轉雙價基因棉對天敵異色蝗蟲草間小徑蛛生長發(fā)育的影響

轉雙價基因棉對天敵異色蝗蟲草間小徑蛛生長發(fā)育的影響

近年來，中國抗蟲棉的產量迅速增加。2003年，中國抗蟲棉總面積達到4600萬畝，其中雙價基因棉種植面積超過400萬畝。轉基因抗蟲棉在為人類社會做出巨大貢獻的同時，人們也普遍關注轉基因抗蟲棉對環(huán)境的安全性問題。轉基因抗蟲棉對自然天敵的生長發(fā)育的影響是環(huán)境安全性評價的重要內容，有關轉基因抗蟲棉對害蟲天敵種群動態(tài)的影響已有較多的報道。但有關轉基因棉對棉田害蟲天敵生長發(fā)育的影響的報道甚少。因此，本文在試驗室內研究了轉雙價基因棉對棉田主要害蟲的捕食性天敵異色瓢蟲和草間小黑蛛生長發(fā)育的影響，為建立轉Bt基因抗蟲棉田害蟲綜合治理技術體系提供科學的依據、明確轉基因抗蟲棉環(huán)境釋放后可能對棉田天敵的影響，提出保護天敵多樣性的措施，為轉基因棉花的安全性評價積累科學數據。1材料和方法1.1試驗用蟲品種及流程棉花品種：轉Bt基因棉花品種中棉所32，簡稱Bt棉；轉雙價基因（Bt+CpTI）棉花品種中棉所41，簡稱雙價棉；對照常規(guī)棉品種中棉所23，簡稱常規(guī)棉。均由中國農科院棉花所遺傳育種研究室提供。試驗用蟲：分別從轉Bt基因棉田、轉雙價基因棉田和常規(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：由中國農科院棉花所養(yǎng)蟲室提供，系上年采自田間，當年在室內人工飼養(yǎng)的第二代棉鈴蟲幼蟲。1.2測試方法1.2.1棉/棉建立保蟲劑對異色線蟲四齡幼蟲的誘導誘導分別從雙價棉、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，試驗在大試管內進行，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發(fā)育情況。1.2.2影響牧草間黑牡鹿生長發(fā)育分別用雙價棉、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，詳細記載其生長發(fā)育、繁殖情況，計算其捕食量。2結果與分析2.1兩種轉基因棉處理間幼蟲的歷期和時間分布分別用雙價棉、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，兩種轉基因棉處理差異極顯著；發(fā)育到成蟲的時間分別為7.0d、7.6d和7.7d，兩種轉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不同棉處理對草間小蛛產卵量的影響雙價棉和Bt棉對棉鈴蟲幼蟲有明顯的避食作用，棉鈴蟲初孵幼蟲取食12h轉基因棉后的體重與取食常規(guī)棉的相比，其體重明顯減輕。用雙價棉、Bt棉和常規(guī)棉葉處理12小時后，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%，差異均達極顯著水平；雙價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，草間小黑蛛單雌產卵量分別為31.0粒、26.3粒和28.4粒，雙價棉處理的產卵量比常規(guī)棉處理增加9.2%,Bt棉處理的產卵量比常規(guī)棉處理減少7.4%，但差異均未達顯著水平。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、堿和雙價基因對淡水棉的食性影響由于棉鈴蟲取食雙價棉和Bt棉后，生長延遲，體重明顯減輕，因此捕食性天敵對其捕食量明顯增加，捕食性天敵取食經轉基因棉處理的棉鈴蟲后，天敵發(fā)育歷期縮短、產卵量有所增加、體重和壽命無明顯差異。捕食性天敵對飼喂過轉基因棉的棉鈴蟲的捕食功能反應仍符合符合HollingⅡ型反應，處理一頭棉鈴蟲所用的時間均短于常規(guī)棉處理，功能系數即瞬間攻擊率均高于常規(guī)棉處理。捕食性天敵對雙價棉、Bt棉田棉蚜的捕食量高于常規(guī)棉田，這可能和轉基因棉營養(yǎng)物質含量下降有關，需要進一步研究。捕食性天敵對不同處理棉蚜的捕食功能反應及參數變化規(guī)律與棉鈴蟲基本相同?？梢婋p價棉和Bt棉對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。國內外有關轉基因抗蟲棉對天敵的影響已見報道，Hilbeck等(1998)觀察了綠草蛉吃了用轉基因玉米和正常的玉米處理的歐洲玉米螟后，對其生長發(fā)育和死亡率有明顯的影響，前者死亡率為62%，對照為37%；前者發(fā)育時間延長，成蟲發(fā)育時間比對照慢3天。Birch等(1999)發(fā)現瓢蟲取食轉基因馬鈴薯處理的蚜蟲后，生殖力下降，并死亡的早。本研究表明轉雙價基因抗蟲棉對捕食性天敵種群的影響不明顯，這一結果與夏敬源、崔金杰等對轉Bt基因棉花的研究結果一致。大規(guī)模種植轉基因植物是否影響農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中有益天敵生物的種類和種群數量已成為各國科學家關注的焦點。目前，國內外對轉基因植物對有益生物的影響研究時間