轉Bt cry1F基因抗蟲玉米對米蛾生長發育的影響

摘要：采用轉Ｂｔ ｃｒｙ１Ｆ基因的３２Ａ９１、３２Ｗ０９和Ｘ１１３２Ｘ ３個玉米品種及其對應的３種非轉基因玉米為試材，分別飼養米蛾幼蟲，比較轉基因和非轉基因玉米對米蛾生長發育的影響。結果表明，轉ｃｒｙ１Ｆ基因玉米對米蛾幼蟲存活率的影響均表現為顯著降低；轉基因玉米３２Ｗ０９飼養的米蛾成蟲羽化率顯著低于非轉基因玉米ＸＹ４２０飼養的米蛾成蟲羽化率。

關鍵詞：轉基因玉米；cｒｙ１Ｆ毒蛋白；米蛾

中圖分類號：Ｓ４３５．１３２；Ｑ７８７文獻標識碼：Ａ文章編號：0439－８114（２０11）03－0509-02

Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Tｒａｎｓｇｅｎｉｃ Iｎｓｅｃｔ－ｒｅｓｉｓｔａｎｔ Cｏｒｎ ｗｉｔｈ cｒｙ１Ｆ Ｇｅｎｅ on Ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ Dｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｒｉｃｅ Ｍｏｔｈ，Ｃｏｒｃｙｒａ ｃｅｐｈａｌｏｎｉｃａ（Ｓｔａｉｎｔｏｎ）

ＪＩＡＮＧ Ｓｏｎｇ－ｎａｎ，ＣＯＮＧ Ｂｉｎ，ＭＡ Ｘｉａｏ－ｈｕｉ，ＺＨＡＮＧ Ｚｈｕ－ｔｉｎｇ，ＷＵ Ｚｕｎ－ｚｈａｏ

（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｐｌａｎｔ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ， Ｓｈｅｎｙａｎｇ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｓｈｅｎｙａｎｇ １１０１６１，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｉｎ ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ，ｔｈｒｅｅ ｖａｒｉｅｔｉｅｓ ｏｆ ｔｒａｎｓｇｅｎｉｃ ｉｎｓｅｃｔ－ｒｅｓｉｓｔａｎｔ ｃｏｒｎ ｗｉｔｈ ｃｒｙ１Ｆ ｇｅｎｅ， ３２Ａ９１， ３２Ｗ０９ ａｎｄ Ｘ１１３２Ｘ， ａｎｄ ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｇｅｎｉｃ ｃｏｒｎ ｗｅｒｅ ｕｓｅｄ ａｓ ｔｅｓｔ ｍａｔｅｒｉａｌs ｔｏ ｆｅｅｄ Ｃｏｒｃｙｒａ ｃｅｐｈａｌｏｎｉｃａ ｌａｒｖａｅ． Ｉｎ ｃｏｎｔｒａｓｔ ｔｏ ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｇｅｎｉｃ ｃｏｒｎ， ｔｈｅ ｓｕｒｖｉａｌ ｒａｔｅ ｏｆ ｌａｒｖａｅ ｉｎ ｔｒａｎｓｇｅｎｉｃ ｃｏｒｎ ｓｈｏｗｅｄ ａ ｓｉｇｎｆｉｃａｎｔ ｄｅｃｒｅａｓｅ． Ｆｏｒ ｔｈｅ ｅｍｅｒｇｅｎｃｅ ｒａｔｅ ｏｆ ａｄｕｌｔ Ｃｏｒｃｙｒａ ｃｅｐｈａｌｏｎｉｃａ， ３２Ｗ０９ ｇｒｏｕｐ ｄｅｍｏｓｔｒａｔｅｄ ａｎ ｏｂｖｉｏｕｓ ｄｅｃｌｉｎｅ ｉｎ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｗｉｔｈ ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｇｅｎｉｃ ｃｏｒｎ ＸＹ４２０． Ｈｏｗｅｖｅｒ， ｔｈｅ ｏｔｈｅｒ ｔｗｏ ｇｒｏｕｐｓ ｈａd ｎｏ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅs．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｔｒａｎｓｇｅｎｉｃ ｃｏｒｎ； Ｃｒｙ１Ｆ ｔｏｘｉｎ； Ｃｏｒｃｙｒａ ｃｅｐｈａｌｏｎｉｃａ（Ｓｔａｉｎｔｏｎ）

