棉铃虫Cry1Ac抗性显性遗传品系的抗性机理及适合度
结题报告
批准号:
31071983
项目类别:
面上项目
资助金额:
35.0 万元
负责人:
吴益东
依托单位:
学科分类:
C0403.动物生理与行为
结题年份:
2013
批准年份:
2010
项目状态:
已结题
项目参与者:
武淑文、张浩男、田雯、郭京杰、杨军
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中文摘要
Bt抗虫棉种植已达我国棉花总面积70%以上,Bt抗虫棉在大范围控制棉铃虫种群方面取得了显著成效,但棉铃虫对Bt抗虫棉的抗性问题是Bt抗虫棉长期成功的主要威胁。我们此前的研究已经从棉铃虫室内和田间种群中鉴定到导致对Bt毒蛋白Cry1Ac产生抗性的8个钙粘蛋白抗性等位基因,由该基因突变产生的抗性呈隐性遗传。2009年通过F2筛选从河南安阳田间种群中分离获得对Cry1Ac抗性为显性遗传的抗性品系(AY-R)。本项目拟从棉铃虫中肠蛋白酶与Cry1Ac的互作、非钙粘蛋白类Bt毒素受体的鉴定这两方面研究AY-R品系的抗性机理,并建立抗性基因的分子检测技术。现有抗性治理措施(庇护区策略)是建立在假设抗性为隐性的基础上,如果携带显性抗性基因的个体能在抗虫棉上存活,将给抗性治理带来巨大挑战。因此,本项目将研究AY-R抗性品系在室内饲养和田间条件下的适合度代价和生存能力,为制定针对性抗性治理对策提供理论依据。
英文摘要
在2009年和2011年分别从河南安阳地区棉铃虫种群中分离获得两个对Cry1Ac具有显性抗性的棉铃虫品系(AY423和AY2)。按种群增长趋势指数计算,AY423 的适合度为敏感品系90%,抗性品系适合度代价不明显。为了更好地研究AY423品系的抗性机理,将AY423与SCD敏感品系进行杂交、重复回交,并进行Cry1Ac筛选,成功构建了遗传背景与SCD一致的近等基因系SCD423。. 为了明确SCD423抗性品系中肠受体在Cry1Ac抗性形成中的作用,开展了以下研究。(1)克隆了10个Bt受体基因(HaCad, HaAPN1-6, HaALP1-2, HaABCC2),遗传分析表明这10个基因与Cry1Ac抗性不连锁;(2)利用实时定量RT-PCR技术比较了抗性品系SCD423与敏感品系SCD之间10个受体基因mRNA的表达量,各受体表达量差异较小,并通过Western Blot分析发现抗性与敏感品系HaCad受体在蛋白水平上的表达量没有差异;(3)利用ELISA法测定毒素与中肠BBMV饱和性结合,结果表明SCD423抗性品系和SCD敏感品系中肠BBMV与Cry1Ac的亲和力常数值分别为39 nM和25 nM,差异不明显。因此,棉铃虫中肠BBMV毒素受体的变异在SCD423品系的抗性形成过程中不起主要作用。. 昆虫中肠蛋白酶对Bt毒素的活化和降解有重要的作用,为此研究了SCD423品系是否因为中肠蛋白酶的改变而导致Bt抗性。结果表明:(1)SCD423品系中肠蛋白酶对模式底物的活性略高于敏感品系,同时对原毒素的活化也快于敏感品系;(2)在SCD423抗性品系中,蛋白酶抑制剂TLCK和TPCK对Cry1Ac具有显著增效作用;(3)胰蛋白酶基因HaSP6,HaSP7,HaSP9和HaSP24在SCD423抗性品系中的表达量分别是敏感品系的2.0,3.1,5.0和4.6倍。因为SCD和SCD423为近等基因系,因此这4个蛋白酶基因的上调与SCD423品系对Cry1Ac抗性具有连锁遗传关系。该结果在另一抗性性品系AY2中也得到证实。. 通过本项目的研究,明确了棉铃虫对Cry1Ac显性抗性的特征及分子机理-多个蛋白酶基因过量表达,有关基因过量表达的调控机理值得进一步探究。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Diverse genetic basis of field-evolved resistance to Bt cotton in cotton bollworm from China
中国棉铃虫田间进化抗Bt棉抗性的多样性遗传基础
DOI:10.1073/pnas.1200156109
发表时间:2012-06-26
期刊:PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA
影响因子:11.1
作者:Zhang, Haonan;Tian, Wen;Wu, Yidong
通讯作者:Wu, Yidong
Dominant resistance to Bt cotton and minor cross-resistance to Bt toxin Cry2Ab in cotton bollworm from China
中国棉铃虫对 Bt 棉花的显性抗性和对 Bt 毒素 Cry2Ab 的轻微交叉抗性
DOI:10.1111/eva.12099
发表时间:2013-12-01
期刊:EVOLUTIONARY APPLICATIONS
影响因子:4.1
作者:Jin, Lin;Wei, Yiyun;Wu, Yidong
通讯作者:Wu, Yidong
棉铃虫基于异位不互补效应对Cry1Ac产生抗性的新基因鉴定及机制解析
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    重点项目
  • 资助金额:
    276万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    吴益东
  • 依托单位:
棉铃虫对Bt毒素Cry1Ac和Cry2Ab交互抗性的遗传多样性及机理
  • 批准号:
    31530060
  • 项目类别:
    重点项目
  • 资助金额:
    274.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    吴益东
  • 依托单位:
棉铃虫钙粘蛋白胞内和胞外结构域在Bt毒素Cry1Ac毒杀过程中的作用
  • 批准号:
    31272382
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    82.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    吴益东
  • 依托单位:
Bt毒素Cry1Ac与棉铃虫中肠受体钙粘蛋白和氨肽酶的互作
  • 批准号:
    30870343
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    32.0万元
  • 批准年份:
    2008
  • 负责人:
    吴益东
  • 依托单位:
棉铃虫田间种群钙粘蛋白基因变异与对Bt毒素抗性的关系
  • 批准号:
    30571233
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    28.0万元
  • 批准年份:
    2005
  • 负责人:
    吴益东
  • 依托单位:
用RNA干涉技术研究棉铃虫细胞色素P450基因与抗药性的关系
  • 批准号:
    30471154
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    18.0万元
  • 批准年份:
    2004
  • 负责人:
    吴益东
  • 依托单位:
棉铃虫细胞色素P450同功酶的纯化及抗性基因检测
  • 批准号:
    39770507
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    11.0万元
  • 批准年份:
    1997
  • 负责人:
    吴益东
  • 依托单位:
棉铃虫细胞色素P-450与抗药性关系的研究
  • 批准号:
    39400086
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    7.5万元
  • 批准年份:
    1994
  • 负责人:
    吴益东
  • 依托单位:
国内基金
海外基金