抗虫棉绿盲蝽的发生及防治
专业文献综述
题目: 《抗虫棉绿盲蝽的发生及防治》姓名:
学院: 植物保护学院
专业: 植物保护
班级: 植保81
学号:
2010 年12 月18 日
南京农业大学教务处制
抗虫棉绿盲蝽的发生及防治
摘要：近年来随着转基因抗虫棉的大面积种植，棉铃虫已经降级为次要害虫，而以前危害较轻的盲蝽象则危害逐渐加重，很多棉区已经上升为主要害虫，造成了严重的危害，应该注意加强综合治理。本文通过对棉盲蝽中的优势种群绿盲蝽进行研究，以其发生规律和现状进行分析，旨在为防治绿盲蝽提供理论依据。
关键词：抗虫棉绿盲蝽发生防治
Cotton lucorum and control the occurrence of Lygocoris lucorμm
Abstract：Recent years, with a large area of transgenic Bt cotton cultivation, cotton bollworm have been downgraded to a secondary pest, and the previous bugs against the lighter gradually increased as the hazards, many of the major cotton pests has increased, causing serious harm should pay attention to strengthening comprehensive management. Based on the advantages of cotton plant bugs in the study population lucorum, the law and its analysis of the status, aims to combat lucorum provide a theoretical basis.
Key words:Cotton lucorum Lygocoris lucorμm occur control
1·绿盲蝽概述
绿盲蝽(Lygocoris lucorμm Meyer一Dur．),属半翅目，盲蝽科。成虫体长5~5.5mm，全体绿色，卵长口袋形，若虫5龄[1]。
绿盲蝽棉花的主要害虫，同时也危害枣、葡萄、梨、苹果、槭树、玉米等植物。危害棉花时它以成、若虫刺吸棉株顶芽、嫩叶、花蕾及幼铃上汁液，幼芽受害形成仅剩两片肥
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厚子叶的“公”棉花。叶片受害形成具大量破孔、皱缩不平的“破叶疯”。腋芽、生长点受害造成腋芽丛生，破叶累累似扫帚苗。幼尖被害可形成无头棉、多头棉、破头，幼蕾受害变黑脱落[2]。棉铃受害后，造成黑心僵瓣[3]。
此外绿盲蝽还为害枣幼果和果柄，使枣果萎缩、僵硬、坏死、畸形，最后脱落；有的向内凹陷成“亚腰”形，有的向外隆起形成小疱，裂开，直至枣果成熟，严重影响了枣果的产量和质量。
绿盲蝽为害葡萄幼果，受害果初期表面呈现不明显的黄褐色小斑点，随着幼果生长，小斑点逐渐扩大呈黑色，受害皮下组织发育受阻，渐趋凹陷。
绿盲蝽为害梨幼果，使受害部初期表面呈现不明显的小黑点，随后小黑点隆起，渐呈星状放射开裂，灰褐色，后期呈现不规则形，黑色，集中于果实萼端，故俗称“黑屁股”，影响果实品质。
2·绿盲蝽发生规律
目前，绿盲蝽在长江流域和黄河流域危害猖獗，在威县棉田，绿盲蝽危害达95%以上，绿盲蝽每年发生3~5 代，在江浙一带一年发生5代，以卵在棉花枯枝、铃壳内或苜蓿上越冬，翌年3至4 月份卵孵化，4 月中旬至5 月上旬成虫开始出现，6月中旬棉花现蕾后迁入棉田，7 月达到高峰，8 月下旬棉田花蕾减少，便迁至蔬菜或果树上进行危害[4]。6月中旬至7月上旬虫口密度最大，主要以2、3代集中危害棉花。
绿盲蝽有转移迁飞习性，成虫可全天活动，有趋光性，喜欢阴湿环境，早晚多在棉株顶部活动，中午多在棉株中部及叶背面活动。7、8 月份天气多雨，棉田阴湿，有利于绿盲蝽发生。绿盲蝽喜欢取食植株肥嫩、含氮量高的棉花嫩头。
3·绿盲蝽危害现状
上世纪90年代，绿盲蝽发生较轻，主要寄主为棉花和苜蓿。自大面积推广种植抗虫棉以来，再加上农业生产结构的变化，绿盲蝽由次要害虫迅速成为棉花上的主要害虫。
目前常年6 ~ 7月份棉株生长点顶尖被害率达到90％以上。某些省份绿盲蝽还具多次危害性。如在德州市绿盲蝽一年发生5代，对农业产生严重影响。在邓州市，据2004年调查，抗虫棉田绿盲蝽的发生就有两个高峰期。6月30日为第一个发生高峰，百株有虫3头，破叶株率为4．4％，8月16日为第二个发生高峰百株平均有虫4头，平均被害株率为5％，幼蕾被害率为0．6％；2005年7月21日，第一个发生高峰调查平均百株有虫4头，8月17日第二个发生高峰百株有虫5头，被害株率为7％，幼蕾被害率为1．3％；2006年7月l1日第
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一个发生高峰百株平均有虫5头，8月14日第二个发生高峰平均百株有虫6头，被害株率为8％，百株平均虫量和平均被害株率分别是1 987 2002年发生较重年份的2倍和2～2．4倍。绿盲蝽成为棉田主要害虫[2]。
绿盲蝽除了危害棉田，也使桃、李、山楂也受到一定程度的危害，对果树生产影响极大[5]。且研究发现，由于转基因棉田棉花品种不同，棉田绿盲蝽成虫有4个高峰期[6]。分别在6月下旬、7月中旬、8月中旬和9月上中旬。
4·绿盲蝽危害严重的原因
第一，主要是抗虫棉的大量种植，增加了棉盲蝽的发生。种植抗虫棉有效地控制了棉铃虫等鳞翅目主要害虫，减少了化学杀虫剂的使用[7]，但是，转基因棉田间棉叶螨(Tetranychus cinnabarinus)、棉蚜(Aphis gossypi—i)、棉蓟马(Thrips tabaci)、棉粉虱(Bemisia tabaci)、棉盲蝽等刺吸性害虫的发生为害加重。其中以棉盲蝽的表现明显，绿盲蝽(Lygocoris lucorμm Meyer一Dur．)、中黑盲蝽(Adelphocoris suturalis Jackson)、苜蓿盲蝽(Ad elphocoris lineo latus Goeze)和三点盲蝽(Adelphocoris taeniphorus R euter)的种群数量都相应增加，其中绿盲蝽作为棉盲蝽的优势种群，成为主要害虫。由于所推广种植的抗虫棉仅对棉铃虫、棉红铃虫等鳞翅目害虫有较好的抗性，而对棉盲蝽等叶面害虫抗性较差甚至没有抗性，不能控制这些害虫的为害。