小菜蛾产卵行为对转Bt基因甘蓝抗虫持久性的影响

自从1996年世界上第一个转Bt基因抗虫作物商业化以来，人们对害虫将克服植物抗虫性的担心一直伴随着转基因作物的推广和应用，因此关于害虫抗性治理的问题成为研究热点，其中基因叠加和庇护所被公认为是防止害虫产生抗性的有效策略，但是昆虫对作物系统的行为适应性的潜在影响被忽略了。最近关于害虫生理抗性和产卵偏好性的双位点群体遗传理论模型的研究显示，昆虫产卵偏好性的遗传可能对实际延缓害虫抗性的产生起着重要的作用。本项目拟对表达Cry1Ia、Cry1Ac等的转Bt基因抗虫甘蓝及其目的害虫小菜蛾的不同种群进行生理抗性和害虫产卵偏好性的试验，并利用实验数据构建小菜蛾的双位点群体遗传模型，以验证其理论模型的置信度，这将是首次在栽培Bt植物上进行此类研究，其结果将作为害虫对转基因植物抗性治理理论依据研究的延伸，对于转Bt基因作物的可持续利用具有重要意义。

近年来，转基因作物的大面积推广以及田间害虫抗性的报道引起了人们对于转Bt作物抗虫持久性的广泛关注。基因叠加和庇护所策略是目前防止害虫产生抗性的最有效策略。理论模型预测，将两个或多个抗虫基因同时导入植物能够有效延缓害虫抗性的产生。避护所策略已应用于转Bt基因作物的害虫管理，但该策略没有将害虫的行为考虑在内。昆虫产卵行为的遗传模型显示，害虫的产卵行为与昆虫抗性的发生可能存在着重要的关联。本研究利用农杆菌介导法获得转cry1Ia8-cry1Ba3双价基因甘蓝;通过实验室和温室转cry1Ac基因青花菜抗虫性鉴定，明确了Cry1Ac青花菜对小菜蛾的抗虫效果；对抗性小菜蛾与敏感小菜蛾的杂交和回交后代进行生物测定，研究了小菜蛾对Cry1Ac青花菜的抗性遗传规律；以转cry1Ia8基因甘蓝和转cry1Ac基因青花菜为材料，初步研究了小菜蛾产卵偏好行为的遗传，构建了小菜蛾的抗性和产卵偏好性的双位点群体遗传模型。主要研究结果如下：.1. 转双价基因抗虫甘蓝的获得.利用根癌农杆菌介导法将Bt cry1Ia8、cry1Ba3抗虫基因同时导入甘蓝高代自交系中，获得在DNA、RNA和蛋白质水平均表达的转双价基因抗虫植株。.2. Cry1Ac青花菜的抗虫性.本研究研究了3个Cry1Ac蛋白表达量不同的Bt青花菜株系对小菜蛾生长发育的影响。实验室和温室试验结果均表明抗性小菜蛾对低表达量的转Bt基因青花菜具有抗性，但对较高表达量的转基因株系没有抗性。.3. 小菜蛾对Bt转基因青花菜抗性的遗传规律.初步研究结果表明抗性小菜蛾对转Bt青花菜的抗性遗传方式为单基因隐性遗传。.4. 小菜蛾产卵偏好行为的研究.小菜蛾的产卵选择试验结果表明cry1Ia8和cry1Ac基因的导入对小菜蛾的产卵行为没有影响。温室小菜蛾的不同个体间对甘蓝和青花菜的产卵偏好行为差异较大，对其产卵行为的遗传研究结果初步表明，小菜蛾的产卵偏好行为受到遗传因素的影响。.5. 小菜蛾抗性和产卵偏好性双位点群体遗传模型的构建.利用初步获得的小菜蛾抗性和产卵偏好试验结果构建了双位点群体遗传模型，并与单位点遗传模型进行了比较，结果表明害虫的产卵偏好行为可能在延缓害虫抗性产生中起着重要的作用。.本研究结果有助于了解害虫的抗性机制和延缓害虫抗性产生的因素，对于转基因作物的种植以及害虫抗性治理策略的完善具有重要的参考价值。