天敌与转Bt基因抗虫植物的协同控害作用

本文概述了转Bt基因抗虫植物对天敌的影响,特别是天敌与转Bt基因抗虫植物的协同控害作用及其对寄生昆虫抗生发展的影响研究进展。已有的研究表明转Bt基因抗虫植物对天敌并无明显不利的影响,但转Bt基因抗虫植物与天敌的协同控害作用表现出拮抗性、加和性及增效性等多种形式,这种协同作用可能还将影响到害虫对转Bt基因抗虫植物的速率。     

转Bt水稻对捕食性天敌黑肩绿盲蝽种群动态的影响

【目的】为研究转Bt水稻对其非靶标害虫稻飞虱的主要捕食性天敌黑肩绿盲蝽Cyrtorhinus lividipennis种群发生动态的影响。【方法】本研究以cry1Ac/cry1Ab融合基因型转Bt抗虫水稻"华恢1号"及其对照亲本"明恢63"为供试水稻,于2011、2012和2013连续3年在广西兴安县"转基因水稻试验基地"开展大田试验。【结果】与对照亲本稻田相比,转Bt水稻稻田黑肩绿盲蝽种群发生量有增加趋势,且在2012年出现极显著差异。此外,就被捕食者褐飞虱Nilaparvata lugens和白背飞虱Sogatella furcifera而言,无论在水稻品种,年份还是两者交互作用之间都存在极显著差异;而就两种稻飞虱总量而言,只在不同年份间存在极显著差异,在水稻品种及两者交互作用间不存在显著性差异。进一步通过相关分析表明,2011—2013连续3年黑肩绿盲蝽与褐飞虱、白背飞虱和两者总虫量之间均存在极显著正相关关系。【结论】转Bt水稻稻田捕食性天敌黑肩绿盲蝽的数量较大,这与非靶标害虫褐飞虱和白背飞虱种群发生量较大有关。     

转Bt基因水稻“赣绿1号”对田间节肢动物群落的影响

【目的】研究转Bt基因水稻"赣绿1号"对田间节肢动物群落的影响。【方法】以含有转cry1Ab/Ac基因水稻与常规对照为材料,2012和2013连续两年在江西南昌县开展田间试验。【结果】转Bt基因水稻"赣绿1号"田间节肢动物群落结构物种数、优势集中度、香农指数和均匀性指数与对照相比,均无显著差异;"赣绿1号"田间节肢动物5类功能团的优势度与对照田均无显著差异;"赣绿1号"田与对照田田间节肢动物群落相异性数值大多较低。【结论】转Bt基因水稻"赣绿1号"对田间节肢动物群落结构没有明显的不利影响。     

转Bt基因棉对非靶标害虫及害虫天敌种群动态的影响

2000～2001年,在湖北棉区系统研究了转Bt基因棉对棉田非靶标害虫及天敌种群动态的影响。试验设三个处理：转Bt化防田（使用化学农药控制害虫）、转Bt自控田（仅依靠田间自然天敌控制害虫）及常规对照棉田（利用综合防治措施控制害虫）。结果表明,在转Bt基因棉田中,除棉蓟马外,其它主要非靶标害虫（主要是刺吸性害虫）的种群发生数量呈明显的上升趋势。2000年棉蚜发生的总计值,化防田和自控田分别比常规对照田增加37.9%和71.4%,2001年则分别增加92.5%和134.9%;2000年朱砂叶螨发生的总计值,化防田和自控田分别比常规对照田增加181.1%和298.3%,2001年则分别增加69.9%和105.0%;转Bt基因棉对于斜纹夜蛾与烟粉虱这两种近几年来对棉花危害有加重趋势的害虫,在大田中没有表现出抗性。天敌的发生种类和数量也都远远高于常规对照棉田,几种主要天敌种群发生的总计值及高峰值都明显高于常规对照棉田。2000年蜘蛛类发生的总计值,化防田和自控田分别比常规对照田增加66.3%和112.1%,2001年则分别增加95.1%和111.7%;2000年龟纹瓢虫发生的总计值,化防田和自控田分别比常规对照田增加140.8%和135.4%,2001年则分别增加67.2%和109.5%;2000年在两块转Bt基因棉田中种群数量较大的大眼蝉长蝽在常规对照棉田的调查过程中没有发现,2001年在对照田中也仅记录到1头。试验表明,充分利用Bt棉田中天敌种类较丰富、种群数量较大的优势而加强生物防治,是湖北棉区转Bt基因棉田综防体系中的一个关键措施。     