同时，杂交棉前期长势强，常早发，易吸引棉盲蝽较早地向棉田内转移为害，中后期植株高大，为棉盲蝽在棉田内加重发生提供了极为有利的条件。这些都是其加重发生原因的根本所在[8]。其次，绿盲蝽取食豆类和转基因抗虫棉品种的发育历期均短于常规棉品种,转基因抗虫棉更有利于绿盲蝽的生长发育和繁殖[9]。且棉田种植密度大，田间荫蔽造成了绿盲蝽严重发生，杂交棉一般要求1500株／667m 左右，但是近年来棉农种植密度都过大，种植2000～2500株／667m以上，大株型的杂交棉加上高密度种植，使田间造成荫蔽，给该虫提供了严重发生的条件。此外，由于抗虫棉的推广，以棉铃虫、棉红铃虫等为主的钻蛀性害虫得到了较好的控制，棉田内的用药次数减少，特别是在前期较抗虫棉种植前减少得更为明显，这对棉田内前期发生的棉盲蝽失去了控制，有利于该虫种群在田间的及早建立，为后期的发生提供了大量的虫源，为绿盲蝽的发生繁衍提供了有利场所。另外，转基因棉杂交品种植株高大、生长旺盛, 而且棉盲蝽低龄若虫个体小、体色与棉花相近, 聚集隐蔽、行为敏捷、迁移扩散能力强, 田间调查的若虫数量指标难以准确、工作量大，绿盲蝽的成虫飞行能力强，并且危害时间长，给棉农防治带来很大困难[10]。
第二，4月份的温度3～lO℃，湿度70％以上，对于绿盲蝽来说温湿事宜，有利于其于
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越冬卵孵化和若虫发育。
第三，果农缺乏对绿盲蝽的认识和防治意识，盲目用药，致使近两年绿盲蝽发生严重。
第四，棉田周围的种植结构发生变化，如棉花与玉米、大豆等插花种植，使绿盲蝽转移寄住，助长了绿盲蝽的发生。
5·绿盲蝽综合防治
近年来，转基因抗虫棉的品种培育与应用进展迅速[11]。实际中, 应结合农业防治和化学防治结合其它有效防治策略, 并考虑到所制定的防治指标既简捷实用、又便于群众掌握等,提出合理的综合治理措施。已有研究表明，绿盲蝽1~3代的孵化时间集中，成虫高峰期明显，2代成虫迁移转主时间集中。为此，在防治上应针对其薄弱环节，抓住防治关键时期，将该虫消灭在孵化期和成虫羽化及转主之前。以绿盲蝽2、3龄若虫高峰期作为防治适期,进行综合防治。根据田间调查和防治效果分析，棉花盲蝽象的防治指标为：真叶期绿盲蝽象5 头/百株，或棉株新被害率达3%；蕾期13 头/百株，或被害株率5%～10%达到指标的应立即防治。
5.1农业防治
加强棉田管理，提高棉株的自身抗虫能力。
根据棉盲蝽喜欢产卵于杂草内的特征，秋季彻底清除棉田周边杂草和枯枝落叶，并集中销毁，优化生态环境、清理越冬场所，可压低虫源基数。即在秋冬季节清理果园附近及棉田中的棉杆、棉叶等，并于果树落叶前树干绑草把诱集成虫产卵；早春清除树下及田埂、沟边、路旁的杂草，3月上中旬解除草把、刮树皮。结合修剪剪除枯枝、病残枝集中烧毁或沤制土杂肥，减少、切断绿盲蝽越冬虫源和早春寄主上的虫源；果树生长期间及时清除果园内外杂草，及时夏剪和摘心，消灭潜伏其中的若虫和卵，可以减少绿盲蝽的发生。根据棉盲蝽的趋嫩性强，营养过剩的棉田适合绿盲蝽的发生，因此在棉田管理上应根据棉花生物学特性，做到合理密植，适时采取整枝、少量多次喷施缩节胺、平衡施肥等措施适当抑制其营养生长，使棉花植株生长健壮，增强其抗虫能力，达到减轻虫害的目的。在实际生产中合理施肥，注意氮、磷、钾肥的合理搭配，做到有机肥与复合肥相结合，增施钾肥及微肥，切忌偏施氮肥，以防棉花生长过旺；及时做好受害棉株的整枝工作，去掉多头苗、丛生枝。
根据棉盲蝽的转移寄住危害的习性，棉田周围不种植盲蝽蟓喜食作物,早期加强对苜蓿、胡萝卜等留种田内盲蝽蟓的防治，减少迁飞虫源。
5.2化学防治
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防治关键在“早”，田间发现棉株嫩叶或苞叶上出现小黑点时开始喷药防治[12]。在药剂选择和使用上，以触杀性好和内吸性强的药剂混合喷雾效果最好，从6月18日到6月25日，是第二代绿盲蝽象若虫孵化盛期，危害高峰期在6月下旬，每次降雨后2—5天内会出现危害小高峰，若虫孵化后即刻造成危害。此时正值棉花盛花，棉田从这时开始危害较重。可以用40％灭多威水溶性粉剂1500倍液+20％吡虫啉1500倍液混和喷雾；2．5％功夫2500倍液+20％丁硫克百威乳油1500倍液混合喷雾；2％阿维菌素乳油+70％艾美乐水分散剂混合喷雾。要注意使用具有负交互抗性的农药，轮换或混合使用，以防绿盲蝽产生多抗性。根据绿盲蝽的生活习性，在防治上要采取大面积统一防治，喷药时间最好在傍晚，以取得较好的效果。同时利用其成虫的趋光性，在成虫发生期统一采用黑光灯诱杀成虫，可减少卵的基数。防治果树上的绿盲蝽可于4月上旬全树喷一遍3—5波美度石硫合剂，特别注意树干周围地面都要喷到。4月中旬至7月下旬每隔7—10d进行一次全园喷药。喷药时做到树上树下全面喷药，树干、地面杂草和间作物都要喷药[5]。
5.3保护和利用天敌
长期以来，棉花病虫的防控主要依赖于化学农药的施用，在控制病虫为害的同时，也对田间天敌带来了极大的打击，棉田内以蜘蛛、草蛉、小花蝽等为主的棉盲蝽天敌种群数量大幅度减少，对棉盲蝽的控制作用甚微。近年来各地田间调查表明，6~7月份田间混合种群密度为百株成若虫仅2~8 头，高的也不过20 头左右[8]。绿盲蝽的自然天敌种类较多，主要有卵寄生蜂、花蝽、草蛉、姬猎蝽、蜘蛛等，在进行化学防治时，要以保护天敌为前提，尽量选用对天敌毒性小的杀虫剂。
5.4物理防治
利用棉盲蝽的趋光性，可在棉田间点灯诱杀成虫，减少田间着卵量。
5.5利用熏蒸作用强的杀虫剂熏蒸
敌敌畏具有触杀、胃毒和熏蒸三种杀虫作用，生产中利用敌敌畏与细沙土按照1：100的比例，均匀混合在晴朗无风的傍晚或清晨，撒在棉花行间，每亩用细沙土lO千克，对盲蝽象具有很好的熏蒸杀灭作用。这种局部用药方法不杀天敌、不污染土地及水源，是生产中值得推广的好方法。
6·总结
抗虫棉的种植为绿盲蝽的发生提供了有利的条件，为绿盲蝽提供了丰富的虫源和越冬场所，其棉田间的生境也为绿盲蝽提供了事宜的发生条件，为绿盲蝽的防治带来越来越严重的阻碍。在此影响下，掌握绿盲蝽的发生规律，危害情况等相关信息，掌握正确的综合
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治理措施，消除“抗虫棉”就是“无虫棉”的错误观点，掌握防治棉盲蝽的正确建议，达到防治棉盲蝽的目的。
参考文献:
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专业文献综述成绩评阅表
