转Bt基因稻谷对印度谷螟生长发育的影响及其机理研究

【摘要】本论文针对转Cry1Ab/Cry1Ac基因稻谷（华恢1号，HH/Bt）储藏期间的特性开展研究，以储粮害虫印度谷螟为研究对象，研究转Cry1Ab/Cry1Ac基因稻谷对印度谷螟生长发育和繁殖的影响，并探索其作用机理。研究结果在理论上加深对转Bt基因水稻食品安全性、生态安全性认识，在实践上为科学开发利用转Bt基因水稻提供理论支持。以下是本研究所取得的研究结果：（1）在25℃条件下，研究了华恢1号稻谷储藏期间Bt蛋白含量及其变化情况，结果表明，HH/Bt糙米中Bt蛋白含量为5.534μg/g～4.003μg/g，稻壳中Bt蛋白含量为1.003μg/g～0.328μg/g；随着储藏时间的增加，HH/Bt稻谷的糙米和稻壳中Bt蛋白含量均显著下降；同一储藏期，HH/Bt稻谷的糙米中Bt蛋白含量显著高于稻壳。（2）对转HH/Bt稻谷及其非转基因亲本明恢63（MH/CK）的淀粉食用品质、关键性营养成分、加工及蒸煮品质等的对比研究表明，HH/Bt和MH/CK在总淀粉、粗蛋白和大部分氨基酸等含量上不存在显著差异（P>0.05）；HH/Bt的直链淀粉、粗脂肪、水溶蛋白、缬氨酸、蛋氨酸、赖氨酸、精氨酸等含量均高于MH/CK，而灰分、醇溶蛋白、盐溶蛋白、碱溶蛋白等含量低于MH/CK（P<0.05）。两者在淀粉糊化温度、胶稠度、精米蒸煮品质的吸水率、膨胀率、米汤pH等指标上不存在显著差异（P>0.05）；HH/Bt在峰值粘度、最低粘度、最终粘度等淀粉粘滞特性参数，以及衰减值、蒸煮精米米汤的碘兰值等指标上低于MH/CK（P<0.05）。（3）对印度谷螟基础生物生态学研究表明，温度显著影响印度谷螟各虫态的发育历期和发育速度，其发育起点温度为7.40℃～15.94℃。拟合的Weibull方程表明，在21℃～33℃范围内，印度谷螟实验种群存活曲线为上拱形（c>1），表明种群中绝大多数个体都能实现其平均寿命，在36℃条件下，c<1，表明种群中幼年阶段具有较高的死亡率，且在21℃～30℃范围内随着温度上升，c值增大，在30℃～36℃范围内，随着温度上升，c值下降。印度谷螟雌虫的产卵期在5.25d～10.42d，且高温下产卵期比低温下短。平均产卵量受温度的影响较大，在30℃和21℃条件下，平均产卵量分别为82.12粒和26.10粒。在30℃试验条件下，印度谷螟实验种群的内禀增长率达到最大值为0.063，平均发育时间达到最小值为49.714d，种群翻倍时间达到最小值为11.017d。（4）利用HH/Bt糙米粉饲养印度谷螟，结果表明，初孵化的印度谷螟幼虫在20%以上HH/Bt饲料中无法存活。以2%HH/Bt糙米粉为食的印度谷螟的发育起点温度为4.90℃～17.36℃，其中卵孵化的起始温度和最高温度分别为15.13℃、38.96℃。在30℃时，印度谷螟实验种群的内禀增长率最大（0.033），平均发育时间最少（63.878d），实验种群翻倍时间最短（21.126d）。取食2%HH/Bt的印度谷螟与取食MH/CK的印度谷螟相比，净生殖率R0、内禀增长率rm显著降低，而世代平均历期T、种群翻倍时间t等显著增加。（5）用5%HH/Bt糙米粉饲喂印度谷螟，测定了F2、F3和F5代印度谷螟高龄幼虫体内的酶活力，结果表明，乙酰胆碱酯酶（AChE）活力与对照相比显著提高，F2代幼虫的AChE米氏常数Km与对照差异不显著，而F3和F5代幼虫的AChE米氏常数Km与对照组相比显著增大，说明在F3、F5代幼虫体内的AChE与乙酰胆碱的亲和力与对照组相比在下降；三种保护酶（超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶）的酶活力均比对照组显著提高（P<0.05）。
【作者】吴学友；
【导师】宋伟；唐培安；
【作者基本信息】南京财经大学，农产品加工及贮藏工程，2013，硕士
【关键词】转基因稻谷；稻谷品质；印度谷螟；生长发育；乙酰胆碱酯酶；保护酶；

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