转Bt基因水稻对白符跳虫取食选择行为的影响

【目的】为探讨转基因Bt水稻种植对土壤动物的潜在生态风险性。【方法】本研究将3种转Bt基因水稻及其非转基因亲本水稻叶片残体饲养白符跳虫Folsomia candida,通过观察其粪便的数量与分布以分析白符跳虫对Bt水稻的取食选择行为。【结果】研究结果表明,Bt蛋白(Cry1Ab和Cry1Ac)不会影响白符跳虫的取食选择;而Bt基因插入后导致的水稻成分的变化可能影响了白符跳虫对水稻残体的偏好性。结果可为评估转Bt水稻对土壤生态系统影响提供参考价值,为转Bt水稻安全性评价提供科学的依据。     

实时荧光PCR技术定量检测转Bt基因水稻的研究

以转Bt基因的"克螟稻"为研究材料,通过使用特异的引物和荧光标记探针,以已知转基因成份含量的水稻样品为模板建立标准曲线,对转基因水稻的NOS和Bt外源基因进行了荧光定量检测分析.初步建立了转基因水稻定量检测的技术方法.     

转Bt基因水稻对土壤微生态系统的潜在影响

随着转基因作物商品化应用的增多,对其进行生态风险性评价尤为重要.国内外对转基因作物中外源基因向野生亲缘物种漂移的可能性、昆虫对抗虫转基因作物的耐受性以及转基因作物对生物多样性的潜在影响等问题进行了广泛的研究.文中从Bt杀虫结晶蛋白在土壤中的残留特性、Bt杀虫晶体蛋白对土壤微生物可培养类群和土壤酶活性的影响等方面对转Bt基因抗虫水稻的潜在生态风险性进行了简要综述,以期为同类研究提供有益的信息.     

转Bt基因水稻表达的毒蛋白Cry1Ab在害虫及其捕食者体内的积累动态

在室内对转基因水稻KMD1中的Cry1Ab毒蛋白经食物链在几种主要害虫及其捕食性天敌体内的积累进行了研究。结果表明： 无论是水稻孕穗期还是成熟期,二化螟Chilo suppressalis连续取食KMD1或取食KMD1.36 h后移至对照品种秀水11上取食不同时间后,幼虫体内的Cry1Ab含量均随取食时间延长逐渐下降。稻眼蝶 Mycalesis gotama幼虫连续取食KMD1或在KMD1上取食两天后移至秀水11上继续取食不同时间,体内的Cry1Ab含量也都随取食时间延长而下降,但下降速度较二化螟更快。取食KMD1的二化螟和稻眼蝶幼虫的粪便中均检测到较高浓度的Cry1Ab,对照组中均无Cry1Ab。取食KMD1的二化螟幼虫血淋巴中检测到Cry1Ab,含量为3.5 ng/g。取食KMD1的褐飞虱 Nilaparvata lugens、稻蚜Sitobion avenae以及饲喂取食过KMD1的二化螟或稻眼蝶幼虫的拟水狼蛛Pirata subpiraticus体内都含有一定浓度的Cry1Ab,其中,拟水狼蛛体内的CrylAb含量以饲喂取食KMD1稻眼蝶幼虫的含量最高,约为饲喂取食KMD1二化螟幼虫的60倍。这些结果表明Cry1Ab可以沿水稻害虫天敌食物链传递。     

转cry1Ab/1Ac,cry1C,cry2A基因水稻对田间稻纵卷叶螟及其捕食类天敌的影响

在转Bt基因水稻商业化之前需要评价其对靶标害虫及其天敌的影响.本研究连续2年在3个地点调查了3种转Bt水稻材料和非转基因水稻田间稻纵卷叶螟为害情况,稻纵卷叶螟及其4种捕食类天敌的种群密度、相对丰富度和种群动态.结果表明,水稻材料对卷叶率和稻纵卷叶螟幼虫种群密度有显著影响.非转基因水稻田间卷叶率显著高于3种转Bt基因水稻田.在调查期间,不同地点3种非转基因水稻田间稻纵卷叶螟幼虫的种群密度以及它在植食类功能团内的相对丰富度均显著高于3种转Bt基因水稻田.水稻材料、水稻材料×调查日期、水稻材料×调查年份、水稻材料×调查日期×调查年份对稻纵卷叶螟幼虫的种群动态均有显著影响.但是,3种转Bt基因水稻材料和非转基因水稻田间4种捕食类天敌的相对丰富度、种群密度以及种群动态基本没有显著差异.从上述结果可推论,转Bt基因水稻中的Bt蛋白能明显抑制稻纵卷叶螟的发生,但对4种捕食类天敌没有显著影响.     

