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亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis(Guenée)是我国转Bt cry1Ab基因抗虫玉米的主要靶标害虫,大面积种植转单一基因的Bt玉米有可能会引发亚洲玉米螟对Bt杀虫蛋白的抗性。只有实施合理的抗性治理对策,才能使这一现代化技术成果得以持久的利用。深入研究抗性种群的遗传学和生物学规律是制定抗性治理计划、实施合理的抗性治理措施的基础。本文以人工汰选的Cry1Ab抗性亚洲玉米螟为材料,研究了亚洲玉米螟对Bt玉米抗性的遗传规律和生物学适应性,主要结论如下: 通过Bt玉米心叶离体生测和田间穗期接虫鉴定,明确了室内汰选的Cry1Ab抗性种群(RR)能在Bt玉米心叶和雌穗上完成世代发育。对RR和敏感(SS)及其杂交F1代(RS、SR、)、回交后代BC1(♀RS×(?)RR)、BC2(♀RR×(?)RS)、BC3(♀SR×(?)RR)和BC4(♀RR×(?)SR)共8个种群室内Bt玉米心叶离体生测,14d的有效显性水平DML·RS=0.47,DML·SR=0.50,说明抗性亚洲玉米螟种群对Cry1Ab的抗性遗传接近不完全显性遗传。田间穗期接SS、RR、F1正反交和回交后代BC1、BC2的黑头期卵块于抽丝散粉期的MON810及其非转基因对照玉米雌穗,各种群在MON810雌穗上18d的平均存活率分别为0.0%、38.3%、21.0%、28.6%、37.9%和29.5%;RS种群在田间Bt玉米雌穗的有效显性水平DML值为0.55,SR种群的DML值为0.75,这说明亚洲玉米螟在田间Bt玉米雌穗上对Cry1Ab的抗性遗传为不完全显性遗传。RR、FIRS和BCR×RS种群雄性个体在人工汰选饲料上存活率显著高于雌性、且SR的有效显性水平(0.75)>RS(0.55),说明抗性种群雄性个体的抗性水平高于雌性个体。亚洲玉米螟Cry1Ab抗性种群对Cry1Ah存在着很强的交互抗性,抗性倍数在170倍以上;而对Cry1Ie没有交互抗性。 分别克隆了RR和SS种群的氨肽酶基因的共3段cDNA序列,所测定的序列1(SS)、序列2(RR)和序列3(RR)都具有锌结合模体HEXXH和所有锌依赖氨肽酶共有的序列GAMAN保守结构,GAMAN结构表明三个序列都是谷氨酸锌化(gluzincin)氨肽酶。序列1长587bp,序列2和序列3分别长587bp和566bp。测序结果亲缘树比较认为序列1和序列2属于氨肽酶3(APN3),序列3属于氨肽酶1(APN1),序列3的锌结合位点HEXXH保守结构与同为螟蛾科的二化螟一样都为ivsHEiaHmw:序列1的锌结合位点与印度谷螟和甜菜夜蛾的APN3一样都为ilsHEiaHmw,但是序列2的锌结合位点(iisHEivHmw)有两处突变,即由亮氨酸突变为异亮氨酸,由丙氨酸突变为缬氨酸。 生物学研究结果表明,Cry1Ab抗性种群(汰选压为200ng/g恒定筛选种群)能够在含有200ng/g的人工饲料上的存活,其平均存活率、蛹重和雌雄性比都显著低于敏感种群,抗性种群的发育历期显著长于敏感对照4天;抗性和敏感种群成虫的平均寿命和竞争结尾能力没有显著差异;抗性雌蛾的种群间和种群繁殖力没有显著差异,但单雌产卵量显著低于敏感雌蛾,这说明抗性种群的适合度下降;田间诱雄结果表明,抗、感种群雌蛾的诱雄能力没有显著差异;对抗性和敏感种群一、二日龄雌雄成虫的24h累计飞翔距离、飞翔时间和平均飞翔速度进行方差分析比较,发现抗性、敏感种群一日龄和二日龄雌雄成虫的24h累计飞翔距离和飞翔时间没有显著差异。这说明抗性种群在田间的扩散能力与敏感种群间没有显著差异。