利用轉錄組和16S測序技術評價Bt蛋白對龜紋瓢蟲安全性的研究.pdf

1、轉基因作物對非靶標生物的影響是轉基因作物環(huán)境安全性評價的重要內容。龜紋瓢蟲是棉田的優(yōu)勢捕食性天敵，不僅捕食棉田中多種害蟲，還取食棉花花粉，是評價轉基因棉花環(huán)境安全的重要指示性非靶標昆蟲。本研究運用高通量測序技術，系統(tǒng)研究了Bt蛋白對龜紋瓢蟲解毒、消化基因的表達量和對共生微生物組成和結構的影響。本研究旨在明確Bt蛋白對龜紋瓢蟲的安全性，為我國轉基因生物安全評價和安全管理提供技術支撐和依據(jù)。本研究獲得以下主要研究結果。
　　1、選擇未

2、取食蚜蟲的龜紋瓢蟲初孵幼蟲，分別用合有500μg/ml Cry1Ac、Cry2Ab、Cry1Ac+Cry2Ab蛋白的2mol/L蔗糖水處理1齡期龜紋瓢蟲48h，以蔗糖水處理為對照，利用高通量測序技術檢測龜紋瓢蟲體內解毒和消化相關基因的表達量變化。結果表明，高濃度Bt蛋白對龜紋瓢蟲1齡幼蟲體內解毒基因CarE、P450、GST、CCE和消化基因APN、CP、TPs的表達量沒有顯著影響。
　　2、選擇未取食蚜蟲的龜紋瓢蟲初孵幼蟲，分別

3、用含有500μg/ml Cry1Ac、Cry2Ab、Cry1Ac+Cry2Ab蛋白的2mol/L蔗糖水處理1齡期龜紋瓢蟲48h，以蔗糖水處理為對照，利用Illumma Hiseq平臺的高通量測序技術檢測龜紋瓢蟲體內共生菌的結構和組成。結果表明，葡萄球菌屬Staphylococcus、肉桿菌屬Carnobacterium雙歧桿菌屬Bifidobacteium、芽孢桿菌屬Bacllus、布赫納氏菌Buchnera為優(yōu)勢菌屬。葡萄球菌屬Sta

4、phylococcus在取食過Cry2Ab和Cry1Ac蛋白的龜紋瓢蟲體內豐度增大。Cry1Ac+Cry2Ab處理的龜紋瓢蟲體內肉桿菌屬、雙歧桿菌屬豐度相對增大。但整體上優(yōu)勢共生菌的結構和組成無明顯差異。
　　3、選擇取食蚜蟲的龜紋瓢蟲初孵幼蟲，分別用Cry2Ab蛋白含量為0、100μg/ml、300μg/ml、500μg/ml、800μg/ml、1000μg/ml的2mol/L蔗糖水和豌豆蚜隔天飼養(yǎng)至四齡末期。以單一取食蚜蟲的龜

5、紋瓢蟲為對照組。稱量4齡龜紋瓢蟲幼蟲的蟲重，調查單對龜紋瓢蟲三天的產卵量。結果表明，Cry2Ab蛋白對龜紋瓢蟲的蟲重和產卵量沒有顯著影響。高通量檢測龜紋瓢蟲體內優(yōu)勢共生菌的組成和多樣性。主要的菌門是厚壁菌門(Firmicutes)，豐度都高達80％以上。葡萄球菌屬（Staphylococcus）的豐度分別為8368％、9639％、9536％、83.72％、93.72％、9845％、8480％，為龜紋瓢蟲的優(yōu)勢菌屬。結果表明:Bt蛋白不影

6、響龜紋瓢蟲的優(yōu)勢共生菌;不同濃度的Bt蛋白優(yōu)勢共生菌一致;Bt蛋白對龜紋瓢蟲的體重和產卵量沒有顯著影響。
　　4、選擇取食蚜蟲的龜紋瓢蟲初孵幼蟲，用0(T)、500μg/ml(BL)Cry2Ab蛋白的2mol/L蔗糖水和豌豆蚜分別間隔喂養(yǎng)至幼蟲的4個不同齡期（1d/1d=蚜蟲/Bt）。只取食蚜蟲的不同齡期龜紋瓢蟲幼蟲為對照組YC。酶聯(lián)免疫試驗(ELISA)結果表明Bt蛋白在蔗糖水中穩(wěn)定存在。高通量檢測各齡期龜紋瓢蟲體內共生菌的組成

7、和結構。葡萄球菌屬（Staphylococcus）為龜紋瓢蟲幼蟲4個齡期的優(yōu)勢菌屬，是常住菌屬。T組中，葡萄球菌屬在4個齡期的豐度分別為94.11％、7527％、9409％、93.71％;BL組中，葡萄球菌屬在4個齡期的豐度分別為78.02％、96.75％、83.38％、71.74％;YC組中，葡萄球菌屬在4個齡期的豐度分別為16.14％、83.04％、80.04％、84.80％。結果表明:龜紋瓢蟲體內存在Cry2Ab蛋白;龜紋瓢蟲幼蟲