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棉铃虫田间种群Cry2Ab抗性基因频率检测及An2Ab品系不同Bt抗性基因的分离

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摘要

第一章文献综述

1 苏云金芽孢杆菌与转Bt基因抗虫棉

1.1苏云金芽孢杆菌概述

1.2棉铃虫与转Bt基因抗虫棉花

2抗性监测与Bt抗性概况

2.1抗性监测及抗性治理措施

2.2靶标昆虫对Bt作物中Cry毒素的抗性概况

3 Bt毒素的结构及作用机制

3.1 Bt毒素的结构

3.2 Cry毒素的作用机制

4 Cry毒素抗性相关受体的研究

4.1 Cry1A类毒素功能受体的研究

4.2 Cry2A类毒素功能受体的研究

5本研究的目的及意义

第二章棉铃虫田间种群Cry2Ab抗性基因频率检测

1材料与方法

1.1供试昆虫

1.2供试毒素

1.3生物测定

1.4数据分析

2结果与分析

2.1 2015年田间棉铃虫单雌系对Cry2Ab的F2筛选

2.2田间棉铃虫种群的抗性等位基因频率

2.3抗性单雌系的筛选

3讨论

第三章An2Ab品系不同Bt抗性基因的分离

1材料与方法

1.1供试昆虫

1.2主要试剂与仪器

1.3抗性基因的分离

1.4 DNA提取与扩增

1.5 生物测定

1.6分离品系的抗性遗传分析

1.7数据分析

2结果与分析

2.1抗性基因的分离

2.2各分离品系的抗性水平

2.3分离品系的抗性遗传方式分析

3讨论

全文总结

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢

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摘要

棉铃虫,Helicoverpa armigera(Hübner),是具有多食性、高繁殖力、兼性滞育和迁飞性等特点的重要农业害虫,是我国棉花的主要害虫之一。Bt棉花的推广种植,对棉铃虫等害虫取得了良好的防治效果,获得了较高的经济效益和社会效益。随着靶标害虫对单价Bt棉的抗性升高,同时在转基因棉中表达Cry2Ab与Cry1Ac的基因聚合策略成为延缓靶标害虫对单个Bt毒素抗性进化的重要治理措施之一。检测我国棉铃虫田间种群对Cry2Ab的抗性等位基因起始频率,掌握田间敏感性变化情况,有利于完善Bt抗性治理措施,为转基因棉的可持续发展提供理论依据。本研究同时对一个对Cry2Ab具有多基因显性遗传的抗性品系进行抗性基因分离,比较了不同抗性基因对Bt抗性的贡献,研究结果有助于了解Cry2Ab显性抗性和对Cry1Ac交互抗性的形成机制。 1.利用F2筛选法检测棉铃虫田问种群Cry2Ab抗性基因频率 本研究于2015年采集河南安阳、河北廊坊、山东夏津3地的棉铃虫种群,采用F2筛选法测定了田间种群的Cry2Ab抗性基因初始频率。河南安阳棉铃虫种群建立单雌系213个,检测单雌系73个,抗性单雌系6个,抗性基因频率为0.023(0.010-0.050);河北廊坊棉铃虫种群建立单雌系187个,检测单雌系62个,抗性单雌系3个,抗性基因频率为0.012(0.005-0.042);山东夏津棉铃虫种群建立单雌系215个,检测单雌系62个,抗性单雌系6个,抗性基因频率为0.027(0.012-0.058)。对部分检测出含有抗性基因的单雌系进行复筛,结果表明目前田间种群对Cry2Ab的抗性主要由微效多基因控制。在我国尚未种植表达Cry2Ab毒素的双价Bt棉的情况下,棉铃虫田间种群已存在较高的Cry2Ab抗性基因频率,因此种植双价Bt棉进行抗性治理的必要性和有效性需要慎重考虑。 2.抗性品系An2Ab中不同Bt抗性基因的分离 实验室前期研究表明,用Cry2Ab筛选获得的An2Ab品系对Cry2Ab的抗性为多基因显性遗传,同时对Cry1Ac具有交互抗性。棉铃虫种群对Cry2Ab的显性抗性以及与Cry1Ac间潜在的交互抗性,对现行的Bt抗性治理策略带来了极大的挑战。本研究将An2Ab抗性品系与敏感品系(GR)进行杂交和回交,采用SNP分子标记法将An2Ab抗性基因所在的9号、10号和13号染色体进行分离,分别建立单基因抗性品系(分别命名为A9、B10和C13),并研究比较了来自于上述3条染色体的不同抗性基因对Cry2Ab及Cry1Ac抗性的贡献。分离品系A9对Cry2Ab和Cry1Ac的抗性分别为15倍和5.09倍;分离品系B10对Cry2Ab和Cry1Ac的抗性分别为39.4倍和6.91倍;分离品系C13对Cry2Ab和Cry1Ac的抗性分别为12.3倍和19倍。在An2Ab品系对Cry2Ab的抗性中,10号染色体上的抗性基因对Cry2Ab的抗性贡献最大,13号染色体上的抗性基因对Cry1Ac的交互抗性贡献最大。对分离的3个品系的遗传方式研究分析表明,3条染色体上的抗性基因均表现出常染色体、不完全显性的遗传特点。本研究建立的3个单因子抗性品系有助于深入研究棉铃虫对Cry2Ab显性抗性及Cry1Ac和Cry2Ab交互抗性的机理。

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