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学院植物保护专业植保81 姓名谷兴凤题目抗虫棉绿盲蝽的发生及防治
指导教师意见：
论文评定：
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年月日
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转基因抗虫棉
转基因抗虫棉的研究进展 摘要：综述了转基因抗虫棉的研究进展，包括抗虫基因的研究、载体构建技术的研究、转化技术的研究及存在的问题等，并展望了转基因抗虫棉未来发展前景。关键词：转基因抗虫棉花研究进展 引言 棉花生长周期长、虫害多，造成的损失非常严重。据统计，在转基因抗虫棉商品化之前，全球每年用于防治棉花虫害的费用高达20亿美元，约占所有农作物防虫费用的四分之一。[1]传统的化学农药防治棉铃虫不仅费用高，且已引发了棉虫的抗药性，同时化学杀虫剂的过量使用也带来了环境污染的问题，而转基因植物所产生的杀虫蛋白主要是通过抑制害虫消化等生理功能而达到抗虫的目的。与施药防治棉田害虫相比，转基因技术具有较多优势：不会在土壤和地下水中造成残留；不会被雨水冲刷流失；对非靶标生物无毒性；保护作用无盲区；减少农药及用工投入[2]等。雪花凝集素（Gulanthus nivalis agglutinin gene，GNA）是第一个转入重要作物、并对刺吸式口器害虫有抗性的基因，转GNA的水稻可降低害虫的存活率，阻止害虫的发育[3]。另外烟草阴离子过氧化物酶[4]、昆虫几丁质酶基因[5]也被用于抗虫基因工程的研究。迄今为止在棉花抗虫基因工程研究领域，最成功的例子是苏云金芽孢杆菌Bt杀虫基因的应用，其次是蛋白酶抑制剂基因。另外，凝集素、α-淀粉酶抑制剂、胆固醇氧化酶等转基因抗虫植物的研究也取得了进展，所以利用基因工程技术培育转基因抗虫棉受到了各国的高度重视。自1996年商品化种植转基因作物开始，全球转基因植物的种植面积已由1996年的170万hm2猛增到2008年的1.25亿hm2，增长了73倍，2008年全球市场价值已达75亿美元，约占全球商业种子市场的22%，其市场价值优势明显，转基因产业得到了蓬勃发展，尤其在发展中国家。印度Bt棉2002年引入，连年种植面积快速增加，至2008年达760万hm2，产量翻番，曾经是全球棉花产量很低的国家，现已成为棉花出口国。转基因棉回报率高，生产成本低，市场需求大，到2005年我国通过国家审定的转基因抗虫棉品种已增至26个[6]，到2007年我国转基因抗虫棉种植面积已达380万hm2，占全国棉花种植面积的69%。农业生物技术应用国际服务组织（ISAAA）发布的报告显示，2007年转基因作物种植面积增加了12%，达到了1.143亿hm2，成为过去五年来种植面积增加第二快的一年。[7] 2008年至2010年，我国新型转基因抗虫棉培育和产业化全面推进，新培育36个抗虫棉品种，累计推广1.67亿亩，实现效益160亿元，国产抗虫棉市场份额达到93%，有效控制了棉铃虫危害，彻底打破了国外抗虫棉的垄断地位。这是我国转基因生物新品种培育重大专项取得的成就之一。我国转基因技术研究与应用取得了显著成效：获得一批具有重要应用价值和自主知识产权的基因，培育一批抗病虫、抗逆、优质、高产、高效的重大转基因生物新品种，为我国农业可持续发展提供强有力的科技支撑。 然而，随着转基因抗虫棉在世界范围的发展，也不断涌现出一些问题，如棉花质量问题，抗虫性持久问题，对生态环境安全问题等，本文综述了转基因抗虫棉的研究进展，包括抗虫基因的研究、载体构建技术的研究、转化技术的研究及存在的问题等，并展望了转基因抗虫棉未来发展前景。 1.几种抗虫基因的介绍 1.1 Bt基因 Bt基因是苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis）的简称，它是一种革兰氏阳性菌，在地球上分布十分广泛。Bt基因是抗虫棉中研究最多、进展最快、应用最广泛的一类基因，它对鳞翅目昆虫有专一杀伤作用。大部分Bt杀虫蛋白具有杀虫专
转基因抗虫棉的研究历程与展望
中国转基因抗虫棉的研究历程与展望——基因工程研究进展作业
生物技术B1104 刘岩 0514110410 摘要:本文从抗虫基因的分离与转基因棉株的获得、转基因抗虫棉品种的转化、转基因抗虫棉研究的现状与进展方面进行介绍,并在此基础上分析探讨了目前培育转基因抗虫棉存在的问题和将来的发展方向。 关键词：转基因抗虫棉研究背景转化方法问题展望 正文：转基因抗虫棉也称为转Bt基因抗虫棉。它是将苏云金芽孢杆菌的Bt基因导入到受体细胞（转基因抗虫棉的叶肉细胞）中。苏云金芽孢杆菌的代谢过程中能产生一种Bt杀虫蛋白，它对多种害虫具有毒杀作用，作为生物农药广泛使用在蔬菜、瓜果等作物上。通过根癌农杆菌介导等方法将Bt基因转入棉花植株的细胞中后，棉株体内也能合成Bt杀虫蛋白。转Bt基因抗虫棉的杀虫谱因Bt基因不同而存在差异。我国现有的转基因抗虫棉对棉铃虫、红铃虫、卷叶虫等鳞翅目的害虫具有非常显著的抗性。 一、转基因抗虫棉的研究背景 （一)抗虫基因分离与转基因棉花植株获得
用于植物抗虫基因工程研究的基因很多，但并不是所有的基因均可用于转基因抗虫基因抗虫棉的培育，而应根据棉花自身受害虫的危害情况，有针对性地选择那些对棉花害虫具有较强杀伤作用的基因。综观国内外的研究现状，目前已用于或正在用于转基因抗虫棉培育的基因主要有以下几类： 1．苏云金芽孢杆菌素蛋白基因（Bt基因）Bt制剂作为一种生物杀虫剂在农业上应用已有30余年的历史，虽然它具有专一性强、效果好、对人畜安全等优点，但在自然界被阳光钝化、雨水冲淋，从而限制了其在生产上的广泛应用。 2．蛋白酶抑制剂基因植物蛋白酶抑制剂是自然界含量最为丰富的蛋白种类之一，它广泛存在于植物的各种组织及器官中，其中以种子与块茎中的含量最高，可达总蛋白含量的1%-30%。蛋白酶抑制剂的种类很多而且自身特点较多。首先，从杀虫机理上看，其基因产物作用于昆虫消化酶的活性中心，这是酶的最保守部位，突变的可能性很小，基本上可以排除害虫通过突变产生抗性的可能；其次，蛋白酶抑制剂的抗虫谱广泛;另外，蛋白酶抑制剂来源于植物自身，对人畜无害。但是蛋白酶抑制剂基因要想达到理想的抗虫效果，就必须要求转基因植物蛋白酶抑制剂的表达量远远高于转Bt基因植株的表达量，这也给抗虫基因工程带来了一定的困难。 3、外源凝集素基因外源凝集素是一组广泛存在于植物组织中的蛋白质成分，在储藏器官和繁殖器官中的含量尤其丰富。 4、其它抗虫基因的研究及利用除上面所讲述的几种抗虫基因外，人们还在不断探索新的抗虫基因，以便创造出更多更好的抗虫转基因作物。 二、抗虫基因的转化方法
