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二化螟Chilo suppressalis(Walker)是严重威胁我国水稻生产的重要害虫之一。近年来,受耕作制度和种植结构的变化、高产优质水稻品种的大面积种植、气候等原因的影响,二化螟的发生逐年加重,并且由于化学农药的长期大量使用,二化螟的抗药性呈明显上升趋势,给防治工作来了困难。转Bt CryAb基因水稻的出现为防治二化螟提供了一种新的有效方法,但是从生物学和进化角度来看,二化螟对转Bt基因水稻也可以产生抗性是一种胁迫进化现象。因此,研究Bt毒素对二化螟的杀虫机理及二化螟对Bt产生抗性的可能机制,将为制定转基因水稻的抗性治理策略、延长转基因水稻的使用寿命等提供重要的理论依据。本文建立了3种CrylA毒素对二化螟的敏感毒力基线,评估了二化螟及对Cry1Ab的抗性风险,利用配基印迹法研究了Cry1A毒素同二化螟中肠BBMV受体蛋白的结合谱,并通过RT-PCR获得了4个APN基因的cDNA片段。1.二化螟对Cry1Ab的抗性筛选及抗性风险评估用毒蛋白涂表法测定了2002年采自浙江苍南的二化螟室内品系对Cry1Aa、Cry1Ab和Cry1Ac活化毒蛋白的敏感性水平,建立了3种毒素对二化螟的敏感毒力基线。结果表明,Cry1Ab对该品系的毒力最高(LC50为0.14μg/cm2),其次是Cry1Ac(LC50为0.37)和Cry1Aa(LC50为0.49μg/cm2)。用Cry1Ab对2006年采自江苏句容、安徽合肥和宣城、浙江杭州的田间二化螟混合种群(JAZ)进行12代的抗性筛选,其对Cry1Ab的敏感性下降了3.3倍。平均抗性现实遗传力h2为0.068,表明抗性风险较低。根据平均抗性现实遗传力、毒力回归线平均斜率进行估算,在50%-95%的选择压力下,二化螟对Cry1Ab的抗性上升10倍需要26至8代。2.二化螟中肠受体与Cry1A毒素结合分析配基结合分析结果表明二化螟CN品系幼虫中肠刷状缘膜囊泡(BBMV)中有6个Cry1Ac结合蛋白(分子量分别为180,160,120,90,70和50 kDa),其中180、160和90 kDa结合蛋白的条带明显深于其他结合蛋白的条带,表明这3个受体蛋白结合浓度较高。同源竞争结合结果表明,180和90 kDa结合蛋白为Cry1Ac的低亲合性结合蛋白,其他4个为高亲合性结合蛋白。为了研究Cry1Ac和Cry1Ab受体结合部位的交叉反应,本文还进行了异源竞争结合研究。研究结果表明,Cry1Ab可以与Cry1Ac所有的6个结合蛋白进行竞争性结合,其中与180、120、70和50 kDa结合蛋白具有高亲合性,而与160和90 kDa结合蛋白具有低亲合性.上述结果表明,Cry1Ac与Cry1Ab在二化螟幼虫中肠BBMV上具有多个共享的结合位点,但对每个结合位点的亲合力有差异。基于毒素结合部位的相似性,Cry1Ac和Cry1Ab不宜同时用于转基因Bt水稻来控制二化螟。进一步分离、鉴定二化螟幼虫中肠BBMV中Cry1A毒素的受体蛋白将有助于研究Cry1A毒素的作用机理和二化螟对Cry1A毒素的抗性机理。3.二化螟中肠APN类受体基因片段cDNA的克隆氨肽酶N(aminopeptidase N,APN)受体是昆虫体内Bt毒素的重要作用靶标。本研究利用简并引物,从二化螟中肠中获得4个不同的APN类受体基因cDNA片段。该片段长约600bp,编码约200个氨基酸残基,分别命名为CsAPN1、CsAPN2、CsAPN3和CsAPN4。CsAPN1同家蚕APN(GenBank No.:BAA32140)氨基酸序列相似性高达73%,CsAPN2同二化螟APN(GenBank No.:ABC69855)的相似性高达100%,CsAPN3同棉铃虫APN2(GenBank No.:AAP37951)相似性为68%,CsAPN4同欧洲玉米螟APN3(GenBank No.:ABL01483)相似性为77%。