發(fā)布時(shí)間：2020-05-12 18:21

【摘要】：轉(zhuǎn)基因抗蟲作物的商業(yè)化種植,有效控制了靶標(biāo)害蟲的為害,為農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、糧食安全和生態(tài)環(huán)境安全做出了重要貢獻(xiàn)。我國(guó)在轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲水稻的研發(fā)和應(yīng)用方面一直處在世界前列并取得突破性進(jìn)展,為靶標(biāo)害蟲二化螟等重要害蟲的防治提供了有效途徑。但Bt水稻大面積種植后,可能引起二化螟等主要靶標(biāo)害蟲的抗性演化。因此,延緩害蟲抗性發(fā)展,制定適宜的抗性治理策略已成為抗蟲水稻生產(chǎn)應(yīng)用的當(dāng)務(wù)之急,而明確害蟲抗性產(chǎn)生的分子機(jī)制是實(shí)施害蟲抗性治理策略的前提和基礎(chǔ)。ABCC2是昆蟲中的一種跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,很多研究已報(bào)道:昆蟲中腸ABCC2蛋白是Bt殺蟲毒素的功能性受體,并在煙芽夜蛾、粉紋夜蛾等多種鱗翅目中證實(shí)ABCC2的變異與昆蟲Bt抗性密切相關(guān),但ABCC2在Bt毒素對(duì)二化螟殺蟲機(jī)制中的作用還未有報(bào)道。因此,本研究以室內(nèi)飼養(yǎng)的二化螟Bt敏感品系、Cry1C和Cry1Ab抗性品系為研究對(duì)象,通過實(shí)時(shí)熒光定量PCR分析了二化螟Bt敏感、Cry1C和Cry1Ab抗性品系中CsABCC2基因的表達(dá)水平;采用RNA干擾技術(shù)沉默了二化螟CsABCC2基因并明確了其在Bt毒素殺蟲機(jī)制中的作用,為進(jìn)一步闡明ABCC2介導(dǎo)的二化螟Bt抗性機(jī)制奠定基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下:1、以二化螟Bt敏感、Cry1Ab和Cry1C抗性品系為研究對(duì)象,利用qRT-PCR定量分析了3個(gè)品系中CsABCC2基因的表達(dá)水平。結(jié)果表明,在二化螟Bt敏感品系(FZS)不同發(fā)育時(shí)期中,CsABCC2基因在3齡和4齡幼蟲中的表達(dá)水平最高,在二化螟(FZS)3齡幼蟲的不同組織器官中,前腸和中腸中CsABCC2基因的表達(dá)豐度最高。通過對(duì)二化螟Bt抗、感品系中CsABCC2的表達(dá)水平進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)二化螟Cry1C抗性品(FZ-Cry1C-R)1齡至5齡幼蟲CsABCC2基因的表達(dá)水平均顯著低于敏感品系(FZS)一齡至五齡幼蟲CsABCC2基因的表達(dá)水平;二化螟Cry1Ab抗性品系(FZ-Cry1Ab-R)3齡和4齡幼蟲CsABCC2基因的表達(dá)水平顯著低于敏感品系(FZS)3齡和4齡CsABCC2基因的表達(dá)水平。2、為了進(jìn)一步探索二化螟ABCC2在Bt毒素殺蟲過程中的作用,我們利用RNA干擾的方法降低二化螟初孵幼蟲CsABCC2基因的表達(dá)水平。二化螟初孵幼蟲取食混有dsRNA的飼料48小時(shí)后,幼蟲CsABCC2基因的表達(dá)水平與對(duì)照組相比顯著降低了70%。Bt毒素生物測(cè)定結(jié)果顯示,RNAi沉默CsABCC2基因的表達(dá)顯著降低了二化螟幼蟲對(duì)Cry1C、Cry1Ab的敏感性。通過比較二化螟幼蟲在Cry1C、Cry1Ab毒飼料上的死亡率發(fā)現(xiàn),ABCC2在Cry1C、Cry1Ab毒素對(duì)二化螟的毒殺機(jī)制中起到重要作用。本研究明確了二化螟ABCC2蛋白在Cry1C、Cry1Ab毒素殺蟲機(jī)制中的作用,研究結(jié)果為ABCC2引導(dǎo)的二化螟Bt抗性治理提供了理論依據(jù)。
【圖文】：

.1 轉(zhuǎn)基因作物的研發(fā)與應(yīng)用現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了農(nóng)業(yè)領(lǐng)域新一輪的技術(shù)革命，在作物育種方面，轉(zhuǎn)基因技術(shù)的為抗蟲作物的研發(fā)開辟了新天地。1985 年，蘇云金芽孢桿菌 Bacillus thuringiensis (Bt)的殺蟲 (Inseticidal crystal proteins, ICPs)基因被成功克隆得到 (Schnepf et al., 1985)，在這之后科學(xué)家現(xiàn)和克隆得到許多 ICPs 基因。將克隆得到的 Bt 殺蟲蛋白基因連接到載體上，然后運(yùn)用特殊方法導(dǎo)入作物中，最后得到在作物基因組中能穩(wěn)定存在和遺傳表達(dá)的轉(zhuǎn)基因事件，也即是 基因作物。自 20 世紀(jì) 80 年代以來，科學(xué)家們利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)相繼培育出一批性狀良好的水稻花、玉米和大豆的轉(zhuǎn) Bt 基因抗蟲作物。1996 年轉(zhuǎn)基因抗蟲作物在美國(guó)被批準(zhǔn)商業(yè)化種植，在全球二十幾個(gè)國(guó)家和地區(qū)均被允許種植轉(zhuǎn)基因作物。轉(zhuǎn)基因作物的大面積種植，不僅有效了田間有害生物的為害，而且減少了化學(xué)農(nóng)藥的大量使用，為作物產(chǎn)量增收和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展了重要貢獻(xiàn) (Wu et al., 2008; ISAAA, 2017)。

稻生產(chǎn)現(xiàn)狀及 Bt 水稻的研發(fā) sativa L.是人類重要的糧食作物，，2017 年全球水稻種植面在 1.6以上的人口以稻米為主食。我國(guó)作為栽培稻的起源中心之一，有中國(guó)的水稻生產(chǎn)為保障世界糧食安全做出了不可磨滅的貢獻(xiàn) (Z全世界最大的水稻生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó)，中國(guó)有五分之一的耕地用于種
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S435.112.1

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本文編號(hào)：2660643