转Bt抗虫基因水稻的研究进展和生物安全性及其对策

转基因抗虫水稻的商品化种植已成为国内外广泛关注的热点问题.综述了转Bt(Bacillus thuringiensis)抗虫基因水稻的研究进展、食品安全性、生态安全性以及对转Bt基因水稻本身的性状变化的影响,并提出了防范策略,以期为转Bt基因水稻的生物安全性评价和商品化种植提供科学参考.     

有机稻田褐稻虱种群动态及天敌作用分析

为组建有机稻田褐稻虱Nilaparvata lugens(Stl)种群生态控制系统,系统调查实施有机耕作1年后褐稻虱种群动态,并应用生命表技术评价自然天敌的作用。结果表明,有机晚稻田中褐稻虱种群发生2个世代。高峰期分别为9月底~10月初、10月下旬,平均百丛达502.3,164.5头,种群增长率为常规稻田的31.76%。水稻移栽后天敌数量迅速回升,有机稻田中蜘蛛、捕食性天敌、寄生性天敌分别比常规稻田增长66.10%,166.67%,44.24%。将各类天敌作用相加,以"捕食及其它"、"寄生"对褐稻虱种群的控制作用最强,其EIPC值均显著高于常规稻田相应天敌因子EIPC。     

生境异质度对稻田捕食性天敌及水稻害虫的生态调节有效性

【目的】探索生境高异质度对稻田捕食性天敌及水稻害虫的生态调节有效性,了解这种策略是否会引起其他植食性昆虫成为水稻重要害虫的风险。【方法】2017-2018年连续2年种植单季稻,在稻田边缘种植花生与大豆,构建高异质性边缘生境稻田(rice paddy with high heterogeneous marginal habitats, HHR),调查HHR稻田与简单低异质性边缘生境稻田(rice paddy with low heterogeneous marginal habitats, LHR)中捕食性天敌与水稻害虫功能团的发生规律与相关性,计算益害比。【结果】2017年在HHR稻田中采集到捕食性天敌40种,1 667头;在LHR稻田中采集到捕食性天敌30种,991头。2018年在HHR稻田中采集到捕食性天敌33种,1 384头;在LHR稻田中采集到捕食性天敌34种,1 031头。HHR与LHR两类稻田中获得的捕食性天敌群落重要值P_i≥0.01的物种相似度很高,优势种相似。2017年HHR稻田的捕食性天敌物种丰富度明显高于LHR稻田,这种差异主要由群落重要值P_i<0.01的种类引起。2018年两类稻田的捕食性天敌物种丰富度没有差异。单位样方面积内的捕食性天敌个体数量,HHR中明显高于LHR,这种差异在2017年的分蘖期与成熟期达显著水平(P<0.05),在2018年的开花期极显著(P<0.01)。2017年在HHR中采集到水稻害虫22种,637头;在LHR中采集到水稻害虫19种,743头;物种相似性系数0.88。2018年在HHR中采集到水稻害虫16种,1 011头;在LHR中采集到水稻害虫16种,2 014头;物种相似性系数0.75;主要害虫物种组成结构相同。水稻害虫数量发生的时间动态分析表明,在分蘖期,虽然HHR稻田中的水稻害虫数量明显高于LHR(P<0.05),但此期害虫的数量不多,发生较轻。在孕穗期、开花期与成熟期,HHR稻田中的水稻害虫数量明显低于LHR稻田,这种差异在2017年的成熟期与2018年的孕穗期极显著(P<0.01),在2018年的成熟期差异显著(P<0.05)。2017年HHR和LHR中个体数量益害比N_pi值分别为2.62和1.33;2018年分别为1.37和0.51。【结论】具有高异质性边缘生境的稻田,能提高系统对捕食性天敌物种的涵养潜力,显著提高稻田捕食性天敌个体数量,提高益害比,具有更好的控制害虫的物质基础,促进捕食性天敌对水稻害虫的生态控制效能,不会引起其他植食性昆虫演变为水稻重要害虫风险,可为保护稻田生态系统天敌发挥生态效能提供可借鉴的策略与方法。     