轉Ｂｔ基因抗蟲作物是在植物體內表達蘇云金芽孢桿菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｔｈｕｒｉｎｇｉｅｎｓｉｓ，Ｂｔ）毒素結晶蛋白（ｃｒｙ蛋白）基因而產生抗蟲性。５０年來，Ｂｔ晶體蛋白一直被用作生物農藥防治害蟲［１］。而ｃｒｙ蛋白對昆蟲有極強的選擇性，其中ｃｒｙ１Ａｂ和ｃｒｙ１Ｆ主要是防治地上部害蟲的，對鱗翅目昆蟲（玉米螟、棉鈴蟲及蘋果蠹蛾等）的幼蟲有效，特別是對歐洲玉米螟（Ｏｓｒｉｎｉａ ｍｕｂｉｌａｉｓ Ｈｕｂｎｅｒ）和亞洲玉米螟（Ｏ． ｆｕｒｎａｃａｌｉｓ Ｇüｅｎｅｅ）抗性高。利用基因工程技術培育抗螟品種（系）已成為控制玉米螟發生危害的一種重要手段［２，３］。有實驗顯示Ｂｔ毒蛋白在玉米乳熟期第１５葉中表達量最高（０．２２５％），在花粉中表達量最低（０．０１１％）［４］。然而轉基因玉米對米蛾的控制作用研究不多。米蛾（Ｃｏｒｃｙｒａ ｃｅｐｈａｌｏｎｉｃａ Ｓｔａｉｎｔｏｎ）屬鱗翅目蠟螟科，是倉貯害蟲，主要為害大米、稻谷和多種倉貯物資，多分布于我國南部地區［５］。本實驗以不同種類的轉Ｂｔ ｃｒｙ１Ｆ基因抗蟲玉米飼養米蛾，研究其對米蛾的存活率和羽化率的影響。

１材料與方法

１．１材料

１）供試玉米品種為杜邦中國集團有限公司提供的轉ｃｒｙ１Ｆ基因抗蟲玉米３２Ａ９１、３２Ｗ０９和Ｘ１１３２Ｘ品種及其非轉基因受體對照玉米ＸＹ６９６、ＸＹ４２０和ＸＹ３３５。供試蟲源為米蛾，由本實驗室自備。

2）實驗場所：沈陽農業大學后山試驗田。轉基因玉米于２００８年６月１２日播種，露地直播栽培，播種后靠自然降水，不施肥，直至收獲。

１．２方法

轉基因玉米及其親本對照玉米完熟后，按小區進行收獲。完全干燥后，分別將３種轉基因玉米及對照玉米種子磨碎備用。將磨碎的玉米粉分別放入經高溫滅菌的罐頭瓶（開口直徑為７ ｃｍ）中，在每個罐頭瓶中接入１００頭米蛾初孵幼蟲，然后用紗網蓋蓋住，每個處理３次重復，共接入３００頭初孵幼蟲。將罐頭瓶放入養蟲室內。養蟲室的溫度為（２６±１）℃，相對濕度為８０％，每天光照１４ ｈ。調查米蛾的老熟幼蟲存活數及其羽化數并記錄。實驗數據應用ＳＰＳＳ軟件進行方差分析，差異顯著性比較和ｔ檢驗。

２結果與分析

２．１轉基因玉米３２Ａ９１對米蛾存活率及羽化率的影響

從表１可以看出，用轉基因玉米３２Ａ９１飼養的米蛾與其對照玉米ＸＹ６９６飼養的米蛾的存活數差異顯著，用對照玉米ＸＹ６９６飼養的米蛾存活數平均為６９．００頭，而轉基因玉米３２Ａ９１飼養的米蛾存活數平均為６４．３３頭，比用其對照玉米ＸＹ６９６飼養的米蛾平均少４．６７頭。轉基因玉米３２Ａ９１飼養的米蛾存活率為６４．３３％，對照玉米ＸＹ６９６飼養的米蛾存活率為６９．００％。用轉基因玉米３２Ａ９１飼養的米蛾與其對照玉米ＸＹ６９６飼養的米蛾的羽化數差異不顯著，其中用對照玉米ＸＹ６９６飼養的米蛾羽化數平均為５０．００頭，而轉基因玉米３２Ａ９１飼養的米蛾羽化數平均為５１．６６頭，比用其對照玉米ＸＹ６９６飼養的米蛾平均多出１．６６頭。轉基因玉米３２Ａ９１飼養的米蛾羽化率為８０．３０％，對照玉米ＸＹ６９６飼養的米蛾羽化率為７２．４６％。

２．２轉基因玉米３２Ｗ０９對米蛾存活率及羽化率的影響

從表２可以看出，用轉基因玉米３２Ｗ０９飼養的米蛾與其對照玉米ＸＹ４２０飼養的米蛾的存活數差異顯著，用對照玉米ＸＹ４２０飼養的米蛾存活數平均為７４．３３頭，而轉基因玉米３２Ｗ０９飼養的米蛾存活數平均為５０．００頭，比用其對照玉米ＸＹ４２０飼養的米蛾平均少２４．３３頭。轉基因玉米３２Ｗ０９飼養的米蛾存活率為５０．００％，對照玉米ＸＹ４２０飼養的米蛾存活率為７４．３３％。用轉基因玉米３２Ｗ０９飼養的米蛾與其對照玉米ＸＹ４２０飼養的米蛾的羽化數差異顯著，其中用對照玉米ＸＹ４２０飼養的米蛾羽化數平均為６７．３３頭，而轉基因玉米３２Ｗ０９飼養的米蛾羽化數平均為４１．６６頭，比用其對照玉米ＸＹ６９６飼養的米蛾平均少2５．６７頭。轉基因玉米３２Ｗ０９飼養的米蛾羽化率為８３．３２％，對照玉米ＸＹ４２０飼養的米蛾羽化率為９０．５８％。

