全 文 ：第 ww卷 第 {期
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林 业 科 学
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转不同抗虫基因 zwt杨的抗虫选择性 3
王彦平 李 静 杨敏生 梁海永
k河北农业大学林学院 保定 sztsssl
摘 要 } 以转抗虫基因k…·≤µ¼v„lzwt杨 z个株系和转双抗虫基因k…·≤µ¼¯ „¦n „°Œlzwt杨 u个株系为材料 o从分子
生物学检测 !毒蛋白的表达 !抗虫性检测 v个方面 o研究转不同 …·基因 zwt杨对不同类型害虫的抗虫选择性 ∀结果
表明 }u种 …·抗虫基因分别在转基因 zwt杨不同株系中稳定存在 ∀转 …·≤µ¼t„¦的 u 个株系毒蛋白含量分别为
s1stu z h和 s1ss| | h o具高抗虫性的株系 ³¥u|的毒蛋白含量高于中等抗虫性的株系 ³¥tz ∀转 …·≤µ¼v„基因的 x个
株系毒蛋白含量为 s1syz { h ∗ s1txu t h o不同株系间存在一定差异 ∀ …·≤µ¼v型的毒蛋白表达量非常高 o是 …·≤µ¼t
型的 ts倍 ∀用对鳞翅目害虫具高抗虫性和中等抗虫性的转双抗虫基因k…·≤µ¼¯ „¦n „°Œlzwt杨株系叶片饲养鞘翅目
害虫柳蓝叶甲 o幼虫死亡率达到 u{1w h ∗ wu1{ h o转基因株系与未转基因的对照没有明显差异 ∀用转 …·≤µ¼v„基因
zwt杨不同株系叶片饲养柳兰叶甲幼虫 o均表现出高抗虫性 o死亡率在 u天之内均可达到 tss h ~而饲养杨扇舟蛾
幼虫 o死亡率为 s ∗ wu1{y h o未表现出明显抗虫性 o与未转基因对照没有明显差异 ∀
关键词 } 转抗虫基因 zwt杨 ~外源基因 ~…·毒蛋白 ~抗虫选择性
中图分类号 }≥zuu1vy 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kuss{ls{ p ssyz p sx
收稿日期 }ussz p sv p sz ∀
3 杨敏生为通讯作者 ∀
Ινσεχτ2Ρεσιστανχε Σελεχτιϖιτψ οφ Τρανσγενιχ Ηψβριδ Ποπλαρ 741
• ¤±ª≠¤±³¬±ª ¬¬±ª ≠¤±ª ¬±¶«¨ ±ª ¬¤±ª ‹¤¬¼²±ª
k Χολλεγε οφ Φορεστρψo Αγριχυλτυραλ Υνιϖερσιτψοφ Ηεβει Βαοδινγ sztsssl
Αβστραχτ} • ¨¶·∏§¬¨§·«¨ ¬±¶¨¦·2µ¨¶¬¶·¤±¦¨ ¶¨¯¨ ¦·¬√¬·¼ ²©·µ¤±¶ª¨±¬¦«¼¥µ¬§³²³¯¤µzwt ·«¤·¦¤µµ¬¨§·«¨ §¬©©¨µ¨±·…·ª¨ ±¨ ¶·²
§¬©©¨µ¨±··¼³¨ ³¨¶·¥¼ ·«¨ °²¯ ¦¨∏¯¨ §¨·¨¦·¬²±o¬±¶¨¦·2µ¨¶¬¶·¤±··¨¶·¤±§¬±¶¨¦·¬¦¤¯ ³µ²·¨¬± ¬¨³µ¨¶¶¬²±q ׫¨ ¶¨√¨ ± ·µ¤±¶ª¨±¬¦