转基因抗虫棉鲁棉研37号品种简介
高产、抗病转基因抗虫棉新品种鲁棉研37号 鲁棉研37号（区试代号：鲁253）是山东棉花研究中心以高产、高抗黄萎病的自育品系鲁9136（豫2067×定陶621）为母本、转基因抗虫棉鲁99系为父本杂交后选育的常规抗虫棉新品种。2005-2006年参加山东省抗虫棉区试，2008年参加山东省生产试验，2009年通过山东省农作物品种委员会审定。该品种于2007年取得转基因生物山东省生产应用安全证书，2008年申报了黄河流域及西北内陆棉区的生产应用安全证书。 1、主要生物学特征 鲁253全生育期内长势强，生长旺盛。植株筒型；叶大，呈深绿色，叶功能强；铃卵圆形。全生育期129天，第一果枝节位7.2，株高108.2，果枝数14.4个，单株结铃性强，平均单株结铃22.9个，单铃重5.6g，衣分41.3%，籽指9.5g，霜前花率90.3% 2、丰产性 2005年山东省区试，皮棉和霜前皮棉亩产为111.0公斤、98.1公斤，分别比对照增产18.8%、15.8%；2006年皮棉和霜前皮棉亩产为108.8公斤、99.0公斤，分别比对照增产10.9%、12.5%，两年平均居小组第一。 3、纤维品质 经农业部纤维品质检测中心测试（HVICC标准），2005-2006两年平均2.5%跨长29.1，比强28.3cN/tex,麦克隆值4.8，纺纱均匀指数140.5。 4、高抗枯萎、耐黄萎、高抗棉铃虫 2005年山东省区试鉴定，各试点平均枯萎病指4.79，黄萎病指9.71，抗枯萎病、抗黄萎病；2006年个试点平均枯萎病指2.8，黄萎病指17.8，抗枯萎耐黄萎。保蕾效果87.7%，高抗棉铃虫。 5、鲁棉研37号的突出特点 （1）结铃性强该品种蕾期脱落较轻，结铃性强。山东省区试，单株结铃数两年平均22.9个，居第一位。2008年，在山东棉花研究中心临清试验站组织的新品种展示试验中，鲁棉研37号的结铃性居所有参展杂交种和常规种之首。 （2）抗病、抗旱、耐瘠薄能力强该品种全生育期内长势强，叶较大、叶
转基因抗虫棉的抗性研究与利用
棉铃虫是棉花生产的主要害虫之一，在抗虫棉没有推广应用前，当棉铃虫大发生时，均会给农民以及棉花产业带来严重的损失。由于棉铃虫防治只能依靠农药，而棉铃虫也逐渐对农药产生抗性，致使1992年棉铃虫在我国棉区大爆发，我国当年杀虫剂纯农药的生产量只有20万t，其中为防止棉铃虫就消耗15万t左右。出现了农药打不死棉铃虫，反而还威胁到人畜及生态的安全，也导致整个国家出现“棉荒”现象，造成严重的经济损失。1991年国家“863”计划开始启动转基因抗虫棉的研究，充分利用生物分子技术来解决常规育种技术难以解决的问题。经过二十多年的努力，我国已初步形成了基础研究、应用研究到产品开发的较为完整的技术体系，目前我国转基因抗虫棉整体发展处于国际先进水平。 1转基因抗虫棉创新与发展 1.1 转基因抗虫棉研究与创新 转基因抗虫棉是利用分子生物学技术将外援基因或经修饰的基因转移到棉株中，从中分离得到所需要的基因。常规杂交育种也属于一种转基因技术，但是它只能在有限的范围内对作物的遗传基因进行改良，并不能做到针对某一优良性状进行定向改造。因此，转基因技术是传统遗传育种技术的发展与创新，也将是我国未来农业发展的必然趋势。 1983年，世界首例转基因烟草培育成功；1986年，抗虫和抗除草剂的转基因棉花进入田间试验阶段；1990 《种子法》规定：销售的种子必须进行包装，而且要附有标签。购种时一看种子袋表面是否印有“作物种类、品种名称、生产商、质量指标、净含量、生产年月、警示标志(一般是对包衣种子而言)和‘转基因’标准”等内容(这些项目必须外标)，如果没有可认为是假种子；二看种子袋内是否装有内标牌，标牌上是否印有种子经营许可证、生产许可证、检疫证编号、生产商地址、联系方式和使用说明，如果没有、不全或与实物不符，说明种子来历不明或者是假种子。 3.3 注意检查种子包装是否规范 查看包装物的质地、印刷质量、字迹是否清楚、有无粘贴等。代销点不能随意拆袋，以防混入假劣种子。有的包装袋上注明严禁拆口销售。 3.4 仔细查看种子 正常的当年种子大小一致、籽粒饱满、色泽鲜亮，近闻有正常的谷香味。谷物类种子还要摸一摸、看一看含水量是否超标。双手插到种子袋中间感到凉、不粘手、掰开后茬口齐的种子含水量较低，反之含水量高，贮存时容易霉变。注意种子的生产年月，避免购买超过一个生长周期的种子，种子保存的时间长短，将影响其发芽率。 3.5 选择适宜品种 要根据当地气候、茬口选择适宜品种。不可只注重品质、产量等因素，盲目选择。 3.6 索取销售发票 购买时与商家索取销售发票，并在发票上注明品种名称、数量、价格、地点及时间，妥善保管。销售发票是购种的凭证，是有效的证据。播种开始时保存少量购买的种子作为样本，以备用。如果种子质量有问题，可以委托种子质量监督检验部门检验，凭检验报告要求种子经营单位予以赔偿，或到种子管理部门投诉。 3.7 仔细阅读种子使用说明和注意事项 仔细阅读种子使用说明和注意事项，不明事项要及时咨询，以免操作失误，影响产量和品质。对于瓜菜类及反季节栽培用的种子，一定要注意适宜的栽培时间(温度)和地点(气候类型)。 （收稿日期：2013—12—15） （本栏责任编辑：刘中漱） 徐福海1 许 泉1，2 王元慧1 康 勇1，2 张 莉1 金夏红1，2 （1 南京神州种业有限公司 210095 2 南京农业大学） 摘 要 转基因抗虫棉是我国唯一获准商品化生产的转基因作物，本文对抗虫基因的分离与转基因棉株的获得及抗虫棉的抗性原理进行了探讨。转Bt基因抗虫棉不同生育阶段，不同部位对棉铃虫的抗性，抗虫棉的研制成功与大规模产业化保障我国棉花稳步发展，增加农民收入保护环境作出了重要贡献。 关键词 转基因抗虫棉 抗性研究 利用技术 doi:10.3969/j.issn.1000-8071.2014.03.011
抗虫棉主要虫害的发生与防治.