田埂留草控制稻飞虱效果及对捕食性天敌多样性影响

为探讨稻田田埂保留杂草控制稻飞虱的效果及对捕食性天敌多样性的影响,以稻田田埂周年性保留杂草为处理,以稻田田埂不保留杂草为对照,对处理区和对照区稻田稻飞虱成若虫、捕食性天敌种类和数量进行系统调查和分析。结果表明,在调查期内(6—10月),田埂留草稻田百丛稻株稻飞虱数量为(891.11±133.12)头,较非留草稻田减少35.31%;田埂留草稻田捕食性天敌隶属5目23科35种,而田埂非留草稻田隶属5目21科33种;田埂非留草稻田捕食性天敌优势种为食虫沟瘤蛛Ummeliata insecticepsBoes.etStr.、拟水狼蛛Pirata subpiraticus Boes.etStr.和黑肩绿盲蝽Cyrtorrhinus livdipennis Reuter,而田埂留草后优势种为食虫沟瘤蛛U.insecticeps、草间小黑蛛Erigonidium graminicolum(Sundevall)、拟水狼蛛和拟环纹狼蛛Lycosa pseudoamulata(Bose.etStr.);田埂留草稻田捕食性天敌的个体数量、丰富度、多样性指数分别为(128.89±13.52)、(33.67±0.50)、(4.53±0.04)头/百丛,较田埂非留草稻田分别增加31.96%、25.73%、5.59%,而优势度指数和均匀性指数没有显著变化。研究结果为发展稻田景观多样化控害提供依据。     

Selection of flowering forbs for conserving natural enemies in rice fields

The diversity of natural enemies harboured by flowering forbs on rice field bunds was recorded. Ageratum conozoides with a maximum Shannon diversity index of 1.8 followed by Acmella uliginosa, Eclipta alba and Tridax procumbens are amenable for ecological engineering, providing nectar, pollen and alternate prey to natural enemies.     

转 Bt 基因水稻对三化螟自然种群的影响

为了了解水稻重要害虫三化螟 Scirpophaga incertulas（Walker）对转 Bt 基因水稻产生抗性的潜在风险,本文利用自然种群生命表,研究了第 3 代三化螟在转Bt基因杂交稻汕优 63 及非转 Bt 基因杂交稻汕优 63 上的种群参数。结果表明：在 Bt 稻上1～2 龄幼虫的存活率为 4.03%,极显著低于非转基因 SY63（55.76%）;Bt 稻上幼虫为害率为1.75%,极显著低 于非转基因 SY63（5.98%）;Bt 稻上存活的幼虫发育历期明显长于非转 Bt SY63。     

氮肥影响节肢动物天敌对褐飞虱种群的自然控制作用

氮肥在增加粮食产量的同时也可能对整个农田生态系统产生负面影响。稻田过量施用氮肥后,会提高水稻对害虫的敏感性、改变害虫与天敌之间的关系,最终影响到天敌对害虫的自然控制功能,导致害虫大发生。为了合理、公正地评价施用氮肥对稻田节肢动物天敌对害虫自然控制能力的影响,探索性地应用笼罩的方法在菲律宾国际水稻研究所试验农场稻田中研究了害虫天敌在不同氮肥施用水平(0,100 kg N/hm~2和200 kg N/hm~2)稻田中对褐飞虱的捕食能力及自然控制作用。试验结果表明,旱季田间的捕食性天敌对褐飞虱若虫的捕食能力和主要天敌对褐飞虱种群的自然控制能力均随稻田氮肥施用量的增加而减弱。在雨季,虽然天敌对褐飞虱种群的自然控制能力也随稻田氮肥施用量的增加而减弱,但捕食性天敌对褐飞虱若虫捕食能力的差异不明显。本研究表明,天敌对褐飞虱自然控制能力的减弱是稻田过量施用氮肥后褐飞虱种群猖獗的主要原因之一。     

Experimental field studies on predation and egg parasitism of rice brown planthopper in Indonesia

