转cry1Ab_cry2Aj玉米对亚洲玉米螟的抗性评价

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cry1Ab / cry2Aj maize events could provide protection against O． furnacalis for the whole season ，and the event N50 offered the highest insect resistance and could serve as breeding source for the development of insectresistant pyramided transgenic maize． Key words： transgenic cry1Ab / cry2Aj maize； Ostrinia furnacalis； host plant resistance 亚洲玉米螟 Ostrinia furnacalis （ Guenée ） 是我国 玉米的重要害虫， 其幼虫具有钻蛀特性， 初孵幼虫为 害未展开的玉米叶片， 大龄幼虫蛀食茎秆， 造成折 茎、 折穗而减产， 此外， 虫伤还诱发玉米病害， 如玉米 茎腐病和穗腐病， 降低籽粒品质
Abstract： In order to assess the control efficacy of transgenic cry1Ab / cry2Aj maize to Ostrinia furnacalis （ Guenée ） ，six events of transgenic cry1Ab / cry2Aj maize were evaluated through laboratory bioassay and artificial infestation in field test，and the levels of Cry1Ab protein expressed in main tissues of transgenic maize were measured using enzymelinked immunosorbent assays． The results showed that the mortalities of O． furnacalis neonate larvae were around 90． 0% when fed on tassels，husks，silks，kernels of transgenic maize events，around 70． 0% when fed on whorl leaves 48 h after infestation ，and most larvae could survive no longer than 96 h． The mortalities of neonate larvae fed on nontransgenic control were 3． 3% － 8． 7% ． There were no significant damages of leaves，stalks and kernels in transgenic maize plants in spring and summer crop seasons，compared with severe damages of leaves，stalks and kernels in nontransgenic control plants with an average number of 2． 9 and 2． 3 larvae （ or pupae ） per plant，2． 8 and 3． 4 tunnels per stalk，an average length of 7． 5 and 14． 2 cm of damaged tunnel，as well as 5． 3 and 5． 1 ear damage ratings． Additionally，the expression levels of Cry1Ab protein in whorl leaves，tassels，silks， husks and kernels of these six transgenic maize events were stable． In conclusion ，these transgenic
பைடு நூலகம்
生物和化学方法可以有效控制玉米螟的危害 ， 但因 为成本高、 操作困难等因素在生产中的应用面积有 限 。已有研究证实， 抗虫转 Bt 基因玉 米 （ Bt 玉 ［4 － 5 ］ 。 2012 米） 对 玉 米 螟 有 非 常 显 著 的 防 治 效 果 年， 国际上商业化种植 Bt 玉米的国家达 17 个， 种植 面积持续增加， 其中转 cry1Ab 玉米 MON810 和 Bt11 分别获得 22 和 20 个国家的批准， 是目前应用最广 的抗虫转 Bt 基因玉米
摘要： 为探讨转 cry1Ab / cry2Aj 玉米对亚洲玉米螟 Ostrinia furnacalis( Guenée) 的抗性， 采用室内生测 和田间人工接虫鉴定方法评价了 6 个转 cry1Ab / cry2Aj 玉米品系对亚洲玉米螟的杀虫效果， 并利用 酶联免疫吸附法( ELISA) 测定了 Cry1Ab 蛋白在各品系主要组织的表达水平 。 结果显示， 亚洲玉米 螟幼虫取食转基因玉米各品系雄穗 、 苞叶、 花丝和雌穗 48 h 后死亡率在 90% 左右， 取食心叶的死亡 96 h 后大部分幼虫死亡， 率在 70% 左右， 而取食非转基因玉米的死亡率为 3． 3% ～ 8． 7% ; 春播和夏 、 、 播田转基因玉米叶片 茎秆 雌穗基本没有被害， 而对照玉米叶片、 茎秆、 雌穗被害严重， 春播和夏播 2． 9 、 2． 3 ， 2． 8 、 3． 4 ， 7． 5 、 14． 2 cm ， 玉米平均每株分别有 头幼虫和蛹 个蛀孔 隧道长度 为 雌穗 被害级 别为 5． 3 和 5． 1 ; 6 个转基因玉米品系中 Cry1Ab 蛋白在心叶、 雄穗、 花丝、 苞叶和雌穗 中稳 定表达。 综合评价认为， 转基因玉米各品系在 整 个生 育期 内对亚洲玉米螟 有很好 的抗性， 其中 N50 品系抗 虫效果最佳， 可以作为抗虫转多基因玉米育种的备选材料。 关键词： 转 cry1Ab / cry2Aj 玉米; 亚洲玉米螟; 抗虫性
