Regulation of Leaf and Reproductive organ on the Bt Protein Property in Bt cotton.pdf

1、Bt轉(zhuǎn)基因棉的抗蟲性不穩(wěn)定，尤其是在棉花產(chǎn)量形成階段抗蟲性最低受到廣泛關(guān)注。此外，在棉花所有器官中，生殖器官的抗性最低。因此我們可以推測Bt棉花抗蟲性與器官發(fā)育尤其是生殖器官的發(fā)育有密切的關(guān)系。為明確Bt棉器官發(fā)育尤其是生殖器官的發(fā)育對其抗蟲性的影響，通過田間和盆栽試驗(yàn)研究了Bt基因?qū)牒笠鹈藁I養(yǎng)生長和生殖生長變化;氮素調(diào)節(jié)對Bt棉營養(yǎng)和生殖生長的影響;氨基酸組成及其濃度的變化對Bt棉殺蟲蛋白含量的影響;不同密度、氮素及葉蕾調(diào)節(jié)下B

2、t棉蕾鈴數(shù)量以及大小對其殺蟲蛋白含量的影響;與器官抗蟲性變化的相關(guān)的氮代謝機(jī)理等。研究結(jié)果如下:
　　1、與親本相比，Bt棉主莖葉面積大、果枝葉片數(shù)多，株高高，果枝葉面積小;果節(jié)數(shù)、果枝數(shù)，鈴數(shù)和成鈴率高，果枝始節(jié)位低。N素不足和過量影響B(tài)t棉的營養(yǎng)和生殖生長。與親本相比，氮素不足導(dǎo)致Bt棉營養(yǎng)器官和生殖器官數(shù)量減少、生長速率下降。表明氮營養(yǎng)不足會導(dǎo)致Bt棉營養(yǎng)器官和生殖器官的生長發(fā)育下降。
　　2、相比于對照，在極端溫度脅

3、迫下，鈴期比蕾期有更多的氨基酸組分及含量有更大變化，且與葉片中Bt蛋白含量的變化一致。與蕾期相比，鈴期應(yīng)用GPT、GS活性抑制劑MSO、AOA或者M(jìn)SO和AOA共同處理時，發(fā)現(xiàn)有更多的氨基酸組分及更大的濃度下降，從而導(dǎo)致了葉片Bt蛋白含量的降低。鈴期外部噴施天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、脯氨酸、酪氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、組氨酸以及精氨酸，能顯著增加葉片中Bt毒蛋白含量。但在蕾期只有噴施天冬氨酸、谷氨酸、脯氨酸、甲硫氨酸和精氨酸能夠明顯增加

4、葉片Bt蛋白含量，且增加程度較低。因此鈴期階段Bt棉氨基酸組分及其濃度對外部應(yīng)用氨基酸更敏感。此外，葉片中Bt蛋白含量與天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、脯氨酸、酪氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、組氨酸、精氨酸及其濃度密切相關(guān)。
　　3、雜交種SK-3的棉蕾體積和蕾干重比常規(guī)種SK-1更大。棉蕾體積大的品種，其殺蟲蛋白含量也較高。如現(xiàn)蕾后20天，雜交種SK-3和常規(guī)種SK-1棉蕾中殺蟲蛋白含量差異均達(dá)到顯著水平，且SK-3比SK-1Bt蛋白含量

5、高5.0％。在剪葉處理下棉蕾體積和干重下降，在疏蕾處理下蕾體積和干重增加。剪葉增加了棉蕾中殺蟲蛋白含量，疏蕾降低了棉蕾中殺蟲蛋白含量。氨基酸、可溶性蛋白含量，GPT、GOT酶酶活性也相應(yīng)地增加或下降。相反，蛋白酶和肽酶活性相應(yīng)地下降或增加。在剪葉和疏蕾人工處理下，現(xiàn)蕾后15和30天，棉蕾大小和棉蕾中殺蟲蛋白含量的呈極顯著正相關(guān)（r=0.880**和r=0.720**）。
　　蕾期階段低密度（1.50-3.00株/m2）比高密度處理

6、（7.5株/m2）有更大的蕾體積。相應(yīng)地，低密度水平下棉蕾中Bt蛋白含量也顯著的高于高密度。不同種植密度下棉蕾大小和棉蕾中殺蟲蛋白含量呈極顯著正相關(guān)（r=0.880**）。此外，在低密度處理下，氨基酸和可溶蛋白含量、GPT和GOT活性最高，蛋白酶和肽酶活性低。N素水平也顯著影響棉蕾體積及其Bt蛋白含量。施氮量增加能夠顯著提高棉蕾體積、棉蕾Bt蛋白含量、氨基酸和可溶蛋白含量、GPT和GOT活性、蛋白酶和肽酶活性。不同N素水平下棉蕾大小和棉

7、蕾殺蟲蛋白含量達(dá)到極顯著正相關(guān)（r=0.960**）。因此，蕾體積增大有利于Bt殺蟲蛋白含量提高，蕾中蛋白質(zhì)合成能力增強(qiáng)是主要的生理原因。
　　4、種植密度顯著影響B(tài)t棉鈴數(shù)、鈴體積以及鈴殼中Bt蛋白含量。低密度處理下，單株鈴數(shù)多、鈴體積大，但鈴殼中Bt蛋白含量、可溶蛋白含量低，GPT和GOT活性高，氨基酸含量較高。高密度處理正相反。此外，低密度處理下鈴殼蛋白酶和肽酶活性高。N素應(yīng)用增加了單株鈴數(shù)，鈴體積，降低了鈴殼中殺蟲蛋白含量