抗虫棉主要虫害的发生与防治 核心提示：一、棉蚜的发生与防治1、棉蚜是棉花上最主要的害虫之一，过去以苗期为害为主，现在蕾铃期为害也非常严重。棉蚜以成蚜、若蚜聚集在叶背面刺吸汁液，破坏组织细胞，使叶片萎缩变形，造成卷叶或发黄脱落，甚至死... 一、棉蚜的发生与防治 1、棉蚜 是棉花上最主要的害虫之一，过去以苗期为害为主，现在蕾铃期为害也非常严重。棉蚜以成蚜、若蚜聚集在叶背面刺吸汁液，破坏组织细胞，使叶片萎缩变形，造成卷叶或发黄脱落，甚至死苗。苗期受害造成叶片减少，植株变矮，生育期推迟；伏蚜为害造成蕾铃大量脱落，重者油腻满株或使棉株脱落成光秆，严重影响产量，发生呈加重趋势。 2．发生规律 棉蚜发生与以下几个因素有关：①越冬基数；②有翅蚜的迁飞。有翅蚜出现和迁飞早晚及数量多少决定苗期棉蚜为害的迟早与轻重，最早出现在4月中旬，一般在4月下旬出现，最迟在5月上旬前迁飞至棉田呈点片状分布，当有翅成蚜、若蚜占总蚜量的30％左右，7～10天后就可出现有翅蚜的大量迁飞，在棉田扩散蔓延为害；③气候因素。越冬阶段低温和夏季高温高湿对棉蚜发生繁殖不利，春季气温稳步回升是棉蚜大发生的季节，入伏前小雨、降温是促成伏蚜暴发的重要条件，大雨、暴雨不利有翅蚜的迁飞，可减少棉蚜数量； ④天敌因素。棉蚜的天敌种类很多，常见重要种类有：瓢虫类、草螟类、蜘蛛类、小花蝽等，要注意保护天敌。 3．防治标准 根据棉蚜为害情况。科学用药，减少防治面积。降低农药成本，保护天敌资源，防治环境污染，掌握防治标准是十分重要的。苗蚜：选择有代表性的棉田，5点取样，每点调查20株，当有蚜株率达30％，百株蚜量达500～1000 头，是防治的有利时机，应进行防治。伏蚜：自小暑至大暑间，注意检查棉株中、下部棉叶的棉蚜。在代表地块，调查50株，取上、中、下3片叶，当百株3叶伏蚜数量达万头或单叶百株蚜量达2000头时，应进行防治。 4．防治方法 ①使用包衣抗虫棉种。包衣内一般含有杀虫剂，可以防治蚜虫；②利
转基因抗虫棉的遗传转化与功能验证
转基因抗虫棉的遗传转化与功能验证 一、农杆菌介导的棉花胚胎再生遗传转化体系 （一）实验方法 以W0为受体，将pC2-dsGFP、pC2-dsJHAMT、pC2-dsPTTH3、pC2-dsPTTH5、pC2-dsJHBP载体的农杆菌菌株，运用农杆菌介导法分别将目的基因转入棉花下胚轴，通过组织培养技术获得转基因再生株系。 嫁接试验采用根系发达抗病性强的海岛棉（海7124）的实生苗做砧木，接 穗是转化基因再生植株。 （二）实验步骤 农杆菌介导的棉花遗传转化分3步，转化、胚胎发生和植株再生。
1）种子脱绒：轧花后的棉花种子，烘干（40℃左右），用适当硫酸（H2SO4）脱去短绒，自来水洗掉种子表面浓硫酸，充分晾干； 2）种子的消毒处理：选取饱满棉花种子于无菌三角瓶中，无菌水冲洗一次，70%乙醇表面消毒种子30 Sec，弃去乙醇，加入30%过氧化氢（H2O2）于摇床振荡2-3 h，弃掉H2O2，无菌水冲洗种子3-5 次，保留少量无菌水浸过种子，存放28℃，18-24 h，待到种子破壳露白； 3）外植体制备：在无菌条件下，滤掉消毒过种子的无菌水，剥去种子种壳，接种于苗培养基（1/2MS）上，28 ℃黑暗培养（N）3 d，然后在28℃、3000-5000 Lx光照下培养(D/N＝16 h/8 h) 3 d。 4）农杆菌活化与浸染液制备：将-70℃保存的农杆菌载体菌株，取出冻融。 在固体LB平板培养基上（含Kan 50μg/ml＋Rif/Str 50μg/ml）划线，28℃静止培养1-2天。平板挑取单菌落，接种于含相应抗生素的LB液体（Kan 50μg/ml＋Rif/Str 50μg/ml）培养基（10ml）中，28℃振荡过夜，再按1%接种量转接入50mL新鲜培养基中（含Kan 50μg/ml＋Rif/Str 50μg/ml）培养8小时左右，测定OD600为0.5左右。4℃，5000rpm离心5min ，收集菌体。然后用5mLMSB0（含100 uM/ml AS）液体培养基重新悬浮沉淀，再转入15-45mL的MSB0（含100uM AS）液体培养基，28℃摇床上培养至OD600为0.5左右，稀释培养液OD600 值0.3-0.7 时备用。 5）浸染与共培养：在超净台上使用手术刀切割茎段7cm左右，将下胚轴茎段浸泡于农杆菌侵染液中5-8 min，用灭菌滤纸吸干胚轴段菌液，放在铺有一层灭菌滤纸的共培养培养基上，用封口膜封口，22℃～25℃共培养2d。 6）下胚轴切段两端切口长出的愈伤组织直径大约0.5-1.0 cm时切下来单独继 代，愈伤组织块的直径大约2 cm时转移到胚性愈伤组织诱导培养基上。
转基因抗虫棉实验
转基因抗虫棉实验 一转基因植株的获得 1.选取克隆良好的抗虫棉基因，并构建转基因载体 抗虫棉的基因来自细菌，属于原核生物的基因，直接分离就行 用来构建载体的是一般是一些病毒的环形基因，用限制性核酸内切酶分别对该环形基因和目的基因进行切割，将切好的目的基因（抗虫棉基因）和环形基因通过DNA连接酶进行连接构成一个完整的基因，这个基因就是带有抗虫棉基因的重组基因 2.将目的基因转入植物细胞 主要方法有：1.鸟枪法 2.根癌农杆菌转化 3.慢病毒转染 农杆菌介导转化过程 农杆菌介导转化过程主要分为两步： 首先：农杆菌将T-DNA以单链的形式从Ti质粒上切下，然后与一系列Vir蛋白接个，这些过程都发生在农杆菌细胞内； 然后：与T-DNA相连的vir E2蛋白上有核定位序列，在它的作用下，T-DNA被转入宿主细胞，然后整合宿主基因组，整合的方式主要有双链打开修复和单链缺口修复两种方式。 3.再生植株培养（详细请查阅相关课本） 4.再生植株移苗至盆栽 二转基因植株分子检测 1.取再生植株叶片，进行基因组DNA提取 1 设备：移液器，冷冻高速离心机，台式高速离心机，水浴锅，陶瓷研钵，50ml离心管（有盖）及5ml和1.5ml离心管，弯成钩状的小玻棒。 2试剂 1、提取缓冲液Ⅰ：100mmol/L Tris·Cl, pH8.0, 20mmol/L EDTA, 500mmol/L NaCl, 1.5% SDS。
2、提取缓冲液Ⅱ：18.6g葡萄糖，6.9g二乙基二硫代碳酸钠，6.0gPVP，240ul巯基乙醇，加水至300ml。 3、80:4:16/氯仿:戊醇:乙醇 4、RnaseA母液：配方见第一章。 5、其它试剂：液氮、异丙醇、TE缓冲液，无水乙醇、70%乙醇、3mol/L NaAc。 3操作步骤： （一）水稻幼苗或其它禾木科植物基因组DNA提取 1. 在50ml离心管中加入20ml提取缓冲液Ⅰ, 60℃水浴预热。 2. 再生植株叶片5-10g, 剪碎, 在研钵中加液氮磨成粉状后立即倒入预热的离心管中, 剧烈摇动混匀, 60℃水浴保温30-60分钟(时间长,DNA产量高), 不时摇动。 3. 加入20ml氯仿/戊醇/乙醇溶液, 颠倒混匀(需带手套, 防止损伤皮肤)，室温下静置 5-10分钟, 使水相和有机相分层(必要时可重新混匀)。 4. 室温下5000rpm离心5分钟。 5. 仔细移取上清液至另一50ml离心管,加入1倍体积异丙醇,混匀,室温下放置片刻即出现絮状DNA沉淀。 6. 在1.5ml eppendorf中加入1ml TE。用钩状玻璃棒捞出DNA絮团,在干净吸水纸上吸干,转入含TE的离心管中,DNA很快溶解于TE。 7. 如DNA不形成絮状沉淀,则可用5000rpm离心5分钟, 再将沉淀移入TE管中。这样收集的沉淀,往往难溶解于TE,可在60℃水浴放置15分钟以上，以帮助溶解。 8. 将DNA溶液3000rpm离心5分钟, 上清液倒入干净的5ml离心管。 9. 加入5μl RNaseA(10μg/μl), 37℃10分钟, 除去RNA(RNA对DNA的操作、分析一般无影响，可省略该步骤）。 10. 加入1/10体积的3mol/L NaAc及2×体积的冰乙醇,混匀,-20℃放置20分钟左右,DNA 形成絮状沉淀。 11. 用玻棒捞出DNA沉淀,70%乙醇漂洗,再在干净吸水纸上吸干。 12. 将DNA重溶解于1ml TE, -20贮存。