［6 ］ ［3 ］
。
持续大面积种植转单抗虫基因作物会诱导靶标 害虫产生抗性和降低转基因作物抗虫效果 ， 在田间 至少已有 3 种鳞翅目和 1 种鞘翅目害虫对转单抗虫 ［7 ］ 基因作物产生抗性 。 目前尚未见亚洲玉米螟在 田间对 Bt 玉米产生抗性的报道， 但菲律宾自 2005 年商业化种植 MON810 以来， 不同地理种群的亚洲 玉米螟对 Cry1Ab 的敏感基线都有所提高， 中国农业 科学院植物保护研究所玉米害虫组室内筛选的抗 Cry1Ab 亚洲玉米螟可以在 MON810 花丝上存活并 化蛹， 说明在持续的选择压下， 亚洲玉米螟极有可能 ［8 － 9 ］ 。 因此， 在田间对转单基因玉米产生抗性 亟需 开发新型抗虫玉米， 以避免因推广单一抗虫基因玉 米导致的亚洲玉米螟抗性风险。 将杀虫机制不同的 Bt 基因转入同一植株是抗 ［10 ］ 虫转基因作物研发的趋势 。 玉米是转多基因作 美国孟山都 （ Monsanto ） 和杜邦 （ Dupont ） 物的先锋， 等公司已 成 功 开 发 出 多 种 转 多 基 因 抗 虫 玉 米， 如 PowerCore （ cry1A． 105 + cry2Ab2 + cry1F ） 、 Genuity
基金项目： 国家自然科学基金创新研究群体科学基金（ 31021003 ） 1981 年生， mail： cxuesnow@ 163． com 作者简介： 常雪， 女， 博士研究生， 研究方向为转基因作物环境安全性评价，Email： chu@ zju． edu． cn * 通讯作者（ Author for correspondence） ，E收稿日期： 2013 － 04 － 08
Evaluation of transgenic cry1Ab / cry2Aj maize for its resistance to Ostrinia furnacalis
Chang Xue Wang Wei Shen Zhicheng Ye Gongyin *
（ Key Laboratory of Agricultural Entomology of Ministry of Agriculture，Institute of Insect Sciences， Zhejiang University，Hangzhou 310058 ，Zhejiang Province，China）
第 40 卷 2013 年
第4 期 8 月
植
物
保
护
学
报
Vol． 40 Aug．
No． 4 2013
ACTA PHYTOPHYLACICA SINICA
转 cry1Ab / cry2Aj 玉米对亚洲玉米螟的抗性评价
常 雪 王 伟 沈志成 叶恭银
*
（ 浙江大学昆虫科学研究所，农业部农业昆虫学重点实验室，杭州 310058 ）

VT Double Pro TM （ cry1A． 105 + cry2Ab2 ） 、 Genuity VT Triple Pro TM （ cry1A． 105 + cry2Ab2 + cry3Bb1 ） 和 Genuity SmartStax TM （ cry1Fa2 + cry1A． 105 + cry2Ab2 + cry3Bb1 + cry34Ab1 + cry35Ab1 ） ， 其 中 Genuity VT TM Triple Pro 和 Genuity SmartStax TM 已于 2010 年在
［1 － 2 ］
系的室内杀虫和田间抗虫效果及蛋白表达量进行了 评价， 以期为我国开发新型抗虫转基因玉米提供种 质资源， 并为亚洲玉米螟的有效防治提供技术储备 。
。 虽然传统的
1 材料与方法
1 ． 1 材料 供试 玉 米： 供 试 转 基 因 玉 米 转 化 品 系 N10 、 N20 、 N40 、 N50 、 N60 、 N70 ， 由浙江大学昆虫科学研究 所沈志成教授团队研发， 非转基因亲本对照为 Hind Ⅱ。Bt 基因 cry1Ab 和 cry2Aj 串联后置于 Ubiquitin 启动子控制下表达融合杀虫蛋白 Cry1Ab / Cry2Aj， 同时串联的还有 5 － 烯醇式丙酮酸莽草酸 － 3 － 磷 enolpyruvylshikmate3phosphate syn酸 合 成 酶 （ 5thase， EPSPS） 基因， 使植株具有抗草甘膦特性。 各 品系的转基因玉米和亲本于 2011 年 4 月和 7 月种 5 ～6 叶 植于隔离条件严格的浙江大学试验农场内， 期喷洒 41% 草甘膦异丙胺盐水剂 300 倍稀释液以 去除非转基因个体。 所有植株按照常规方式管理， 整个生育期未使用杀虫剂。 供试昆虫： 亚洲玉米螟由中国农业科学院植物 保护研究所玉米害虫组提供。 卵块置于 28 ± 2 ℃ 、 相对湿度（ 70 ± 5 ） % 、 光周期 16 ∶ 8 h （ 光 ∶ 暗 ） 条件 下， 孵化 24 h 之内的幼虫供试。 供试农药： 41% 草甘膦异丙胺盐（ glyphosate isopropylamine salt ） 水 剂， 浙江金帆达生化股份有限 公司。 Cry1Ab / Cry1Ac ELISA 试剂 试剂盒和仪器： BtTM ， Envirologix 公司生产； Cry1Ab 标准蛋白， 盒 美国 美国凯斯西储大学 （ Case Western Ｒeserve University） 生 产。 TissueLyser Ⅱ 组 织 研 磨 仪， 德 国 QIAGEN 公司。 1 ． 2 方法 1 ． 2 ． 1 室内抗虫性鉴定 分别对玉米心叶、 雄穗、 苞叶、 花丝和雌穗的抗 虫 性进行鉴定。 玉 米 心 叶 中 期 即 8 ～ 1 0 叶 期 从田 间采回上部第 1 片展开叶， 剪成 4 cm 小片放入 6． 5 cm × 2． 0 cm 指形管中， 叶片底部和两端放有含 100 ［12 ］ 每管放 25 头初 μg / mL 苯并咪唑的滤纸片保湿 ， 2 ～ 3 d 更换 1 次叶片， 孵幼虫， 每个处理重复 10 次。