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表达Bt毒素Cry1Ac的Bt棉花在我国的推广种植有效地控制了棉铃虫的为害，减少了化学农药的使用，降低了生产成本。Bt棉在其整个生长期内持续表达Bt毒素，靶标害虫棉铃虫长期处于Bt选择压下必将导致其对Bt毒素产生抗性，棉铃虫是否产生抗性将直接影响Bt棉的使用寿命。研究棉铃虫Bt抗性的机理及其对适合度的影响，对于开发早期抗性检测技术、预测抗性进化方向和速度具有重要意义。 室内筛选的SCD-r1品系为钙粘蛋白突变(r1)品系，本文利用Cry1Ac原毒素对SCD-r1品系进行连续10代的筛选，比较了筛选前后该品系毒素和原毒素抗性水平的差异，以及中肠蛋白酶活性、中肠酶液对原毒素的降解差异。为了明确钙粘蛋白缺失突变是否会引起SCD-r1品系繁殖力方面的适合度代价，利用分子标记对不同杂交组合的后代进行鉴定，分析了野生型钙粘蛋白基因(s)和突变基因(r1)对精子竞争的影响。本文的研究结果对于明确Cry1Ac毒素与钙粘蛋白的互作、了解基于钙粘蛋白基因突变的Bt抗性的进化规律具有重要的意义。 1.棉铃虫SCD-r1品系对Cry1Ac毒素和活化毒素抗性的差异 棉铃虫SCD-r1品系为钙粘蛋白缺失突变品系，对Cry1Ac活化毒素具有422的抗性，对Cry1Ac原毒素只有22倍左右的抗性，两者抗性水平相差19倍。用Cry1Ac原毒素对SCD-r1品系连续筛选10代，其对原毒素抗性上升至69倍，对活化毒素的抗性上升至618倍，两者抗性水平的差异下降至9倍。为了探究SCD-r1抗性品系对Cry1Ac原毒素和活化毒素抗性水平差异的可能原因，比较了SCD-r1品系及其筛选品系和SCD敏感品系三者之间中肠蛋白酶活性及对原毒素活化的差异。3个品系中SCD-r1品系胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶活力均高于SCD品系和SCD-r1筛选品系，但三者之间差异小于2倍;3个品系总蛋白酶活性相近，无显著差异;因此，各品系中肠蛋白酶活性与Cry1Ac原毒素和活化毒素的抗性水平没有相关性。在离体条件下比较了3个品系中肠酶液对Cry1Ac原毒素降解的差异。结果显示，SCD-r1筛选品系和SCD品系中肠酶液对原毒素的活化速率略低于SCD-r1品系，但三者的中肠蛋白酶均能把原毒素活化为大小相同的活化毒素，延长作用时间均未发现活化毒素的进一步降解;该结果表明中肠蛋白酶对Cry1Ac的活化、降解与SCD-r1品系及SCD-r1筛选品系对Cry1Ac原毒素与活化毒素抗性水平差异的关系不大。因此推断，棉铃虫SCD-r1品系对Cry1Ac毒素和活化毒素抗性水平差异的主要原因在于两种毒素与中肠受体的差异性互作。 2.棉铃虫钙粘蛋白突变对精子竞争的影响 钙粘蛋白是一种细胞“粘结剂”，对维持细胞结构完整起着重要作用，并参与细胞识别，信号传递等多种生理功能，已有报道指出，钙粘蛋白突变会导致昆虫Bt抗性品系的适合度下降。本实验所用的SCD-r1抗性品系是由钙粘蛋白突变引起的，推测钙粘蛋白缺失可能会引起棉铃虫发育繁殖等方面的适合度代价。本文以两部分的实验研究钙粘蛋白缺失突变对棉铃虫精子竞争的影响:1.源自两头不同基因型（rr型、ss型）的雄虫之间的父权竞争。2.源自同一杂合雄虫（rs）的r型和s型两种基因型精子之间的精子竞争。结果显示:两头不同的雄虫竞争同一雌虫时，最终只有其中一头雄虫决定了全部的子代基因型，父权竞争结果并不受交配次序影响，父权竞争结果主要受雌虫基因型影响，更倾向于选择异基因型雄虫的精子。来源于同一雄虫的两类精子r型、s型与一头纯合的雌虫交配时，后代中两种基因型比例并不全都是1∶1，在与rr型雌虫交配时，s型精子有着明显的竞争优势。这些结果均显示，与Cry1Ac抗性相关的钙粘蛋白缺失突变对雄虫父权有显著的影响，雄虫父权最终结果取决于雌雄个体双方基因型的共同作用。