轉(zhuǎn)雙價(jià)基因棉對(duì)天敵異色蝗蟲草間小徑蛛生長(zhǎng)發(fā)育的影響

轉(zhuǎn)雙價(jià)基因棉對(duì)天敵異色蝗蟲草間小徑蛛生長(zhǎng)發(fā)育的影響

近年來，中國(guó)抗蟲棉的產(chǎn)量迅速增加。2003年，中國(guó)抗蟲棉總面積達(dá)到4600萬畝，其中雙價(jià)基因棉種植面積超過400萬畝。轉(zhuǎn)基因抗蟲棉在為人類社會(huì)做出巨大貢獻(xiàn)的同時(shí)，人們也普遍關(guān)注轉(zhuǎn)基因抗蟲棉對(duì)環(huán)境的安全性問題。轉(zhuǎn)基因抗蟲棉對(duì)自然天敵的生長(zhǎng)發(fā)育的影響是環(huán)境安全性評(píng)價(jià)的重要內(nèi)容，有關(guān)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉對(duì)害蟲天敵種群動(dòng)態(tài)的影響已有較多的報(bào)道。但有關(guān)轉(zhuǎn)基因棉對(duì)棉田害蟲天敵生長(zhǎng)發(fā)育的影響的報(bào)道甚少。因此，本文在試驗(yàn)室內(nèi)研究了轉(zhuǎn)雙價(jià)基因棉對(duì)棉田主要害蟲的捕食性天敵異色瓢蟲和草間小黑蛛生長(zhǎng)發(fā)育的影響，為建立轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲棉田害蟲綜合治理技術(shù)體系提供科學(xué)的依據(jù)、明確轉(zhuǎn)基因抗蟲棉環(huán)境釋放后可能對(duì)棉田天敵的影響，提出保護(hù)天敵多樣性的措施，為轉(zhuǎn)基因棉花的安全性評(píng)價(jià)積累科學(xué)數(shù)據(jù)。1材料和方法1.1試驗(yàn)用蟲品種及流程棉花品種：轉(zhuǎn)Bt基因棉花品種中棉所32，簡(jiǎn)稱Bt棉；轉(zhuǎn)雙價(jià)基因（Bt+CpTI）棉花品種中棉所41，簡(jiǎn)稱雙價(jià)棉；對(duì)照常規(guī)棉品種中棉所23，簡(jiǎn)稱常規(guī)棉。均由中國(guó)農(nóng)科院棉花所遺傳育種研究室提供。試驗(yàn)用蟲：分別從轉(zhuǎn)Bt基因棉田、轉(zhuǎn)雙價(jià)基因棉田和常規(guī)棉田采集棉蚜，從常規(guī)棉田采集草間小黑蛛、異色瓢蟲。棉鈴蟲：由中國(guó)農(nóng)科院棉花所養(yǎng)蟲室提供，系上年采自田間，當(dāng)年在室內(nèi)人工飼養(yǎng)的第二代棉鈴蟲幼蟲。1.2測(cè)試方法1.2.1棉/棉建立保蟲劑對(duì)異色線蟲四齡幼蟲的誘導(dǎo)誘導(dǎo)分別從雙價(jià)棉、Bt棉和常規(guī)棉田采集自然發(fā)生的棉蚜，飼喂異色瓢蟲四齡幼蟲，試驗(yàn)在大試管內(nèi)進(jìn)行，每頭瓢蟲接蚜蟲200頭以上，每處理10頭異色瓢蟲，觀察異色瓢蟲的生長(zhǎng)發(fā)育情況。1.2.2影響牧草間黑牡鹿生長(zhǎng)發(fā)育分別用雙價(jià)棉、Bt棉和常規(guī)棉的棉葉處理12h的棉鈴蟲初孵幼蟲飼喂草間小黑蛛成蟲，詳細(xì)記載其生長(zhǎng)發(fā)育、繁殖情況，計(jì)算其捕食量。2結(jié)果與分析2.1兩種轉(zhuǎn)基因棉處理間幼蟲的歷期和時(shí)間分布分別用雙價(jià)棉、Bt棉和常規(guī)棉的棉葉飼養(yǎng)的棉蚜混合群體飼喂異色瓢蟲4齡幼蟲（表1），其日最大捕食量分別為77.4頭、70.1頭和63.0頭，前兩者分別比后者增加22.9%和11.3%，差異顯著，兩種轉(zhuǎn)基因棉處理間差異不顯著；幼蟲發(fā)育到蛹的歷期分別為3.0d、3.4d和3.6d，兩種轉(zhuǎn)基因棉處理分別比常規(guī)棉處理縮短0.6d和0.2d，前者差異極顯著，后者差異不顯著，兩種轉(zhuǎn)基因棉處理差異極顯著；發(fā)育到成蟲的時(shí)間分別為7.0d、7.6d和7.7d，兩種轉(zhuǎn)基因棉處理分別比常規(guī)棉處理縮短0.6d和0.1d，前者差異極顯著，后者差異顯著，兩種轉(zhuǎn)基因棉處理差異顯著；異色瓢蟲成蟲的體重分別為30.9mg、32.2mg、32.9mg，差異不顯著。