¶∏¥¦¯²±¨ ¶²©·µ¤±¶ª¨±¬¦«¼¥µ¬§³²³¯¤µzwt ¦¤µµ¼¬±ª·«¨ …·≤µ¼v„ ª¨ ±¨ ¤±§·º²·µ¤±¶ª¨±¬¦¶∏¥¦¯²±¨ ¶²©·µ¤±¶ª¨±¬¦«¼¥µ¬§³²³¯¤µzwt
¦¤µµ¼¬±ª·º²¬±¶¨¦·2µ¨¶¬¶·¤±·ª¨ ±¨ ¶k…·≤µ¼¯ „¦n „°Œl º¨ µ¨ ∏¶¨§q • ¶¨∏¯·¶«²º¨ §·«¤··º² …× ª¨ ±¨ ¶µ¨¶³¨¦·¬√¨ ¼¯ ¤±§¶·¨¤§¬¯¼
¬¨¬¶·¨§¬± §¬©©¨µ¨±··µ¤±¶ª¨±¬¦«¼¥µ¬§³²³¯¤µzwt1 ׫¨ ¦²±·¨±·¶²©·²¬¬¦³µ²·¨¬±¬±·º²¬±§¬√¬§∏¤¯ ³¯¤±·¶¦¤µµ¼¬±ª¬±¶¨¦·2µ¨¶¬¶·¤±·
ª¨ ±¨ ¶k…·≤µ¼¯ „¦l º¨ µ¨ µ¨¶³¨¦·¬√¨ ¼¯ s1stu z h ¤±§s1ss| | h q׫¨ ¦²±·¨±·²©·²¬¬¦³µ²·¨¬±¬± ³¯¤±·³¥u| º¤¶«¬ª«¨µ·«¤±¬±
³¯¤±·³¥tz ¤±§·«¨ ©²µ°¨ µº¤¶¤¯¶² °²µ¨ µ¨¶¬¶·¤±··²·«¨ ³¨¶·¶·«¤±·«¨ ¤¯·¨µq׫¨ ¦²±·¨±·²©·²¬¬¦³µ²·¨¬±¬±©¬√¨ ¬±§¬√¬§∏¤¯ ³¯¤±·¶
¦¤µµ¼¬±ª¬±¶¨¦·2µ¨¶¬¶·¤±·ª¨ ±¨ ¶k…·≤µ¼v„l º¤¶¥¨·º¨ ±¨s1syz { h ¤±§s1txu t h o¤±§·«¨µ¨ º¤¶√¤µ¬¤·¬²±¬±·«¨ ³µ²·¨¬±¦²±·¨±·
¤°²±ª·«¨ ¬±§¬√¬§∏¤¯ ³¯¤±·¶q׫¨ ¬±¶¨¦·¬¦¤¯ ³µ²·¨¬± ¬¨³µ¨¶¶¬²±¦²±·¨±·²©…·≤µ¼v º¤¶√¨ µ¼ «¬ª«¤±§º¤¶ts·¬°¨ ¶«¬ª«¨µ·«¤±·«¤·
²©…·≤µ¼t1 ׫¨ ¤¯°¬±¤¨ ²©·µ¤±¶ª¨±¬¦«¼¥µ¬§³²³¯¤µzwt ¦¤µµ¼¬±ª·º²¬±¶¨¦·2µ¨¶¬¶·¤±·ª¨ ±¨ ¶k…·≤µ¼¯ „¦n „°Œl º¨ µ¨ ∏¶¨§·²©¨ §¨
¨³¬§²³·¨µ¤ ³¨¶·¶²© Πλαγιοδεραϖερσιχολοραk¤¬¦«¤µ·¬±ªl o·«¨ ¤¯µ√¤¯ °²µ·¤¯¬·¼ º¤¶∏³·²¥¨·º¨ ±¨u{1w h ¤±§wu1{ h o¤±§¬·«¤¶
±²·²¥√¬²∏¶¯¼ §¬©©¨µ¨±·¬¤¥¨·º¨ ±¨·µ¤±¶ª¨±¬¦¶∏¥¦¯²±¨ ¶¤±§¬±¦²±·µ¤¶·q׫¨ ¤¯°¬±¤¨¶²©§¬©©¨µ¨±··µ¤±¶ª¨±¬¦¶∏¥¦¯²±¨ ¶¦¤µµ¼¬±ª·«¨
…·≤µ¼v„ ª¨ ±¨ º¨ µ¨ ©¨ §¨·²·«¨ ¤¯µ√¤ ²© Πλαγιοδερα ϖερσιχολορα k¤¬¦«¤µ·¬±ªl o¬·³∏·∏³¤ «¬ª«¬±¶¨¦·2µ¨¶¬¶·¤±·¦¨ o·«¨ ¤¯µ√¤¯
°²µ·¤¯¬·¼ º¤¶∏³·² tss h ³µ²°³·¯¼ º¬·«¬± t p u §¤¼¶~ ׫¨ ¤¯µ√¤¯ °²µ·¤¯¬·¼ º¤¶¥¨·º¨ ±¨ s ¤±§wu1{y h º«¨ ± ·«¨ ¤¯µ√¤ ²©
