论文部分内容阅读
传统转Bt抗虫棉花的大量种植,不仅有效的控制了棉铃虫等重要鳞翅目害虫,而且有效减少了化学农药的使用,降低了环境污染,改进了田间生态环境。但随着种植棉花过程中农药使用的减少,多种次要害虫逐渐上升为主要害虫,如半翅目的盲蝽类、烟粉虱等。由于对半翅目昆虫抗杀效果较强的Bt蛋白资源缺乏,并且盲蝽类害虫活动敏捷,化学防控效果有限,以植物介导RNAi的转基因棉花作为新型防控手段备受期待,与此同时,此类转基因棉花的安全性评估也成为重点研究的问题。南方小花蝽(Orius similis)是棉田中一种优势天敌昆虫,可作为一种重要的非靶标安全性评价生物。本研究以表达中黑盲蝽(Adelphocoris suturalis)fatty acyl-CoA reductase(FAR)基因dsRNA(dsAsFAR)的转基因棉花为研究对象,以南方小花蝽为非靶标评价生物,评估转dsAsFAR棉花对南方小花蝽的安全性,研究结果如下:1.利用南方小花蝽的转录组获得FAR(OsFAR)基因序列,全长1852bp,开放阅读框共编码517个氨基酸。系统发育分析表明OsFAR与AsFAR亲缘关系最接近,其次为桃蚜、白蜡虫等。比对AsFAR和OsFAR发现,两者核苷酸序列相似性为61.6%,逐个碱基对比分析表明两者序列并不存在连续18个以上碱基相同的片段,因此,dsAsFAR理论上不会影响南方小花蝽同源基因的表达。2.根据OsFAR序列和AsFAR序列设计引物,克隆AsFAR和OsFAR基因片段,并获得相关质粒。使用上述质粒和实验室已有的GFP质粒,合成3种dsRNA:dsAsFAR、dsOsFAR以及dsGFP。将dsRNA均匀混入人工饲料中,在0 h、12 h、72h后分别离心取上清液进行琼脂糖凝胶电泳,72 h后上清液的凝胶电泳结果中dsRNA主条带明亮,说明dsRNA在南方小花蝽人工饲料中具有一定的稳定性。此外,南方小花蝽在12 h后取食人工饲料次数明显减少甚至不再取食,表明人工饲料在长时间放置后不利于南方小花蝽的取食,最终确定在安全性评价试验过程中每12 h更换一次人工饲料。3.人工饲料中混入的dsRNA浓度为7μg/g。实验设置混入dsGFP、dsAsFAR和dsOsFAR溶液和等量的ddH2O 4个处理。结果表明相同时间内南方小花蝽取食含有高浓度dsRNA饲料的次数和取食加入ddH2O饲料的次数之间无显著性差异,即南方小花蝽对含高浓度dsRNA食物无趋避行为;以上述处理饲喂南方小花蝽3龄若虫,结果表明各组死亡率均较低且无显著性差异;各组4龄若虫龄期均在3.5 d-4 d之间,相互间无显著性差异;5龄若虫龄期dsOsFAR处理组与其它处理组间有显著性差异,相比其他组延长1 d;羽化后的雌雄虫数各处理间也无显著性差异,且各组雌雄虫比例接近1:1;dsOsFAR处理组试虫产卵量略低于其他各组,但无显著性差异;各组孵化率均在80.0%左右,无显著差异。各处理组OsFAR表达量经荧光定量PCR分析显示,dsOsFAR处理组与其它各组相比OsFAR表达量显著下降。上述结果表明南方小花蝽可通过取食获得外源dsRNA,生命表参数结果证明外源dsAsFAR对南方小花蝽无显著影响。4.将棉蚜分别饲养于转dsAsFAR棉花和亲本,并用于饲喂南方小花蝽,结果显示,南方小花蝽在取食两种不同条件下饲养的棉蚜后,其存活率、发育历期、羽化率、雌雄比、产卵量和孵化率均无显著差异,表明转dsAsFAR棉花对南方小花蝽无显著影响。