2.2不同棉處理對(duì)草間小蛛產(chǎn)卵量的影響雙價(jià)棉和Bt棉對(duì)棉鈴蟲幼蟲有明顯的避食作用，棉鈴蟲初孵幼蟲取食12h轉(zhuǎn)基因棉后的體重與取食常規(guī)棉的相比，其體重明顯減輕。用雙價(jià)棉、Bt棉和常規(guī)棉葉處理12小時(shí)后，棉鈴蟲初孵幼蟲的體重(10頭)分別為0.8667mg、0.7667mg和1.1667mg,前兩者分別比常規(guī)棉處理減輕25.71%和34.28%，差異均達(dá)極顯著水平；雙價(jià)棉處理棉鈴蟲幼蟲體重比Bt棉處理增加13.0%，但差異不顯著。用上述處理的棉鈴蟲連續(xù)飼喂草間小黑蛛，草間小黑蛛單雌產(chǎn)卵量分別為31.0粒、26.3粒和28.4粒，雙價(jià)棉處理的產(chǎn)卵量比常規(guī)棉處理增加9.2%,Bt棉處理的產(chǎn)卵量比常規(guī)棉處理減少7.4%，但差異均未達(dá)顯著水平。三種處理的草間小黑蛛的死亡率分別為3.3%、20.0%和23.3%，雙價(jià)棉處理的死亡率比常規(guī)棉處理減少42.9%，差異顯著，用Bt棉處理的草間小黑蛛的死亡率比常規(guī)棉處理減少16.5%，但差異不顯著。3棉、堿和雙價(jià)基因?qū)Φ薜氖承杂绊懹捎诿掴徬x取食雙價(jià)棉和Bt棉后，生長(zhǎng)延遲，體重明顯減輕，因此捕食性天敵對(duì)其捕食量明顯增加，捕食性天敵取食經(jīng)轉(zhuǎn)基因棉處理的棉鈴蟲后，天敵發(fā)育歷期縮短、產(chǎn)卵量有所增加、體重和壽命無明顯差異。捕食性天敵對(duì)飼喂過轉(zhuǎn)基因棉的棉鈴蟲的捕食功能反應(yīng)仍符合符合HollingⅡ型反應(yīng)，處理一頭棉鈴蟲所用的時(shí)間均短于常規(guī)棉處理，功能系數(shù)即瞬間攻擊率均高于常規(guī)棉處理。捕食性天敵對(duì)雙價(jià)棉、Bt棉田棉蚜的捕食量高于常規(guī)棉田，這可能和轉(zhuǎn)基因棉營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量下降有關(guān)，需要進(jìn)一步研究。捕食性天敵對(duì)不同處理棉蚜的捕食功能反應(yīng)及參數(shù)變化規(guī)律與棉鈴蟲基本相同。可見雙價(jià)棉和Bt棉對(duì)捕食性天敵的影響不明顯，反而能增加捕食性天敵的捕食效率和捕食量，使天敵的控害作用得到加強(qiáng)。國(guó)內(nèi)外有關(guān)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉對(duì)天敵的影響已見報(bào)道，Hilbeck等(1998)觀察了綠草蛉吃了用轉(zhuǎn)基因玉米和正常的玉米處理的歐洲玉米螟后，對(duì)其生長(zhǎng)發(fā)育和死亡率有明顯的影響，前者死亡率為62%，對(duì)照為37%；前者發(fā)育時(shí)間延長(zhǎng)，成蟲發(fā)育時(shí)間比對(duì)照慢3天。Birch等(1999)發(fā)現(xiàn)瓢蟲取食轉(zhuǎn)基因馬鈴薯處理的蚜蟲后，生殖力下降，并死亡的早。本研究表明轉(zhuǎn)雙價(jià)基因抗蟲棉對(duì)捕食性天敵種群的影響不明顯，這一結(jié)果與夏敬源、崔金杰等對(duì)轉(zhuǎn)Bt基因棉花的研究結(jié)果一致。大規(guī)模種植轉(zhuǎn)基因植物是否影響農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中有益天敵生物的種類和種群數(shù)量已成為各國(guó)科學(xué)家關(guān)注的焦點(diǎn)。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)轉(zhuǎn)基因植物對(duì)有益生物的影響研究時(shí)間