Χλοστερα αναχηορετα kƒ¤¥µ¬¦¬∏¶l º¨ µ¨ ©¨ §¨qŒ·«¤¶±²·²¥√¬²∏¶¬±¶¨¦·2µ¨¶¬¶·¤±·¦¨ ¤±§¬·«¤¶¬¯·¯¨§¬©©¨µ¨±·¬¤·«¤±¬±¦²±·µ¤¶·q
Κεψ ωορδσ} ·µ¤±¶ª¨±¬¦¬±¶¨¦·2µ¨¶¬¶·¤±¦¨ «¼¥µ¬§³²³¯¤µzwt ~©²µ¨¬ª± ª¨ ±¨ ~…··²¬¬¦³µ²·¨¬±~¬±¶¨¦·2µ¨¶¬¶·¤±¦¨
近年来 o随着植物抗虫基因工程的研究及其快速发展 o转基因植物的合理利用问题受到了广泛关注 ∀目
前 o在杨树抗虫基因工程育种方面国内外已经做了大量工作 o人们构建 !改建了多种基因并将其成功转入杨
树k苏晓华等 oussv ~王敏杰等 oussu ~王学聘等 ot||z ~郭同斌等 oussw ~田颖川等 ousss ~«¤±ª ετ αλqoussx ~
∂¤± ƒµ¤±®¨ ±«∏¼½¨ ± ετ αλqoussw ~…¤¯ ¶¨·µ¤½½¬ετ αλqoussyl ∀其中苏云金芽孢杆菌k Βαχιλλυστηυρινγιενσισo简称 …·l
抗虫基因的研究最多 o发展也最快 ∀根据其编码的杀虫蛋白的杀虫特性 o可将其粗分为 y大类k李海涛等 o
usswl ∀目前 o在杨树抗虫基因工程中应用最多的是抗鳞翅目害虫的 …·¦µ¼t和抗鞘翅目害虫的 …·¦µ¼v类基
因 o转不同类型抗虫基因杨树对靶标害虫均表现出一定的抗虫性 ∀为了深入了解转抗虫基因植物的抗虫选
择性 o为转抗虫基因植物的合理利用提供依据 o本文对转不同类型 …·抗虫基因 zwt杨的抗虫性进行了研究 ∀
t 材料与方法
111 材料
参试的株系为转 …·≤µ¼v„ 基因 zwt杨的 z个株系和转双抗虫基因k…·≤µ¼¯ „¦n „°Œl zwt杨的 u个株系
°…u|和 °…tz ∀以苗圃中生长的转基因 zwt杨各株系和未转基因 zwt杨 t年生植株为试验材料 ∀
测试昆虫为人工饲养的鞘翅目叶甲科的柳蓝叶甲k Πλαγιοδερα ϖερσιχολοραl和鳞翅目舟蛾科的杨扇舟蛾
k Χλοστερα αναχηορεταl ∀
112 方法
t1u1t 转基因 zwt杨外源基因的分子生物学检测 杨树 ⁄‘„的制备采用 ≤ׄ…法k王关林等 oussul ∀采用
°≤• 方法检测外源基因 ∀ …·≤µ¼¯ „¦基因引物序列 }xχ≤׊ „≤Š ׄ„ ŠŠ„ ׊„ ≤Š≤ „≤vχ oxχ„≤× „×× Š„× „Š×
≤Š≤ ŠŠ≤ „×≤vχ ∀°≤• 扩增程序 }|w ε xs ¶oxx ε ys ¶ozu ε tss ¶o共 vs个循环 ∀ …·≤µ¼v„基因引物序列 }
xχ„≤≤ Š×≤ ×≤× ŠŠ× „„Š ≤×≤ ŠŠ× ≤××vχ oxχ׊Š ≤≤„ „Š≤ Š„Š Š„≤ ≤≤≤ ׊Š „„Š vχ ∀ °≤• 扩增程序 }
|w ε !xs ¶oxu ε !ys ¶ozu ε !ys ¶o共 vs个循环 ∀反应结束后扩增产物在 t h琼脂糖凝胶上电泳检测 ∀
t1u1u 转抗虫基因 zwt 杨 …·毒蛋白的检测 采用 ∞Œ≥„ 法测定 ∀操作步骤按美国 „ª§¬¤公司生产的
