转双价基因棉对天敌异色蝗虫草间小径蛛生长发育的影响

转双价基因棉对天敌异色蝗虫草间小径蛛生长发育的影响

近年来，中国抗虫棉的产量迅速增加。2003年，中国抗虫棉总面积达到4600万亩，其中双价基因棉种植面积超过400万亩。转基因抗虫棉在为人类社会做出巨大贡献的同时，人们也普遍关注转基因抗虫棉对环境的安全性问题。转基因抗虫棉对自然天敌的生长发育的影响是环境安全性评价的重要内容，有关转基因抗虫棉对害虫天敌种群动态的影响已有较多的报道。但有关转基因棉对棉田害虫天敌生长发育的影响的报道甚少。因此，本文在试验室内研究了转双价基因棉对棉田主要害虫的捕食性天敌异色瓢虫和草间小黑蛛生长发育的影响，为建立转Bt基因抗虫棉田害虫综合治理技术体系提供科学的依据、明确转基因抗虫棉环境释放后可能对棉田天敌的影响，提出保护天敌多样性的措施，为转基因棉花的安全性评价积累科学数据。1材料和方法1.1试验用虫品种及流程棉花品种：转Bt基因棉花品种中棉所32，简称Bt棉；转双价基因（Bt+CpTI）棉花品种中棉所41，简称双价棉；对照常规棉品种中棉所23，简称常规棉。均由中国农科院棉花所遗传育种研究室提供。试验用虫：分别从转Bt基因棉田、转双价基因棉田和常规棉田采集棉蚜，从常规棉田采集草间小黑蛛、异色瓢虫。棉铃虫：由中国农科院棉花所养虫室提供，系上年采自田间，当年在室内人工饲养的第二代棉铃虫幼虫。1.2测试方法1.2.1棉/棉建立保虫剂对异色线虫四龄幼虫的诱导诱导分别从双价棉、Bt棉和常规棉田采集自然发生的棉蚜，饲喂异色瓢虫四龄幼虫，试验在大试管内进行，每头瓢虫接蚜虫200头以上，每处理10头异色瓢虫，观察异色瓢虫的生长发育情况。1.2.2影响牧草间黑牡鹿生长发育分别用双价棉、Bt棉和常规棉的棉叶处理12h的棉铃虫初孵幼虫饲喂草间小黑蛛成虫，详细记载其生长发育、繁殖情况，计算其捕食量。2结果与分析2.1两种转基因棉处理间幼虫的历期和时间分布分别用双价棉、Bt棉和常规棉的棉叶饲养的棉蚜混合群体饲喂异色瓢虫4龄幼虫（表1），其日最大捕食量分别为77.4头、70.1头和63.0头，前两者分别比后者增加22.9%和11.3%，差异显著，两种转基因棉处理间差异不显著；幼虫发育到蛹的历期分别为3.0d、3.4d和3.6d，两种转基因棉处理分别比常规棉处理缩短0.6d和0.2d，前者差异极显著，后者差异不显著，两种转基因棉处理差异极显著；发育到成虫的时间分别为7.0d、7.6d和7.7d，两种转基因棉处理分别比常规棉处理缩短0.6d和0.1d，前者差异极显著，后者差异显著，两种转基因棉处理差异显著；异色瓢虫成虫的体重分别为30.9mg、32.2mg、32.9mg，差异不显著。2.2不同棉处理对草间小蛛产卵量的影响双价棉和Bt棉对棉铃虫幼虫有明显的避食作用，棉铃虫初孵幼虫取食12h转基因棉后的体重与取食常规棉的相比，其体重明显减轻。用双价棉、Bt棉和常规棉叶处理12小时后，棉铃虫初孵幼虫的体重(10头)分别为0.8667mg、0.7667mg和1.1667mg,前两者分别比常规棉处理减轻25.71%和34.28%，差异均达极显著水平；双价棉处理棉铃虫幼虫体重比Bt棉处理增加13.0%，但差异不显著。用上述处理的棉铃虫连续饲喂草间小黑蛛，草间小黑蛛单雌产卵量分别为31.0粒、26.3粒和28.4粒，双价棉处理的产卵量比常规棉处理增加9.2%,Bt棉处理的产卵量比常规棉处理减少7.4%，但差异均未达显著水平。三种处理的草间小黑蛛的死亡率分别为3.3%、20.0%和23.3%，双价棉处理的死亡率比常规棉处理减少42.9%，差异显著，用Bt棉处理的草间小黑蛛的死亡率比常规棉处理减少16.5%，但差异不显著。3棉、碱和双价基因对淡水棉的食性影响由于棉铃虫取食双价棉和Bt棉后，生长延迟，体重明显减轻，因此捕食性天敌对其捕食量明显增加，捕食性天敌取食经转基因棉处理的棉铃虫后，天敌发育历期缩短、产卵量有所增加、体重和寿命无明显差异。捕食性天敌对饲喂过转基因棉的棉铃虫的捕食功能反应仍符合符合HollingⅡ型反应，处理一头棉铃虫所用的时间均短于常规棉处理，功能系数即瞬间攻击率均高于常规棉处理。捕食性天敌对双价棉、Bt棉田棉蚜的捕食量高于常规棉田，这可能和转基因棉营养物质含量下降有关，需要进一步研究。捕食性天敌对不同处理棉蚜的捕食功能反应及参数变化规律与棉铃虫基本相同。可见双价棉和Bt棉对捕食性天敌的影响不明显，反而能增加捕食性天敌的捕食效率和捕食量，使天敌的控害作用得到加强。国内外有关转基因抗虫棉对天敌的影响已见报道，Hilbeck等(1998)观察了绿草蛉吃了用转基因玉米和正常的玉米处理的欧洲玉米螟后，对其生长发育和死亡率有明显的影响，前者死亡率为62%，对照为37%；前者发育时间延长，成虫发育时间比对照慢3天。Birch等(1999)发现瓢虫取食转基因马铃薯处理的蚜虫后，生殖力下降，并死亡的早。本研究表明转双价基因抗虫棉对捕食性天敌种群的影响不明显，这一结果与夏敬源、崔金杰等对转Bt基因棉花的研究结果一致。大规模种植转基因植物是否影响农业生态系统中有益天敌生物的种类和种群数量已成为各国科学家关注的焦点。目前，国内外对转基因植物对有益生物的影响研究时间