我国转基因抗虫棉存在的问题及对策
我国转基因抗虫棉存在的问题及对策 摘要：从20世纪90年代起,中国开始了转基因抗虫棉的研究、开发和利用。2006年, 国产抗虫棉的种植面积已经占到全国抗虫棉面积的82% ,以绝对优势占据了国内抗虫棉市场。目前在我国推广种植的抗虫棉,存在的主要问题是昆虫抗性、基因漂流、抗虫性的时空问题、抗虫范围狭窄、抗虫强度差及抗虫棉的安全管理。针对这些问题提出一系列解决方法，如培育转多基因抗虫棉、蛋白结构域互换、寻找广谱抗虫基因,采用特异启动子和诱导表达启动子、避难所政策等等。 关键词：转基因抗虫棉；发展；抗虫性；安全性；对策 1 转基因抗虫棉技术发展背景 棉花产业在我国国民经济发展中占有举足轻重的地位，我国棉花种植面积7500万亩左右，约占世界面积的15%，皮棉产量约占世界总产量的25%。它涉及１亿棉农的重要经济来源，1900万纺织及相关行业工人的就业问题。全球工业化以来，世界人口迅速增长，而耕地面积则因为城市化及沙漠化等等原因愈减愈少。同时，化学农药的过度滥用、化学肥料的使用不当、不可降解塑料的污染使得生态环境被严重破坏，水土流失、土地沙漠化、土地盐碱化等问题紧接而来。20世纪末期，这种情况愈演愈烈。 1992年，我国爆发了大规模持续的棉铃虫灾害，农药喷洒与棉铃抗药性形成了恶性循环，迫使中国农民放弃棉花种植。而此时美国转基因抗虫棉花恰研制成功，美国趁此机会迅速占领中国市场，至1998年，在中国的市场份额达95%，企图通过长期垄断来获取暴利，一斤种子卖到100多块钱，每年国家蒙受着几十亿甚至上百亿元的经济损失。在当时的情况下，投入巨资、人力和物力发展转基因棉技术, 已成为中国现代农业生产的不二选择。 1991年国家“863”计划启动抗虫棉研制工作后，我国科学家于1992年底研制成功具有自主知识产权的GFM CRY1A融合BT杀虫基因，转入棉花创造出单价转基因抗虫棉。1996年又研制成功双价抗虫棉(BT+CPT1)。在多方力量的共同努力下，我国育成了拥有自主知识产权的系列国产转基因抗虫棉品种70个，均已在河北、山东、河南等主产棉省大面积推广应用。 中国抗虫棉的迅速崛起打破了国外公司垄断中国 市场、攫取高额利润的企图, 有效地保护了国家和棉农的利益, 具有非凡的意义。在国家的大力扶持下, 经过数年的时间, 国产抗虫棉产业化迅速崛起。2006年, 国产抗虫棉的种植面积已经占到全国抗虫棉面积的82% , 以绝对优势占据了国内抗虫棉市场。07年12月科技部统计中国抗虫棉累计推广1亿多亩，带来直接经济效益150亿元[16]。目前我国转基因抗虫棉在技术上已走通全过程, 完全拥有自己的专利和知识产权, 是继美国之后独立 自主地研制成功抗虫棉的第二个国家。 2 转基因抗虫棉存在问题及其安全性 研究表明，转基因抗虫棉对棉花纤维品质并无显著影响[1]，这说明抗虫棉单纯就经济上而言具有更高的效益。但还有研究表明，抗虫棉除了在抗虫毒蛋白的表达与天然棉花不一样之外，另外也改变了棉花的某种代谢途径，使其各蛋白含量放生了变化[2]。虽然棉花并非是人的食品，但是棉子粉、棉子油却经常被作为畜牧饲料，进而间接影响人类。可以预计，随着转入基因的多样化与复杂化，其可能引发的非预期效应将更加复杂且不确定。可以说，大部分转基因产物——不仅仅是转基因棉——存在的问题，来源于这部分“未知”。
转基因抗虫棉研究进展
转基因抗虫棉研究进展、问题及对策 谢德意 （河南省农科院经济作物研究所， 郑州 ４５０００２） 为解决棉铃虫给棉花生产造成巨大为害这一世界性难题，从２０世纪８０年代开始，国内外相继开展了转基因抗虫棉的研究，到目前为止，美国、澳大利亚、中国等转基因抗虫棉已在生产中应用，转基因抗虫棉的研究取得了重大进展。 １ 转基因抗虫棉研究进展 转基因抗虫棉研究中常用的外源抗虫基因有苏云金芽孢杆菌〖ＷＴ５ＢＸ〗（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｔｈｕｒｉｎｇｉｅｎｓｉｓ）毒素蛋白基因简称Ｂｔ基因、 蛋白酶抑制基因、 淀粉酶抑制基因、 外源凝集素基因、 几丁质酶基因、 蝎毒素基因等，目前人们已成功地将Ｂｔ基因和豇豆胰蛋白酶抑制基因（Ｃｏｗｐｅａ Ｔｒｙｐｓｉｎ Ｉｎｈｉｂｉｔｏｒ Ｇｅｎｅ简称ＣＰＴＩ基因）分别或同时导入到棉花植株内，获得了抗虫性强且能稳定遗传的转基因植株。苏云金芽孢杆菌是一种革兰氏阳性菌，在芽孢形成过程中产生的伴胞晶体被称为δ２内毒素或杀虫晶体蛋白（ＩＣＰ， Ｉｎｓｅｃｔｉｃｉｄａｌ Ｃｒｙｓｔａｌ ｐｒｏｔｅｉｎ）。它可毒杀鳞翅目、双翅目和鞘翅目等的昆虫，是目前世界上应用最为广泛的生物杀虫剂。据统计已有６０多种Ｂｔ基因被报道，根据它们的杀虫范围和基因序列的同源性的不同又可大致分为六大类，即ＣｒｙＩ、ＣｒｙⅡ、ＣｒｙⅢ、ＣｒｙⅣ、ＣｒｙⅤ和Ｃｙｔ，每一类中又包含有不同的亚类，前五类称为晶体蛋白基因家族（Ｃｒｙｓｔａｌ Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｃｏｄｅｎ Ｇｅｎｅ），而第六类称为细胞外溶解性晶体蛋白基因（Ｃｙｔｏｌｙｔｉｃ Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｃｏｄｅｎ Ｇｅｎｅ）。典型的ＩＣＰ为１３０ｋｂ左右，由两部分构成即Ｎ端的活性片段和Ｃ端的结构片段。带有结构片段的ＩＣＰ 被称为原毒素，它经过蛋白酶的消化作用后，产生有活性的毒性肽。 １９８１年，Ｓｃｈｎｅｐｆ和Ｗｈｉｔｅｌｅｙ等首次从苏云金芽孢杆菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｔｈｕｒｉｎｇｉｅｎｓｉｓ ｓｕｂｓｐ ｋｕｒｓｔａｋｉ）中分离并克隆了Ｂｔ基因。美国Ａｇｒｏｃｅｔｕｓ公司克隆了与δ－内毒素有关的片段，利用农杆菌介导法首次将其导入棉花中，使棉株能形成自身的杀虫蛋白。