…·≤µ¼¯ „¥Π≤µ¼¯ „¦和 …·≤µ¼v„ ∞Œ≥„ 平板试剂盒说明进行 ∀测定转 …·≤µ¼v„ 基因 zwt 杨和转双抗虫基因
k…·≤µ¼¯ „¦n „°Œl zwt杨不同株系毒蛋白含量 o以未转基因 zwt杨为对照 o计算相对含量 ∀
t1u1v 转基因 zwt杨抗虫性检测 tl 柳蓝叶甲 由室外捕捉柳蓝叶甲成虫于室内用普通 zwt杨叶片在瓶
中饲养 o待成虫产卵于叶片表面 o将卵块用剪刀剪下 o放到培养皿k培养皿内壁上贴有潮湿的滤纸l中孵化 ∀
大约 v ∗ w §卵孵化为幼虫 o将幼虫分装到放有转抗虫基因杨树叶片的培养皿中进行虫试 ∀每个培养皿中饲
养 us ∗ vs头幼虫 o每个株系设 v个重复 o每天记录死亡个数 ∀计算每天的累计死亡率 ∀ul 杨扇舟蛾 待杨
扇舟蛾卵块孵化后 o随机地从中挑选幼虫 o用毛笔轻移到清洁干净的高为 tu ¦° !直径 {1x ¦°的罐头瓶中 o每
瓶 ts头左右 ow次重复 o放入新鲜的转抗虫基因k…·≤µ¼v„l zwt杨当年生叶片 o然后用带通气孔塑料薄膜扎紧
瓶口 ∀每 u §换一次新鲜叶片 o记录幼虫的死亡情况 ∀总死亡率 €饲养末期的死亡总数Π初期的饲养总数 ≅
tss h ∀
u 结果与分析
211 不同外源 Βτ基因的 ΠΧΡ 扩增
将转抗虫基因k…·≤µ¼t„¦n „°Œ基因lzwt杨的 u个株系和转抗虫基因k…·≤µ¼v„lzwt杨的 y个株系和分别
提取叶片基因组总 ⁄‘„ o分别以质粒 ³…·¬„ 和 ³…≤≤v 作为阳性对照 o未转基因植株作为阳性对照 o用
…·≤µ¼t„¦和 …·≤µ¼v„基因序列设计引物 o进行 °≤• 扩增 ∀扩增结果如图 t !u所示 ∀
图 t …·≤µ¼t„¦基因检测结果
ƒ¬ªqt × ¶¨·©²µ…·≤µ¼t„¦ª¨ ±¨
泳道 v ¤±¨ v }°¤µ®¨µ ~ n }阳性对照 °²¶¬·¬√¨ ¦²±·µ²¯ ~p }阴性对
照 ‘¨ª¤·¬√¨ ¦²±·µ²¯ ~泳道 t p u ¤±¨ t p u }转基因k…·≤µ¼t„ n
„°Œlzwt杨株系 ≥∏¥¦¯²±¨ ¶²©·µ¤±¶ª¨ ±¬¦³²³¯¤µ¦¯²±¨ zwt ¦¤µµ¼¬±ª
…·≤µ¼t„ n „°Œ ª¨ ±¨ ¶°…u| o°…tz1
图 u …·≤µ¼v„基因检测基因
ƒ¬ªqu × ¶¨·©²µ…·≤µ¼v„ ª¨ ±¨
泳道 z ¤±¨ z }°¤µ®¨µ~ n }阳性对照 °²¶¬·¬√¨ ¦²±·µ²¯ ~p }阴性对
照 ‘¨ª¤·¬√¨ ¦²±·µ²¯ ~ 泳道 t p y ¤±¨ t p y } 转抗虫基因
k…·≤µ¼v„lzwt 杨株系 ≥∏¥¦¯²±¨ ¶ ²©·µ¤±¶ª¨ ±¬¦ ³²³¯¤µ¦¯²±¨ zwt
¦¤µµ¼¬±ª…·≤µ¼v„ ª¨ ±¨ ≤≤{w !≤≤vt !≤≤zt !≤≤zs !≤≤xv !≤≤tt1
{y 林 业 科 学 ww卷
由图 t !u可以看出 o转 …·≤µ¼t„¦n „°Œ基因 zwt杨的 u个株系经 °≤• 扩增后 o作为阳性对照的 ³…·¬„扩增
