轉(zhuǎn)基因抗蟲棉花的應(yīng)用前景
棉花是重要的經(jīng)濟作物，在其生長發(fā)育過程中會受到多種害蟲的危害，其中棉鈴蟲是危害性最大的害蟲。大量使用化學(xué)農(nóng)藥治蟲，不僅增加了成本，而且嚴(yán)重污染環(huán)境，殺傷有益昆蟲。隨著生物技術(shù)的進(jìn)步，國內(nèi)外相繼培育出轉(zhuǎn)基因抗蟲棉品種，植株體內(nèi)能產(chǎn)生對棉鈴蟲及其它害蟲具有毒殺作用的蛋白質(zhì)，因而對害蟲具有顯著的抗性，在棉花生產(chǎn)上具有廣泛的應(yīng)用前景。
什么是轉(zhuǎn)基因抗蟲棉
轉(zhuǎn)基因抗蟲棉是指棉花細(xì)胞染色體上整合有外源抗蟲基因的棉花品種。抗蟲基因通常為來源于蘇云金芽孢桿菌的Bt基因。因此，轉(zhuǎn)基因抗蟲棉也稱為轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲棉。蘇云金芽孢桿菌的代謝過程中能產(chǎn)生一種Bt殺蟲蛋白，它對多種害蟲具有毒殺作用，作為生物農(nóng)藥廣泛使用在蔬菜、瓜果等作物上。通過根癌農(nóng)桿菌介導(dǎo)等方法將Bt基因轉(zhuǎn)入棉花植株的細(xì)胞中后，棉株體內(nèi)也能合成Bt殺蟲蛋白。棉鈴蟲等害蟲取食后，Bt蛋白在昆蟲的堿性腸道中轉(zhuǎn)變?yōu)槎舅兀瑥亩购οx的腸道細(xì)胞受到破壞，短時間內(nèi)使害蟲死亡。
轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲棉的殺蟲譜因Bt基因不同而存在差異。我國現(xiàn)有的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉對棉鈴蟲、紅鈴蟲、卷葉蟲等鱗翅目的害蟲具有非常顯著的抗性。
轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲棉抗蟲性的時空分布
轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲棉全生育期對棉鈴蟲均有抗性，但抗蟲性隨著生育期的推進(jìn)而逐步下降。苗期、蕾期的抗性強，開花后抗性開始下降。據(jù)南京農(nóng)業(yè)大學(xué)棉花遺傳育種研究室和植保系的研究，開花前離體嫩葉和棉蕾在室內(nèi)喂養(yǎng)棉鈴蟲5天后，初孵幼蟲的死亡率達(dá)100%，而盛花期幼蟲死亡率為50%～60%，化絮期僅30%～40%。常規(guī)非抗蟲對照品種的葉片喂養(yǎng)棉鈴蟲5天后，幼蟲的死亡率一般在5%～15%左右，且幼蟲發(fā)育速度超過抗蟲品系上存活幼蟲一個齡期。實驗室條件下采摘葉片喂養(yǎng)高齡幼蟲，發(fā)現(xiàn)這些幼蟲對抗蟲棉葉片的取食程度與對非抗蟲棉葉片的取食程度無顯著差別，但幼蟲的發(fā)育進(jìn)度受到嚴(yán)重抑制。
根據(jù)抗蟲棉抗蟲性前期強后期弱的特點，一、二代棉鈴蟲發(fā)生期可不用化學(xué)農(nóng)藥治蟲，輕發(fā)生年份，三代棉鈴蟲可不用藥防治，四代棉鈴蟲則須采用以化學(xué)防治為主的綜合防治措施。
轉(zhuǎn)基因抗蟲棉僅對棉鈴蟲、紅鈴蟲等部分害蟲存在抗性，抗蟲性生長后期會下降。因此，不能將抗蟲棉理解為’無蟲棉”，在棉花生長發(fā)育過程中要密切田間蟲情發(fā)生動態(tài)，采用適宜的防治措施。
推廣抗蟲棉品種的重要意義
推廣抗蟲棉品種節(jié)省田間用工和成本，減輕大量使用農(nóng)藥對環(huán)境造成的污染及對有益天敵的危害。隨著耕作制度的改變，棉田與西瓜、馬鈴薯、大蒜等間套作面積增加，減少農(nóng)藥使用量顯得尤為重要，抗蟲棉的推廣為解決這一問題提供了有效途徑。
Bt基因轉(zhuǎn)入棉花后所產(chǎn)生的原始品系的產(chǎn)量性狀較差，不宜直接推廣。需要通過育種將抗蟲性與高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)等性狀結(jié)合在一起。前幾年部分棉區(qū)推廣的抗蟲棉由于未經(jīng)嚴(yán)格的育種及良種繁育過程，生產(chǎn)上出現(xiàn)產(chǎn)量低、抗性有分離、抗性表現(xiàn)差等問題，影響了抗蟲棉的聲譽。最近幾年，全國多個育種單位開展了抗蟲棉的育種工作，培育出了多個抗蟲棉品系。