• 1 Egg parasitism and general predation are known to be important mortality factors in the population dynamics of rice brown planthopper (BPH) Nilaparvata lugens in tropical Asia, but previous studies have not attempted to quantify and compare them.
• 2 Field experiments in Java, Indonesia, are reported for 1993 and 1994. Plants previously infested with BPH eggs were put out in field cage‐enclosures, which, by means of different size mesh gauze covering, allowed either: (1) free access to all natural enemies, (2) access only to egg parasitoids, or (3) no access to any natural enemies.
• 3 After one BPH generation (30 days), numbers of adults and gravid females were counted for each treatment. In addition, plants were dissected to determine the numbers of eggs laid.
• 4 An additional treatment in which all natural enemies were excluded, but lycosid spiders were added, was used in 1994 experiments in an attempt to assess the effects of predators in the absence of egg parasitoids.
• 5 Numbers of BPH adults and eggs laid were highest when natural enemies were excluded and lowest when they had free access. Mortality due to egg parasitoids in the absence of predators was intermediate and significantly different to the two other treatments.
• 6 The effects of added predators in the absence of egg parasitoids gave variable results, but again clearly demonstrated the significance of egg parasitism in overall BPH mortality.
• 7 The conservation of BPH egg parasitoids should form an important element of any rice pest management programme in tropical Asia.

     

转Bt基因棉和转Bt+CpTI双价基因棉对棉田主要害虫及其天敌种群动态的 影响

2002年4～10月,在北京西北旺中国农科院实验园区系统研究了单价转基因棉GK321（CryIAc）和双价转基因棉SGK321CryIAc+CpTI）对棉田主要害虫及其天敌种群动态的影响。试验设三种处理：单价转基因棉田（单价棉田）、双价转基因棉田（双价棉田）和常规对照棉(石远321)田（常规棉田）。在棉花的整个生育期系统调查棉田主要害虫及其天敌的种群数量。结果表明,单、双价棉田棉铃虫的发生数量都显著低于常规棉田;双价棉抗虫性在棉铃虫第2代发生期和单价棉无差异,但第3代发生期双价棉田内棉铃虫幼虫百株累计量比单价棉田减少了36.6%,抗虫性明显优于单价转基因棉。两种转基因棉田内非靶标害虫的发生量明显高于对照棉田的发生量,每种非靶标害虫在双价棉田和单价棉田发生数量多少因种类而异。双价棉田和单价棉田相比,棉蚜、棉叶蝉和棉粉虱的累计发生数量分别减少了33.0%、50.6%和22.7%,前两种差异极显著,后一种差异不显著;棉蓟马和绿盲蝽分别增加了208.9%和18.4%,前者差异显著,后者差异不显著。大多数天敌（包括捕食性和寄生性）在转基因棉田内发生数量显著低于常规棉田的发生数量。双价棉田内的龟纹瓢虫、棉蚜茧蜂和卵形异绒螨比单价棉田分别减少30.4%、42.8%和46.8%,差异均显著;草蛉卵和蜘蛛比单价棉田分别减少20.0%和27.4%,但差异不显著;双价棉田内的中华草蛉和小花蝽分别比单价棉田增加了27.0%和8.9%,前者差异显著,后者差异不显著。所以,单、双价转基因棉相比,对不同天敌的影响差异较大。     

转基因抗虫杂交稻对非靶标害虫稻飞虱田间种群动态的影响

以常规稻Ⅱ优明86为对照,研究了转双价基因(cry1Ac SCK)抗虫杂交稻Ⅱ优科丰6号对稻飞虱田间种群的影响。采用吸虫器法调查结果表明,Ⅱ优科丰6号在水稻的整个生育期内,对白背飞虱Sogatella fucifera、褐飞虱Nilaparvata lugens种群及飞虱若虫群体均未产生显著影响;田间卵量剥查镜检结果表明,Ⅱ优科丰6号生长前期对白背飞虱的产卵有一定的吸引和刺激作用,而后期对褐飞虱的产卵有一定的拒避和抑制作用,但从整个生育期来看对飞虱的产卵行为无显著影响。因此,从短期研究结果分析,Ⅱ优科丰6号对非靶标害虫稻飞虱田间种群表现安全,同时也未引起稻飞虱田间种群猖獗。