出 t条 zxs ¥³的片段 o转基因的各株系经 °≤• 扩增后 o均得到了 t条与预期长度同样大小的 zxs ¥³的片段 o
而未转基因植株未出现 °≤• 扩增特异条带 ∀同时 o转抗虫基因k…·≤µ¼v„lzwt杨各株系经 °≤• 扩增后 o作为
阳性对照的 ³…≤≤v扩增出 t条 ytu ¥³的片段 o转基因的各株系经 °≤• 扩增后 o均得到了 t条与预期长度同
样大小的 ytu ¥³的片段 o未转基因植株没有出现 °≤• 扩增片段 ∀电泳分析结果表明 ou种 …·抗虫基因分别
在转基因 zwt杨不同株系中稳定存在 ∀
212 不同外源 Βτ基因毒蛋白检测
利用美国 „ª§¬¤公司生产的 …·≤µ¼¯ „¥Π≤µ¼¯ „¦和 …·≤µ¼v„ ∞Œ≥„平板试剂盒 o分别测定转不同 …·基因 zwt
杨叶片中 …·毒蛋白含量 o结果见图 v !w ∀
图 v 转抗虫基因k…·≤µ¼t„¦n „°Œlzwt杨叶片毒蛋白的含量
ƒ¬ªqv ׫¨ ·²¬¬± ³µ²·¨¬± ¦²±¦¨±·µ¤·¬²±¬± ¯¨ ¤©²©·µ¤±¶ª¨ ±¬¦
«¼¥µ¬§³²³¯¤µ¦¯²±¨ zwt ¦¤µµ¼¬±ª…·≤µ¼t„¦n „°Œ ª¨ ±¨
图 w 转抗虫基因k…·≤µ¼v„lzwt杨叶片毒蛋白的含量
ƒ¬ªqw ׫¨ ·²¬¬± ³µ²·¨¬± ¦²±¦¨±·µ¤·¬²±¬± ¯¨ ¤©²©·µ¤±¶ª¨ ±¬¦
«¼¥µ¬§³²³¯¤µ¦¯²±¨ zwt ¦¤µµ¼¬±ª…·≤µ¼v„ ª¨ ±¨
从图 v可见 ou个参试的转k…·≤µ¼t„¦n „°Œl基因株系中 o…·≤µ¼t型的毒蛋白含量分别为 s1stu z h 和
s1ss| | h ∀高抗虫性株系 ³¥u|的毒蛋白含量高于中等抗虫性的株系 ³¥tz ∀图 w结果表明 }x个转 …·≤µ¼v„
基因的株系中 o…·≤µ¼v型毒蛋白含量为 s1syz { h ∗ s1txu t h o不同株系间存在一定差异 o≤≤zt含量相对较
高 o而 ≤≤zs含量较低 ∀u种 …·毒蛋白含量比较分析可知 o…·≤µ¼v型的毒蛋白表达量非常高 o是 …·≤µ¼t型的
ts倍 ∀
图 x 柳蓝叶甲幼虫取食转 …·≤µ¼t„¦n „°Œ
基因 zwt杨叶片的死亡率
ƒ¬ªqx ׫¨ °²µ·¤¯¬·¼µ¤·¨ ²© Πq ϖερσιχολορα
¤¯µ√¤¥µ¨ §¨¨§¥¼·«¨ ¯¨ ¤©²©·µ¤±¶ª¨ ±¬¦³²³¯¤µ
¦¯²±¨ zwt ¦¤µµ¼¬±ª…·≤µ¼t„¦n „°Œ ª¨ ±¨
213 转不同外源 Βτ基因株系对不同害虫的抗虫选择性
u1v1t 转 …·≤µ¼t„¦n „°Œ基因株系对不同害虫的抗虫选择
性 转 …·≤µ¼t„¦n „°Œ基因 zwt杨对鳞翅目害虫的抗虫效
果已有很多报道 ∀转 …·≤µ¼t„¦n „°Œ基因株系 ³¥u|对杨扇
舟蛾 !舞毒蛾kΛψµαντρια δισπαρl !美国白蛾k Ηψπηαντρια χυνεαl
等鳞翅目食叶害虫具有高抗虫性 o幼虫死亡率均在 {s h以
上 o并且还能抑制存活下来的昆虫幼虫的发育 o使其发育速
率减缓 o不能正常结茧 o连续 w年饲虫试验未发现其抗虫性
有规律下降的趋势 ∀ °¥tz具有中等抗虫性 o对杨扇舟蛾等
