同空间部位组织的毒性表达也存在明显差异。如花铃期棉株的8种部位组织对棉铃虫初孵幼虫测定的毒性顺序为成熟叶、嫩叶、嫩尖、蕾、幼铃、苞叶>花瓣>花蕊。表明棉株营养组织的毒性比繁殖组织强,花蕊的抗性最弱,棉田中存活幼虫多在花蕊中查到。


  根据上述特点,明确了转Bt基因棉田对棉铃虫等害虫的防治对策,即在二代棉铃虫发生期,保铃棉处于营养生长阶段,嫩芽嫩叶多而且毒性高,在短时间内能杀死绝大部分幼虫,故可以不用化学农药防治。三代棉铃虫发生期,棉株处于营养、生殖生长并存阶段,,毒性开始下降,但此时嫩芽嫩叶和蕾铃多,棉株自身补偿能力强,在一般情况下也不必施药救治,大发生年可根据棉铃虫的幼虫防治指标,辅以药剂防治。四代棉铃虫发生期,棉株由生殖旺盛阶段进入成熟阶段,棉株毒性下降,蕾铃受害后己难以补偿,因此,要克服抗虫棉不需治虫的麻痹思想,必须根据幼虫防治指标进行化学防治。


  此外,在棉花苗期要警惕蜗牛、地老虎发生为害,确保全苗壮苗。对刺吸类棉虫应加大调查和防治力度,严防该类害虫的突发和猖獗。


  转Bt基因棉的利用情况怎样?
  美国1996年开始进行转Bt基因棉的大面积商品化种植、种植面积72万公顷,约占总种植面积14%,总体表现其抗虫性和丰产性均较满意,对目标害虫约有60%棉农未喷药防治,40%棉农进行必要的补充防治。澳大利亚引进美国孟山都公司的基因材料转入自己棉花品种J996年种植面积3万公项,占总植棉面积10%。总体表现尚好,但控制效果不及期望水平,,原认为可节省化防50%~80%,而实际节省50%。我国从美国引进的保铃棉品种等正进行推广应用。抗虫性和丰产性总体表现良好,防治成本约可下降到50%~60%,深受棉农欢迎。随着转Bt如基因棉的推广应用,长期困扰棉花生产的抗性棉铃虫将可能得到有效控制。

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