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棉花是我国农业生产中最重要的经济作物之一,既可作为纺织工业中的重要原料,又是重要的油料作物来源。在棉花的现代化生产中,虫害是影响棉花产量和品质的一个重要问题,我国每年由虫害所造成的损失约占棉花总产值的12%～15%。随着基因工程技术的不断发展,育种学家利用基因工程技术和传统育种相结合的方法,通过农杆菌介导法把外源Bt基因导入受体棉花植株,获得了抗虫能力80%以上的转Bt基因抗虫棉;从而有效地控制了棉铃虫等害虫对棉花生产的危害,大大减少了由虫害所造成的损失。自1994年中国成功研制出转Bt基因单价抗虫棉以来,到目前为止,转基因抗虫棉已占棉花总种植面积的93%以上。由于转基因抗虫棉对人类、牲畜和生态环境没有危害,因此带来了巨大的经济价值、生态效益和社会效益。本论文从以下几个方面开展研究,并取得研究结果如下:1.转基因抗虫棉的抗虫性鉴定(1)PCR鉴定。利用检测中美Bt基因的混合特异性引物,对四个转基因抗虫棉品种YL02-1、GK19、G-6、33B进行PCR鉴定。结果显示,四个品种中都含有Bt基因,且品种YL02-1、GK19符合国产单价Bt抗虫基因引物设计的特征片段长度456bp,即是国产单价Bt抗虫基因;品种G-6、33B符合国外产单价Bt抗虫基因引物设计的特征片段长度310bp,即是国外产单价Bt抗虫基因。(2)Bt毒蛋白含量鉴定。利用ELISA法测定四个海陆杂交组合及亲本种胚的Bt毒蛋白含量。结果表明,有三个组合中F1代的Bt毒蛋白含量超过了抗虫亲本,只有一个组合的Bt毒蛋白含量接近抗虫亲本,且都达到了高抗级别(高抗>450 ng/g),可知Bt基因在F1代中呈显性表达。对比国内和国外抗虫亲本及其杂交F1代的Bt毒蛋白含量,显示国产抗虫棉品种的Bt毒蛋白表达量并不比国外品种逊色。(3)生物学抗虫性鉴定。以苏棉9号为对照品种,对四个品种YL02-1、GK19、G-6和33B的苗期和蕾铃期进行室内接虫抗虫性试验,得到不同指标的动态抗性信息与综合抗性信息。结果表明,四个品种的综合抗性值K均介于35～41之间,平均抗性值PK均处于3.00～3.5之间,综合抗性级别相同均为抗,不存在统计学上的显著差异,显示国产和国外抗虫棉品种在生物学抗虫能力没有明显差异。2.抗虫棉Bt基因的遗传方式以转基因抗虫陆地棉种质系为父本与非抗虫海岛棉种质系为母本来配置4个海陆杂交组合:YL02-1×海7124、GK19×胜利1号、G-6×海7124、33B×胜利1号。然后F1代自交获得四个组合的F2代分离群体。通过对F2代分离群体的Bt基因进行PCR特异性扩增,观察目的Bt基因条带,结果显示四个组合的F2代群体,其有Bt基因单株与无Bt基因单株均拟合3:1的理论分离比例,表明这4个抗虫棉皆由单显性质量基因控制,可以进行染色体定位。3.抗虫棉Bt基因的染色体定位采用4个抗虫亲本配置的海陆杂交F2群体为定位群体,以平均覆盖在棉花26条染色体的234对核心引物对近等基因混池进行PCR检测。检测后发现:(1)在[YL02-1×海7124]F2群体中,获得38对SSR多态性引物。将获得的引物对F2代群体进行标记基因型检测,而后分析结果发现,标记NAU2579与YL02-1中的Bt基因连锁,且已知标记NAU2579位于棉花第20染色体,合成该染色体位于引物NAU2912两侧约50cM之内的其它引物。然后通过双亲对标记进行多态性筛选,用得到多态性引物检测F2代群体标记基因型,并通过JoinMap4.0软件进行连锁遗传分析,共获得17对多态性引物与Bt基因连锁。构建连锁图谱,YL02-1中的Bt基因位于棉花第20染色体上,两侧分子标记为Gh564和NAU3813,其遗传距离分别为2.8cM 和 12.2cM。(2)在[GK19×胜利1号]F2群体中,获得22对SSR多态性引物。将获得的标记对F2代群体进行标记基因型检测,结果显示,标记NAU2579与GK19中的Bt基因连锁,且已知标记NAU2579位于棉花第20染色体,合成位于标记NAU2912所在染色体两侧约50cM之内的其它引物。然后通过双亲对引物进行多态性筛选,用得到的多态性引物检测F2代群体标记基因型,并通过JoinMap 4.0软件进行连锁遗传分析,显示16对多态性引物与GK19中的Bt基因连锁。构建连锁图谱,GK19中的Bt基因也位于棉花第20染色体上,两侧标记为NAU3907和NAU2579,其遗传距离分别为2.4cM 和 1.5cM。(3)在[G-6×海7124]F2群体中,获得32对SSR多态性引物。将获得的多态性引物对F2代群体进行标记基因型检测,结果发现,引物NAU2912与G-6中的Bt基因连锁,且已知标记NAU2912位于棉花第26染色体,合成标记NAU2912所在染色体两侧约50cM之内的其它引物。然后通过双亲对引物进行多态性筛选,用得到的多态性引物检测F2代群体标记基因型,并通过JoinMap 4.0软件进行连锁遗传分析。分析结果可知,20对多态性引物与G-6中的Bt基因连锁。构建连锁图谱,G-6中的Bt基因被定位在棉花第26染色体上,两侧分子标记为cgr6471和dc60240,其遗传距离分别为4.5cM和3.3Cm。(4)在[33B×胜利1号]F2群体中,获得37对SSR多态性标记。而后对F2代群体进行标记基因型检测,由结果显示,多态性引物NAU2912与33B中的Bt基因连锁。且已知标记NAU2912位于棉花第26染色体,合成位于标记NAU2912所在染色体两侧约50cM之内的其它引物。然后通过双亲对引物进行多态性筛选,用得到的多态性引物检测F2代群体标记基因型,并通过JoinMap 4.0软件进行连锁遗传分析。分析结果可知,20对多态性引物与33B中的Bt基因连锁。目标基因位于标记NAU460和dc60240之间,其遗传距离分别为3.6cM和2.0cM。