鳞翅目幼虫致死率 xs h ∗ {s h k≠¤±ª ετ αλqoussv ~杨敏生
等 oussxl ∀
用这 u个株系饲养鞘翅目害虫柳兰叶甲幼虫 o结果列
于图 x ∀随着饲养时间的延长 o幼虫的死亡率增加 o饲养到
第 w天时 o幼虫死亡率达到 u{1w h ∗ wu1{ h o但转基因株系
与未转基因的对照没有明显差异 o且各株系幼虫死亡率的
变异幅度均较大 ∀表明人工饲养柳兰叶甲幼虫 o其敏感性
较高 o自然死亡率较高 o但试验结果未表现出 …·毒蛋白的
抗虫效果 ∀
u1v1u 转 …·≤µ¼v„基因株系对不同害虫的抗虫选择性 用不同株系转抗虫基因k…·≤µ¼v„lzwt杨叶片饲养鞘
|y 第 {期 王彦平等 }转不同抗虫基因 zwt杨的抗虫选择性
翅目害虫柳兰叶甲幼虫 o以未转基因 zwt杨作对照 o结果如表 t ∀
表 1 转抗虫基因(ΒτΧρψ3Α)741 杨当年生叶片毒杀柳兰叶甲幼虫的累积死亡率
Ταβ .1 Τηελαρϖαλ αχχυµ υλατιϖε µ ορταλιτψ οφ Π . ϖερσιχολορε βρεεδεδ βψ
λεαϖεσ οφ τρανσγενιχ ηψβριδ ποπλαρ χλονε 741 χαρρψινγ ΒτΧρψ3Α γενε h
株系
≤ ²¯±¨ ¶
uu ε u{ ε vx ε 室温 •²²° ·¨°³¨µ¤·∏µ¨Πε
t § u § t § u § t § t § u §
≤Ž s1ss ? s1ss s1ss ? s1ss {1xw ? v1vx uu1{u ? |1|s s1ss ? s1ss s1ss ? s1ss w1vx ? u1us
≤≤uu |x1{v ? x1ut tss1ss ? s1ss {w1sy ? x1tt tss1ss ? s1ss tss1ss ? s1ss tss1ss ? s1ss )
≤≤zs tss1ss ? s1ss ) |s1yz ? w1wu tss1ss ? s1ss tss1ss ? s1ss zx1ss ? z1yv tss1ss ? s1ss
≤≤zt {z1xs ? y1tu tss1ss ? s1ss {{1xt ? {1{s tss1ss ? s1ss tss1ss ? s1ss tss1ss ? s1ss )
≤≤vt |t1vy ? y1xu tss1ss ? s1ss {z1zy ? x1xy tss1ss ? s1ss tss1ss ? s1ss ts1zt ? x1xw tss1ss ? s1ss
≤≤tt s1ss ? s1ss tss1ss ? s1ss tss1ss ? s1ss ) tss1ss ? s1ss tss1ss ? s1ss )
≤≤xv tss1ss ? s1ss ) tx1xs ? ts1vu tss1ss ? s1ss tss1ss ? s1ss {v1vv ? z1tt tss1ss ? s1ss
≤≤{w xv1xy ? tx1yy tss1ss ? s1ss tw1vy ? tv1wx tss1ss ? s1ss tss1ss ? s1ss tss1ss ? s1ss )
由表 t可以看出 o转基因的不同株系对柳蓝叶甲幼虫的致死作用均很强 o部分株系饲养的柳蓝叶甲幼虫