１９８８年，美国Ｍｏｎｓａｎｔｏ公司获得经改造后Ｂｔ基因的转基因棉花，１９８９年温室鉴定杀虫效果良好，１９９０～１９９２年大田试验结果表明，Ｂｔ转基因棉花在治虫和不治虫两种情况下，皮棉产量均高于对照。１９９５年正式申请并通过美国环保局的批准登记，首批发放的２个品种为ＮｕＣＯＴＮ３３Ｂ和ＮｕＣＯＴＮ３５Ｂ，１９９６年正式开始大面积商品化种植。１９９８年将ＢＸＮ基因与Ｂｔ基因同时转入一个品种中，得到了既抗虫又抗除草剂的棉花品种，１９９９年得到了双价转基因抗虫棉，预计到２００２年前后，转基因抗棉铃虫、象鼻虫的棉花可望发放种植。到目前美国国内抗虫棉种植面积大约有１００万公顷，而且岱字棉公司已在世界上十多个主产棉国推广种植其转基因棉花，包括中国、澳大利亚、南非、津巴布韦、墨西哥和印度等。 我国抗虫基因工程棉花品种的培育起步较晚，但发展很快。１９９０年，范云六等从苏云 金芽孢杆菌亚种ａｉｚａｗａｉ７—２９和ｋｕｒｓｔａｋｉＨＤ—１中分离克隆出了Ｂｔ基因。１９９１年，谢道昕等首次报道将Ｂｔ毒素基因通过花粉管途径导入我国棉花品种，其后代在实验室内虽具有一定的抗虫性，但抗虫性差，不足以致死害虫。范云六、郭三堆等对Ｂｔ基因进行了改造，获得了具有自主知识产权的抗虫性强的Ｂｔ基因。随后，中国农科院生物工程中心、中国农科院棉花研究所、山西省棉花研究所、江苏农科院经作所等单位将这些改造后的Ｂｔ基因导入到我国自育品种中棉所１２号、中棉所１６、晋棉７号、泗棉２号、泗棉３号等中，获得了我国第一批转基因棉花。到目前为止，我国共选育抗虫棉品种（系）５２个， 其中２１个通过了安全性评价，１２个通过审定。在这５２个品种（系）中，又有７个抗虫杂交棉，３个双价转基因抗虫棉。此外，河北省、安徽省还分别与美国岱字棉公司成立了合资公司，引进其转基因抗虫棉７个。据统计，１９９９年我国抗虫棉种植总面积约６０万公顷。 ２ 转基因抗虫棉存在的问题
转基因抗虫棉研究现状
转基因抗虫棉研究现状与展望 摘要；棉花生长周期长、虫害多，造成的损失非常严重。据统计，在转基因抗虫棉商品化之前，全球每年用于防治棉花虫害的费用高达20亿美元，约占所有农作物防虫费用的四分之一。[1]传统的化学农药防治棉铃虫不仅费用高，且已引发了棉虫的抗药性，同时化学杀虫剂的过量使用也带来了环境污染的问题，而转基因植物所产生的杀虫蛋白主要是通过抑制害虫消化等生理功能而达到抗虫的目的。关键词：转基因抗虫棉花研究进展 棉花生长周期长、虫害多，造成的损失非常严重。据统计，在转基因抗虫棉商品化之前，全球每年用于防治棉花虫害的费用高达20亿美元，约占所有农作物防虫费用的四分之一。[1]传统的化学农药防治棉铃虫不仅费用高，且已引发了棉虫的抗药性，同时化学杀虫剂的过量使用也带来了环境污染的问题，而转基因植物所产生的杀虫蛋白主要是通过抑制害虫消化等生理功能而达到抗虫的目的。 然而，随着转基因抗虫棉在世界范围的发展，也不断涌现出一些问题，如棉花质量问题，抗虫性持久问题，对生态环境安全问题等。 1、抗虫基因分离与转基因棉花植株获得 用于植物抗虫基因工程研究的基因很多，但并不是所有的基因均可用于转基因抗虫基因抗虫棉的培育，而应根据棉花自身受害虫的危害情况，有针对性地选择那些对棉花害虫具有较强杀伤作用的基因。综观国内外的研究现状，目前已用于或正在用于转基因抗虫棉培育的基因主要有以下几类： 1．1 苏云金芽孢杆菌素蛋白基因（Bt基因） Bt制剂作为一种生物杀虫剂在农业上应用已有30余年的历史，虽然它具有专一性强、效果好、对人畜安全等优点，但在自然界被阳光钝化、雨水冲淋，从而限制了其在生产上的广泛应用。 1．2蛋白酶抑制剂基因植物蛋白酶抑制剂是自然界含量最为丰富的蛋白种类之一，它广泛存在于植物的各种组织及器官中，其中以种子与块茎中的含量最高，可达总蛋白含量的1%-30%。蛋白酶抑制剂的种类很多而且自身特点较多。首先，从杀虫机理上看，其基因产物作用于昆虫消化酶的活性中心，这是酶的最保守部位，突变的可能性很小，基本上可以排除害虫通过突变产生抗性的可能；其次，蛋白酶抑制剂的抗虫谱广泛;另外，蛋白酶抑制剂来源于植物自身，对人畜无害。但是蛋白酶抑制剂基因要想达到理想的抗虫效果，就必须要求转基因植物蛋白酶抑制剂的表达量远远高于转Bt基因植株的表达量，这也给抗虫基因工程带来了一定的困难。 1．3外源凝集素基因外源凝集素是一组广泛存在于植物组织中的蛋白质成分，在储藏器官和繁殖器官中的含量尤其丰富。 1．4其它抗虫基因的研究及利用除上面所讲述的几种抗虫基因外，人们还在不断探索新的抗虫基因，以便创造出更多更好的抗虫转基因作物。 1．5不同基因抗虫性的比较在目前转化植物成功获得转基因抗虫植物的多种基因中，Bt抗虫基因是使用最广泛也是最有效的基因，因而到目前为止在生产上使用的转基因抗虫植物大多是转Bt抗虫基因植物，这是因为Bt基因表达产生的δ-内毒素对棉铃虫等多种害虫具有很强的毒杀作用，再加上经过人们的不断修饰和改造现已能使该基因在植物体内达到高水平的表达。 2.抗虫基因的转化方法 2.1 农杆菌质粒介导法 土壤农杆菌是一种能侵染多种双子叶植物的细菌，它体内含有一些很大的质粒，统称Ti质粒。在Ti质粒上有一段DNA，称为T-DNA，土壤农杆菌有二个种：根癌农杆菌和发根农杆菌。它们均能向植物细胞转移其质粒上的一段DNA即T-DNA，T-DNA上含有一些致瘤基因。使被侵染的植物产生肿瘤。即冠瘿瘤。T-DNA可整合
论我国转基因抗虫棉育种
对结实不利,毕节地区北部的威宁、大方等地虽日照和辐射占优势,但气温低,不利于草坪草生长。所以对于冷季型草坪草种子生产较适宜的地区是毕节西南部,这些地区日照辐射、气温、降雨月分布等综合指标最合适,其次为贵阳→安顺→六盘水的中西部地区。这是根据草坪草生理特性和我省气候因素综合推断的,是否能完全进行种子规模化生产,最好作适应性试验。目前我们正在进行草坪草种子生产研究,至于我省草坪草种子生产前景如何,需研究结束方能肯定。 论我国转基因抗虫棉育种 张存信 (天津市种子管理站 300061) 摘要:本文论述了由于棉花害虫为害严重必须进行防治,而化学防治失控必须开辟新途径,利用棉花自身抗虫性是最佳选择,转基因抗虫棉已显示出无可比拟的优势。还分析总结了转基因抗虫棉的现状。并针对当前存在的主要问题,研究提出转基因抗虫棉育种发展趋势 关键词 转基因 抗虫棉 育种 棉花是我国主要经济作物。近年来,由于害虫为害严重,化学防治失控,不仅造成严重的经济损失,而且污染生态环境。转基因抗虫棉的培育和应用,为棉花害虫防治开辟了新途径。为此,总结分析转基因抗虫棉的重要意义、基本概念和分类状况,并针对当前主要问题,研究探讨其发展趋势是十分必要的。