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Bt-Cry1Ac转基因棉花于1997年在我国商业化种植以来,有效控制了棉铃虫Helicoverpa armigera的发生和为害,但人类对大规模种植Bt棉所带来的长期生态风险问题尚缺乏足够的认识。本文采用诊断剂量与DNA分子检测相结合的方法,于2006~2008年对位于我国黄河流域棉区的山东省夏津县和河北省安次县的棉铃虫种群对Bt棉耐性演化规律进行了系统监测,并根据我国不同Bt棉种植强度模式下种群发生动态,建立了种群动态模型,评价了Bt棉在不同种植模式下如何调控棉铃虫田间种群演化动态,并就目前田间棉铃虫种群对Cry1Ac和Cry2Ab两种蛋白耐性遗传相关性进行了研究。主要研究结果如下:1在2006~2008年期间,在山东夏津和河北安次棉区分别共测定了2306和1270对单雌家系,保守的估计了夏津棉铃虫种群对Cry1Ac的抗性基因频率在2006年、2007年和2008年分别为0, 0.00022,0.00033;在安次县,三年期间均未检测到抗性家系,因此,在安次地区估计的抗性基因频率为0。该研究结果表明田间棉铃虫种群对Cry1Ac抗性基因频率在夏津和安次地区均处于很低水平(<0.0001)。在2006~2008年期间,夏津和安次县棉铃虫种群F1代幼虫在Cry1Ac饲料上的相对平均发育级别均值并没有显著性的提高,说明田间棉铃虫种群对Bt-Cry1Ac耐性这几年并没有发生明显的变化。2根据室内已报道的与棉铃虫产生抗性相关的钙粘蛋白与APN突变位点,设计特异引物,开展田间棉铃虫抗性基因频率DNA分子检测。2006~2008年期间,我们共检测了2570头蛾子DNA,没有发现相关的突变基因在田间存在。3两种Bt棉不同筛选强度模式下,田间棉铃虫种群动态模拟模型结果表明:棉铃虫种群数量与Bt棉在我国华北棉区种植年份呈显著的负相关,这种负相关性说明Bt棉的种植显著抑制了田间棉铃虫的种群数量。一般来说,在田间每年的6月~10月份,棉铃虫发生三代高峰期,但有趣的是,在Bt棉高密度种植区(夏津和临清棉区),田间棉铃虫种群发生代别数由抗虫棉种植前的三代演变为两代,第二代棉铃虫种群基本削弱,但这种趋势在Bt棉低密度种植区没有,且证明该代别演化趋势与Bt棉种植密度有显著的相关性。4在2008年,夏津县和安次县分别共有572个家系和124个家系同时进行了Cry1Ac和Cry2Ab测定,测定结果表明:夏津和安次两地区棉铃虫家系的F1代对Cry1Ac相对平均发育级别与对Cry2Ab相对平均发育级别呈明显的正相关,且该相关性在F2代也存在,说明目前田间棉铃虫种群对Cry1Ac和Cry2Ab两种蛋白的耐性呈显著遗传相关性。本研究采用诊断剂量生测与DNA分子检测技术开展抗性基因频率监测,研究结果均表明,目前田间棉铃虫种群对Bt-Cry1Ac棉的抗性基因频率还处于较低水平,不同棉区棉铃虫基因交流、Bt棉高强度种植区第二代棉铃虫种群削弱,进而阻断抗性基因的累积在延缓棉铃虫耐性发展方面发挥了积极的作用。同时,开展田间棉铃虫种群对Cry2Ab蛋白耐性反应、建立Cry2Ab敏感基线,在评价第二代Bt抗虫棉(Cry1Ac/Cry2Ab)策略来延缓棉铃虫抗性进化提供科学依据。