在第 t天的死亡率就为 tss h o第 t天的死亡率未达到 tss h的第 u天均达到 tss h ∀所以不同株系间的致死
效应均很强 o而不同株系对柳蓝叶甲幼虫的死亡率影响不是很大 o均在 t ∗ u §之内死亡率达到 tss h ∀由此
可见 o各转基因株系对柳蓝叶甲幼虫均属于高抗性的 o死亡率在 u §之内均可达到 tss h ∀
为研究 …·毒蛋白在不同温度环境下的表达情况 o设置了 w个环境温度进行饲虫试验 ∀从表 t结果可以
看出 o在 uu ε 条件下 o幼虫的死亡速率比较缓慢 o除了 u个株系外 o大部分株系需要 u §才能将柳兰叶甲幼虫
全部杀死 ∀随着环境温度的提高 o到 vx ε 时 o所有株系均在 t §内将幼虫杀死 o说明在一定温度范围内 o高
温有利于 …·毒蛋白的表达 ∀
用不同株系的转抗虫基因k…·≤µ¼v„lzwt杨叶片饲养杨扇舟蛾幼虫 tw §o以未转基因 zwt杨作对照 o观察
结果表明 }不同株系转抗虫基因k…·≤µ¼v„lzwt杨对杨扇舟蛾幼虫死亡率有不同的影响 ∀从表 u可以看出 }用
未转基因 zwt杨叶片喂养的幼虫死亡率居中 o死亡率 uw1zv h ~转抗虫基因 zwt杨 ≤≤{w o≤≤zs o≤≤tt o≤≤vt饲
养幼虫的死亡率比对照 zwt杨低 o死亡率为 v1|u h ∗ tt1st h ~≤≤zt饲养幼虫的死亡率与对照差异较小 o死
亡率为 uw1sy h ~≤≤xv饲养幼虫的死亡率比普通 zwt杨的要高 o死亡率为 wu1{y h ~用 ≤≤uu的叶片饲养杨扇
舟蛾幼虫 o死亡率为 s ∀由此表明 o转抗虫基因k…·≤µ¼v„lzwt杨各株系对鳞翅目害虫杨扇舟蛾没有明显抗
性 o仅 ≤≤xv的死亡率略高于未转抗虫基因的 zwt杨 ∀由于限于条件每个重复饲养的昆虫数量少 o不同重复
之间幼虫死亡率差异较大 o经方差分析不同株系之间未达到显著差异 ∀
表 2 转抗虫基因(ΒτΧρψ3Α)741 杨毒杀杨
扇舟蛾幼虫的死亡率
Ταβ .2 Τηε µ ορταλιτψ ρατε οφ Χ . αναχηορετα
λαρϖα βρεεδεδ βψτρανσγενιχ ηψβριδ ποπλαρ
χλονε 741 χαρρψινγ ΒτΧρψ3Α γενε
株系
≤ ²¯±¨
试虫数量
‘∏°¥¨µ
死亡率
²µ·¤¯¬·¼µ¤·¨Πh
≤≤uu v| s1ss ? s1ss
≤≤xv v{ wu1{y ? ut1us
≤≤zt wu uw1sy ? t|1vs
≤≤vt wx tt1st ? ts1vs
≤≤tt ws ts1sz ? {1{x
≤≤zs wv x1tv ? v1y|
≤≤{w ww v1|u ? v1vx
≤Ž wt uw1zv ? |1uu
v 结论与讨论
自从 t|{t年第 t个杀虫晶体蛋白基因被克隆和测序以来 o至
今已克隆了几百个杀虫晶体蛋白基因 ∀根据杀虫晶体蛋白的大小
及基因特点 o主要分为 ≤µ¼和 ≤¼·两大类 ∀目前广泛应用的主要为
≤µ¼类杀虫晶体蛋白 ∀ ‹²©·¨等kt|{|l根据杀虫蛋白质氨基酸序列
的相似性和杀虫活性 o将其分成数个类型 o分别用罗马数字 ´ !µ !
