棉鈴蟲(chóng)對(duì)Bt毒素Cry1Ac抗性的分子遺傳機(jī)理研究.pdf

1、轉(zhuǎn)基因棉花的大規(guī)模種植對(duì)控制鱗翅目害蟲(chóng)的為害發(fā)揮了重要作用，但害蟲(chóng)長(zhǎng)期處于轉(zhuǎn)基因作物Bt毒素的高壓選擇下，害蟲(chóng)對(duì)Bt作物的抗性問(wèn)題將不容忽視。昆蟲(chóng)對(duì)Bt的抗性是一種遺傳性狀，其抗性基因就位于昆蟲(chóng)體內(nèi)，參與體內(nèi)各種代謝過(guò)程。目前，還沒(méi)有一致的結(jié)論闡明昆蟲(chóng)對(duì)Bt毒素的抗性機(jī)制，其抗性機(jī)制是復(fù)雜和多樣的。害蟲(chóng)抗性的遺傳機(jī)制研究不僅有助于了解抗性本質(zhì)和特征，而且是制定抗性治理策略的基礎(chǔ)，是研究抗性的一個(gè)重要工具。無(wú)論是昆蟲(chóng)抗性適合度研究，還是昆

2、蟲(chóng)抗性機(jī)理研究，試驗(yàn)材料都是非常重要的。通常研究害蟲(chóng)抗性都是通過(guò)比較抗、感品系之間的差異，所以盡可能縮小二者之間的差異，可以更大概率的找到抗性差異，這對(duì)研究害蟲(chóng)抗性，尤其是研究害蟲(chóng)抗性基因的DNA分子遺傳標(biāo)記是至關(guān)重要的。近等基因系（NIL）是一組遺傳背景相同或相近，只在個(gè)別染色體區(qū)段上存在差異的品系，如果一對(duì)近等基因系在目標(biāo)性狀上表現(xiàn)差異，那么，凡是能在這對(duì)近等基因系間揭示多態(tài)性的分子標(biāo)記，就可能位于目標(biāo)基因的附近。因此，利用近等基因

3、系材料，可以尋找與目標(biāo)基因緊密連鎖的分子標(biāo)記。
　　 通過(guò)10多年的室內(nèi)篩選，本研究室已經(jīng)獲得了對(duì)Bt具有較高抗性的棉鈴蟲(chóng)種群，正在進(jìn)一步研究其抗性機(jī)制。用大約一年半的時(shí)間，我們建立了棉鈴蟲(chóng)抗性近等基因系。經(jīng)過(guò)一系列回交和抗性再篩選，我們得到一個(gè)與敏感品系整個(gè)基因組具有至少93％的同源性、又具有較高抗性倍數(shù)的抗性近等基因系。
　　 以棉鈴蟲(chóng)室內(nèi)Bt抗性品系、敏感品系為試驗(yàn)材料，我們研究了棉鈴蟲(chóng)對(duì)Bt毒素抗性的分子遺傳機(jī)理

4、。體重抑制法測(cè)定結(jié)果表明，用含區(qū)分劑量1.5μg/mL CrylAc毒料飼喂棉鈴蟲(chóng)回交后代（BC）5d后，存活蟲(chóng)數(shù)：死亡蟲(chóng)數(shù)的比例為1:1，證實(shí)該蟲(chóng)對(duì)Bt毒素CrylAc的抗性為常染色體上不完全隱性遺傳。
　　 利用AFLP分子標(biāo)記技術(shù)，研究棉鈴蟲(chóng)對(duì)Bt毒素CrylAc抗性的分子遺傳機(jī)理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)抗性基因BtR與AFLP標(biāo)記EaaMctc2連鎖，位于第4連鎖群上EaaMcte2與EcaMcacl兩個(gè)多態(tài)性標(biāo)記之間，遺傳距離分別為

5、12.2cM±6cM和13.1cM±6cM。對(duì)標(biāo)記EaaMctc2回收、克隆、測(cè)序，僅出現(xiàn)對(duì)于301bp處的單一條帶。序列分析結(jié)果表明，該片段與GenBank中已知序列同源性較低。
　　 昆蟲(chóng)對(duì)Bt產(chǎn)生抗性后，在沒(méi)有選擇壓力時(shí)，有些昆蟲(chóng)的抗性表現(xiàn)出不同程度的衰退，而有些則趨于穩(wěn)定。棉鈴蟲(chóng)抗性穩(wěn)定性研究結(jié)果表明，在沒(méi)有Bt選擇壓下，即用未加入Bt毒素的正常人工飼料飼養(yǎng)棉鈴蟲(chóng)抗性品系五代，抗性倍數(shù)呈現(xiàn)快速下降的趨勢(shì)，從3626.67