抗虫转基因甘蔗无性系能否在无性繁殖世代中保持外源基因的遗传、抗虫稳定性,直接影响抗虫转基因甘蔗的应用前景。本课题在前期研究获得转Cry1Ac基因甘蔗的基础上,拟对Cry1Ac基因在转基因甘蔗中的整合机制、基因表达和抗虫性进行分析,解析转Cry1Ac基因甘蔗无性世代的遗传、抗虫稳定性,为筛选出高效抗虫、性状优良的甘蔗无性系提供理论依据和育种材料。本课题主要研究结果如下:1.构建了Cry1A 基因原核表达载体pCzn1-Cry1Ac,并进行原核表达,Cry1Ac重组蛋白在大肠杆菌中的表达主要以包涵体形式存在,重组蛋白纯化后,用于后期抗体制备。2.Cry1Ac基因转化植株经过PCR检测,获得48株阳性植株,阳性率为88.89%。阳性植株通过Bar免疫/检测试纸条检测,有44株能检测到目标蛋白。并进一步进行Southern杂交检测,各株系均有杂交信号且主要以1-3个低拷贝的形式插入到了甘蔗基因组中。然后通过RT-PCR及Bt免疫/检测试纸条检测,获得正常表达Cry 1 Ac蛋白的植株有28株。3.对获得的28株转基因甘蔗进行室内及田间抗虫性鉴定,最终筛选出6株具有良好抗虫效果的转基因植株。4.对抗虫转基因株系T1代进行PCR检测,阳性率为100%,并进行Southern杂交分析,证实T1代各抗虫株系的拷贝数及整合位点与TO代结果一致,说明Cry1Ac基因在甘蔗T1代无性繁殖中并未发生丢失。5.对抗虫转基因株系T1代进行RT-qPCR分析,发现Cry1Ac基因在不同抗虫转基因株系中的表达存在差异,Cry1Ac基因的表达量与植株抗虫能力具有一致性。其中高抗株系36号的基因相对表达量最高,是感虫株系的7.83倍。进一步对36号株系进行Cy1Ac基因在不同组织中的RT-qPCR分析,发现Cry1Ac基因在转基因甘蔗伸长期的未成熟叶、成熟叶、未成茎、成熟茎以及根中均获得了表达,叶和茎的表达量比根中的表达量高;并且在叶和茎中成熟部位较未成熟部位表达量高。6.对抗虫转基因株系T1代进行Cry1Ac蛋白表达分析,发现各抗虫转基因株系Western杂交均有杂交带出现,证明各抗虫转基因株系在无性繁殖后代中能正常表达Cry1Ac蛋白。并进一步进行ELISA分析,发现抗虫转基因株系间蛋白表达量存在差异且显著高于感虫株系,转基因株系的抗虫能力与Cry1Ac蛋白表达量具有一致性。其中36号转基因株系蛋白表达量高达245.33μg/L,是感虫转基因株系37号的7.46倍。7.对抗虫转基因株系T1代进行室内及田间抗虫性鉴定,室内鉴定结果与田间鉴定结果相符,各株系均保持着与母本一致的抗虫能力。8.抗虫转基因株系T1代经过田间农艺性状测定与综合指标分析,获得3个具有生产应用潜力的转基因株系。