¶ !· !∏等来命名 ∀不同类型 ≤µ¼晶体蛋白具有不同杀虫选择
性 o≤µ¼为鳞翅目特异性 o≤µ¼µ为鳞翅目和双翅目特异性 o≤µ¼¶为
鞘翅目特异性 o≤µ¼·为双翅目特异性 ∀在每一类型下根据氨基酸
序列的同源性 o又分为 „ !… !≤等不同的基因型 ∀
许多报道证明转不同类型 …·基因表现出专一抗虫性特征 o如
转 …·≤µ¼t的转基因杨树对杨扇舟蛾 !舞毒蛾等害虫表达出抗虫效
果 o而转 …·≤µ¼v基因杨树对叶甲等鞘翅目害虫具抗虫性 o但对其他害虫的试验结果未见报道 ∀为了检测转
入植物体中的 …·≤µ¼t和 …·≤µ¼v基因对昆虫抗虫性的选择性 o本试验用转双抗虫基因k…·≤µ¼t„¦n „°Œlzwt杨
饲养柳蓝叶甲幼虫 ~用转抗虫基因k…·≤µ¼v„lzwt杨饲养鳞翅目昆虫杨扇舟蛾幼虫 o结果表明 }转双抗虫基因
k…·≤µ¼t„¦n „°Œlzwt杨对柳蓝叶甲幼虫的成活没有任何影响 o柳蓝叶甲幼虫能完整地完成 t个世代 o即由幼
sz 林 业 科 学 ww卷
虫发育为成虫 ∀转抗虫基因k…·≤µ¼v„lzwt杨对杨扇舟蛾幼虫 o同一个试验过程中 o饲养的杨扇舟蛾幼虫的死
亡率与用普通 zwt杨饲养的幼虫死亡率相差不大 o其中有些株系比对照的死亡率还要小 ∀而经过数年试验
证明的转双抗虫基因 zwt杨对杨扇舟蛾表现高致死性k≠¤±ªoussv ~杨敏生等 oussxl ∀试验结果进一步证明
了 ¥·毒蛋白的专一抗虫性特征 o而对非靶标昆虫没有毒杀作用 ∀
转 …·基因对非目标昆虫 !土壤微生物 !哺乳动物及人类等影响的研究方面 o己取得阶段性成果k苏晓华
等 oussvl ∀转不同抗虫基因的杨树对昆虫具有一定的选择性 o对非靶标昆虫没有毒害作用 o这从一方面说明
转 …·基因树木具有杀虫谱窄 o针对性强的特点 o从另一方面也说明其安全性是比较高的 o不会对非靶标害虫
及其他生物造成危害 ∀鉴于转 …·树木的杀虫特点 o建议在生产中应用时 o应根据当地虫害特点选择使用不
同类型的转基因树木 o既在鞘翅目昆虫为害严重的地区栽种转 …·≤µ¼t基因高抗鞘翅目害虫的树木 o而在鳞
翅目昆虫为害严重的地区栽种大量转 …·¦µ¼v基因高抗鳞翅目害虫的树木 ∀为了扩大杀虫谱 o提高抗虫效果 o
将转不同类型 …·基因树木混合栽种 o或者将不同类型 …·基因构件在一个表达载体上 o通过基因转化 o获得
转多 …·基因树木 o在生产上栽植应用 o通过多种抗虫基因抗性互补 o可大大提高转基因树木的抗虫能力 o这
应该是在今后重点研究的方向 ∀
参 考 文 献
郭同斌 o嵇保中 o诸葛强 o等 qussw1 转 …·基因杨树k‘p {stsyl对杨小舟蛾抗虫性研究 q南京林业大学学报 ou{kyl }x p |1
李海涛 o王洪成 o刘志洋 qussw1 …·杀虫晶体蛋白的研究概述 q黑龙江农业科学 okxl }vz p v|1
苏晓华 o张冰玉 o黄秦军 o等 qussv1 我国林木基因工程研究进展及关键领域 q林业科学 ov|kxl }ttt p tt{1
田颖川 o郑钧宝 o虞红梅 o等 qusss1 转双抗虫基因杂种 zwt毛白杨的研究 q植物学报 owukvl }uyv p uy{1
王关林 o等 qussu1 植物基因工程 qu版 q北京 }科学出版社 q
王敏杰 o卢孟柱 qussu1 林木基因工程育种现状与发展趋势 q世界林业研究 otxkvl }z p tv1
王学聘 o韩一凡 o田颖川 o等 qt||z1 抗虫转基因欧美杨的培育 q林业科学 ovvktl }y| p zw1
杨敏生 o高宝嘉 o王进茂 o等 qussx1 转双抗虫基因 zwt杨基本特性分析 q林业科学 owtktl }|t p |z1
张冰玉 o苏晓华 o李义良 o等 qussy1 转抗鞘翅目害虫基因银腺杨的获得及其抗虫性的初步研究 q北京林业大学学报 ou{kul }tsu2tsx1
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k责任编辑 郭广荣l
tz 第 {期 王彦平等 }转不同抗虫基因 zwt杨的抗虫选择性