２．３轉基因玉米Ｘ１１３２Ｘ對米蛾存活率及羽化率的影響

從表３可以看出，用轉基因玉米Ｘ１１３２Ｘ飼養的米蛾與其對照玉米ＸＹ３３５飼養的米蛾的存活數差異顯著，用對照玉米ＸＹ３３５飼養的米蛾存活數平均為８３．３３頭，而轉基因玉米Ｘ１１３２Ｘ飼養的米蛾存活數平均為６７．３３頭，比用其對照玉米ＸＹ３３５飼養的米蛾平均少１６．００頭。轉基因玉米Ｘ１１３２Ｘ飼養的米蛾存活率為６７．３３％，對照玉米ＸＹ３３５飼養的米蛾存活率為８３．３３％。用轉基因玉米Ｘ１１３２Ｘ飼養的米蛾與其對照玉米ＸＹ３３５飼養的米蛾的羽化數差異不顯著，其中用對照玉米ＸＹ３３５飼養的米蛾羽化數平均為５１．００頭，而轉基因玉米Ｘ１１３２Ｘ飼養的米蛾羽化數平均為４８．００頭，比用其對照玉米ＸＹ６９６飼養的米蛾平均少３．００頭。轉基因玉米Ｘ１１３２Ｘ飼養的米蛾羽化率為７１．２９％，對照玉米ＸＹ３３５飼養的米蛾羽化率為６１．２０％。

本實驗用轉ｃｒｙ１Ｆ基因抗蟲玉米３２Ａ９１、３２Ｗ０９和Ｘ１１３２Ｘ品種及其非轉基因受體對照玉米ＸＹ６９６、ＸＹ４２０和ＸＹ３３５飼養米蛾，結果表明這３種轉ｃｒｙ１Ｆ基因抗蟲玉米均使米蛾幼蟲的存活率出現顯著差異。其中用轉基因玉米３２Ｗ０９飼養的米蛾幼蟲的存活率最低，僅為５０．００％，差異最為顯著。而用轉基因玉米３２Ａ９１飼養的米蛾存活率最高，為６４．３３％。用轉ｃｒｙ１Ｆ基因抗蟲玉米３２Ｗ０９飼養的米蛾的羽化數與對照相比差異顯著，而其他兩種轉基因玉米飼養的米蛾的羽化數與其非轉基因受體飼養的米蛾差異都不顯著。筆者認為，這說明３種轉基因玉米對米蛾的存活率影響很大，而對其羽化能力影響卻并不大，造成這種現象的原因有待進一步研究。

參考文獻：

［１］ ＣＲＯＯＫ Ｎ Ｅ，JARRETT P． Ｖｉｒａｌ ａｎｄ ｂａｔｅｒｉａｌ ｐａｔｈｏｇｅｎｓ ｏｆ ｉｎｓｅｃｔｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌiｅｄ Ｂａｃｔｅｎｏｌｏｇｙ，１９９１，７０：９１－９６．

［２］ 閆新甫．轉基因植物［Ｍ］．北京：科學出版社， ２００３．

［３］ ＷＩＴＫＯＷＳＫＩ Ｊ Ｆ， ＷＥＤＢＥＲＧ Ｊ Ｌ， ＳＴＥＦＦＥＹ Ｋ Ｌ，ｅｔ ａｌ．Ｂｔ－ｃｏｒｎ ａｎｄ Ｅｕｒｏｐｅａｎ ｃｏｒｎ ｂｏｒｅｒ： Ｌｏｎｇ－ｔｅｒｍ ｓｕｃｃｅｓｓ ｔｈｒｏｕｇｈ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ［Ｍ］． Ｓｔ． Ｐａｕｌ： Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ Ｓｅｒｖｉｃｅ， １９９７．

［４］ 李蔥蔥，劉娜，康嶺生，等．轉基因抗蟲玉米Ｂｔ蛋白表達量的研究［Ｊ］．玉米科學，２００６，４（３）：４０－４１．

［５］ 叢斌，付海濱，王翠敏，等． 米蛾體內Ｗｏｌｂａｃｈｉａ的ｗｓｐ基因序列測定與系統發育分析［Ｊ］． 昆蟲學報，２００５，４８（５）：８１５－８１８．