1 转基因抗虫棉育种是生产发展的必然选择1.1 棉花害虫为害严重,必须进行防治 棉花是重要的经济作物和纤维作物,也是害虫最多,为害时间最长,为害最严重的作物。据统计,棉花一生害虫不断,受到几百种害虫相继为害,其中以棉铃虫、棉蚜、棉红铃虫等分布最广泛,为害最严重。棉花害虫的为害,对我国棉花生产造成了巨大损失。据统计,每年棉花产量损失15%～20%。进入90年代以来,由于气候条件的变化,耕作制度的改革,害虫抗药性的增强及天敌控制作用的减弱等不可持续发展因素的综合影响,棉铃虫在我国北方棉田大面积暴发成灾,我国最大的棉产区——黄淮海棉区减产20%～30%,严重减产50%,甚至绝收,每年损失60亿～100亿元,损失之重不次于蝗灾。我市损失也十分严重。 1.2 化学防治失控,必须开辟新途径 人们在长期的生产实践中,总结出了一系列棉花害虫防治措施,其中常用的有化学防治、农业防治、物理防治、生物防治等,并以化学防治为主。化学农药的大量使用,不仅增加了棉农负担,提高了植棉成本。据统计,每年棉田用药20次左右,甚至更多,每公顷药费高达1200～1800元;而且污染了环境,伤害了天敌,破坏了生态平衡,害虫产生了抗药性,降低了用药效果。虽然增加用药剂量或施用杀伤力更大的农药,可解决燃眉之急,但害虫抗药性不断增加,形成恶性循环,其后患无穷;更为严重的是,威胁着人畜安全,挫伤了棉农的植棉积极性。1.3 利用棉花自身抗虫性,是最佳选择 综上所述,世界各国均十分重视探索棉花害虫治理新途径。其中棉花抗虫性的利用和抗虫棉的培育被认为是当前和今后棉花害虫综合防治的最经济、最有效的方法之一。人们利用棉花形态抗性和生化抗性培育出的抗虫棉,一般可减少治虫用药10%～20%左右。如我市推广应用的中棉所36形态抗虫棉。特别是近年来高新技术的兴起,在实验室内,可将其它生物体如微生物中具有抗虫基因导入棉株体内,使棉花自身获得高水平抗虫能力。这种转基因抗虫棉育种,就为棉铃虫等棉花主要害虫的有效安全防治,提供了新的技术措施。目前,我国培育和推广应用的转Bt基因抗虫棉,一般可减少治虫用药50%以上。我市引种抗虫棉可减少用药60%以上。 1.4 转基因抗虫棉已显示出无可比拟的优势 从理论上讲,将外源抗虫基因导入到棉花中,并能稳定地遗传和表达,从而培育成抗虫棉新品种,其具有以下优点:一是棉花自身能合成杀虫物质,有抵御害虫为害的能力;二是抗性具有专一性。即只杀死目标害虫,对非害生物无影响;三是抗性具有连续性。即在棉花生长发育的任何时期,都可控制害虫为害;四是抗性具有整体性。即整个棉株都能得到保护;五是安全、卫生、持久。由于抗虫物质只存在于棉株体内,不易被外界环境破坏,也不会污染环境;六是经济有效。与发展新型杀虫剂相比,投资少,见效快。我市推广应用引种抗虫棉中棉所30等的生产实践,也证明了上述论述。 2 转基因抗虫棉的基本概念和分类 就全世界范围而言,抗虫棉目前尚处在研究和生产应用的初级阶段。在研究上,科学家们使用的抗虫棉抗性分级标准较为复杂和严格;在生产应用上,一般认定为抗虫棉的标准是:能够减少治虫用药20%～50%的棉花品种(系)就属于抗虫棉的范畴。可见,抗虫棉的抗虫性是有限的,并非万能的“无虫棉”。目前,抗虫棉分为形态抗虫棉、生化抗虫棉和转基因抗虫棉等三大类。 所谓转基因抗虫棉是指将外源抗虫基因导入棉株体内,而使棉花本身具有抗虫性状的抗虫棉。自然界中能抗虫的生物很多,人们可将该生物中控制合成抗虫物质的基因分离克隆出来,然后导入棉株体内,获得抗虫的各种类型棉花新品种。根据导入抗虫基因种类不同,转基因抗虫棉又可分为转苏云金芽孢秆菌毒素蛋白基因(简称Bt基因)抗虫棉、转豇豆胰蛋白酶抑制剂基因(简称CPT I基因)抗虫棉、转慈菇胰蛋白酶抑制剂基因(简称AP I基因)抗虫棉等。根据导入外源基因数量的不同,转基因抗虫棉又可分为单价转基因抗虫棉、双价转基因抗虫棉、多价转基因抗虫棉等。 ? 62 ? 种子 Seed 2002年 第1期 (总第120期)
正确认识抗虫棉的抗虫性
正确认识抗虫棉的抗虫性 一、抗虫棉的抗虫性是相对的 尽管有关部门为了使棉农正确理解抗虫棉的抗虫性做了大量的宣传工作，但仍有部分棉农认为“抗虫棉就是无虫棉”“抗虫棉就不能有棉铃虫”“有虫子怎么能说是抗虫棉”。因此，我们认为以下三个方面的问题应该搞清楚。首先，Bt抗虫棉仅对鳞翅目害虫有效，对鳞翅目以外的害虫无效，比如常见的有棉蚜、红蜘蛛、蓟马、盲椿象、棉尖象、美洲斑潜蝇等。其次，Bt抗虫棉仅对鳞翅目中的棉铃虫、红铃虫等有抗性，对鳞翅目中的其它害虫，比如地老虎、甜菜夜蛾等就无明显抗性。第三，抗虫棉不可能将所有的棉铃虫杀死，总会有一部分存活下来，这种存活下来的棉铃虫就有可能被诱导产生抗性，而且这种抗性会随着时间的推移逐渐加强，当增加到一定程度后，抗虫棉就失去了其抗虫价值。 二、抗虫棉抗虫性存在时间和空间的差异 研究表明，抗虫棉的不同部位和在不同时期其抗虫性是不一样的。在一棵棉花上叶片的抗虫性最强，蕾、铃、花的抗虫性最差。由于第二代棉铃虫主要危害棉花的顶尖，因此抗虫棉对第二代棉铃虫抗性较强，而3、4代棉铃虫主要危害棉花的蕾、铃、花，因此抗虫棉对3、4代棉铃虫抗性较差。在棉花的整个生育期，6月份抗虫性最好，7月份开始下降，8月份降至最低，9月份又有所回升。 三、抗虫能力与环境条件密切相关 Bt抗虫棉的抗虫能力是和环境条件密切相关的。已有的研究表
明，在持续高温干旱的条件下，抗虫棉的抗虫能力明显下降，而在这种情况下却容易导致棉铃虫的爆发性发生。去年我省2代棉铃虫和今年我省邯郸等地的棉铃虫爆发性危害就属于这种情况。 四、不同品种间的抗虫性有差异 虽然现在生产上推广应用的抗虫棉品种均属于Bt抗虫棉，但是Bt基因的来源不同（有国外的、有国内的），其结构不完全一致。有的品种还含有辅助抗虫基因，因此其抗虫能力不可能完全一样。纯合品种含有一对抗虫基因，抗虫棉与非抗虫棉杂交的杂交种仅含有一个抗虫基因，这种抗虫杂交棉的抗虫能力一般较纯合品种养。抗虫棉品种的抗虫差异在棉铃虫发生较轻的情况下往往表现不明显，但在棉铃虫爆发性危害的情况下就会有十分明显。因此，不能认为所有抗虫棉品种抗虫能力是一样的。 五、药剂除治棉铃虫不会降低抗虫棉本身的抗虫性 有的棉农认为使用化学药剂除治棉铃虫会降低抗虫棉本身的抗虫性，因此，当棉铃虫爆发危害、抗虫棉本身的抗虫性不足以控制棉铃虫危害时，仍不敢使用化学农药除治，结果造成了重大损失。化学药剂和抗虫棉的杀虫机理完全不同，使用化学药剂除治棉铃虫不可能降低抗虫棉本身的抗虫性。但应避免使用Bt类农药。可能有的棉农在3、4代棉铃虫发生期间使用化学农药除治棉铃虫后，发现抗虫棉的抗虫性降低了，但其原因不是因为使用了化学农药，而是7月中旬至8月底这一段时间抗虫棉本身的抗虫性降低了，即使不使用化学农药其抗虫性也会降低。