害虫对转Bt作物抗药性的检测与监测技术

Bt作物自1996年开始进入生产种植,到2004年已有9个国家种植转Bt玉米和棉花,面积超过2 200万hm2.其中美国的种植面积约占全世界的57%.最近几年利用Bt作物防治玉米和棉花害虫的国家数量不断上升,尤其是在一些发展中国家发展较快.另外,转Bt水稻被认为在不久的将来能够在中国商业化种植.中国批准种植Bt水稻将深刻影响其在亚洲的接受程度.故多数人认为利用转Bt作物进行害虫治理今后还会继续发展.     

“高剂量/庇护所”策略在Bt玉米靶标害虫抗性治理中的应用及成效

为解决玉米生产中面临的重大虫害、草害及粮食安全等问题,我国正在有序推进Bt玉米的商业化种植。然而,靶标害虫对Bt作物的抗性演化是影响其可持续应用的最大威胁。“高剂量/庇护所”策略已在全球被广泛应用以延缓害虫抗性演化。本文简要介绍了“高剂量/庇护所”策略的理论基础及庇护所实施的主要形式,概述了全球五大Bt玉米种植国美国、巴西、阿根廷、南非和加拿大“高剂量/庇护所”策略应用的法规制定、庇护所实施的具体要求和种植者的履行情况,总结了“高剂量/庇护所”策略在主要Bt玉米种植国实施的成功经验,分析了害虫抗性治理失败的教训。该研究可为我国转Bt基因抗虫玉米的产业化应用和害虫抗性管理提供重要技术支撑和理论指导。     

转Bt基因抗虫玉米在害虫综合治理中的作用及生态风险

转Bt基因抗虫玉米(简称Bt玉米)作为玉米害虫综合治理的基本措施，自1996年在美国被批准商业化种植以来，已在许多国家广泛应用于农业生产，它的抗虫性和经济效益已得到普遍肯定，与此同时，Bt玉米对生态安全的影响也倍受关注。文章综述了Bt玉米在国内外的研究和应用现状、Bt玉米在害虫综合治理中的作用以及种植Bt玉米的生态风险及对策，包括对非目标昆虫及天敌昆虫的影响、害虫产生抗药性以及治理对策，为今后Bt玉米在我国商业化种植过程中正确评价Bt玉米的生态安全性、充分发挥Bt玉米在害虫综合治理中的重要作用莫定基础。     

抗虫棉田棉盲蝽为害加重原因及防治措施

<正>棉盲蝽是盐都区棉花生产上的常发性害虫,常年发生为害较平稳,除低温连阴雨特殊气候重发需专门防治外,一般以兼治为主,为次要害虫。随着农村种植业结构调整和作物品种多元化推进,特别是2001年全区全面推广种植Bt转基因棉花品种以来,以棉花为主体的棉田生态环境发生了根本性变化,     

我国棉铃虫对Bt蛋白Cry1Ac抗性现状及分子机制研究进展

棉铃虫Helicoverpa armigera是一种全球性的重要农业害虫,主要为害棉花、玉米和大豆等作物。长期种植单价Bt棉花（表达Cry1Ac蛋白）会使棉铃虫田间种群承受单一、持续的选择压力,必然会导致棉铃虫对Cry1Ac的抗性发生演化。该文概述我国棉铃虫田间种群对Cry1Ac的抗性现状、自然庇护所对棉铃虫Cry1Ac抗性演化的延缓作用以及棉铃虫对Cry1Ac抗性的遗传多样性,并对今后我国关于棉铃虫Bt抗性的治理对策进行了展望。     

北方春玉米区亚洲玉米螟对Bt玉米的抗性风险分析

为了解我国北方春玉米区种植Bt玉米条件下主要靶标害虫亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis的Bt抗性风险,探索合理的Bt玉米种植比例,根据亚洲玉米螟的特点构建种群动态与遗传模型,对不同的Bt玉米种植比例进行分析评估。结果显示,当以种子混合种植75%的Bt玉米+25%的非Bt玉米庇护所时,亚洲玉米螟的种群控制时间,即亚洲玉米螟种群密度下降到每百株玉米植株30头幼虫以下的时间,为1～2年,而害虫的抗性时间,即亚洲玉米螟种群抗性基因频率达到50%的时间,在1代区为40年、在2代区为20年。当以种子混合种植20%、15%、10%、5%的非Bt玉米庇护所时,亚洲玉米螟的种群控制时间仍为1～2年,而害虫的抗性时间缩短,在1代区分别是29、21、15、9年,在2代区分别是14、10、7、4年。表明在研究区域内以种子混合种植20%以上的非Bt玉米庇护所可维持对亚洲玉米螟的Bt抗性管理至少14年。     

转Bt基因作物对植物—害虫—天敌食物链的影响

种植转Bt基因作物已经成为当前及未来农业的发展趋势。转Bt基因作物可以有效控制棉铃虫（〖WTBX〗Helicoverpa armigera〖WTBZ〗）、玉米螟（〖WTBX〗Ostrinia furnacalis〖WTBZ〗）等多种靶标害虫。但研究表明Bt作物的种植会改变害虫演化地位,并且Bt毒素可能沿着食物链传递,而对天敌构成潜在的威胁。基于Bt作物对植物—害虫—天敌食物链上各个营养级的影响研究,本文重点分析了Bt毒素对天敌种群结构及生物学的影响。     

红铃虫对Bt棉花的抗性现状及抗性机制

红铃虫是世界性的重要棉花害虫,自转Bt棉花商业化种植之后,其种群数量得到了有效的控制。然而,红铃虫对Bt的抗性发展严重威胁着Bt棉花的可持续应用。本文概述了红铃虫对Bt棉花的抗性现状及其抗性机制,以期为科学制定红铃虫抗性治理策略提供依据。     

转基因抗虫植物对天敌昆虫的影响

迄今对16种捕食性和7种寄生性天敌昆虫个体进行的毒性测定表明，转基因植物对天敌昆虫没有直接毒性；取食了转基因植物的猎物对大部分捕食性天敌昆虫个体无毒副作用。取食了转基因植物的寄主害虫如表现亚致死反应，则对寄生蜂个体无毒副作用，甚至对寄生蜂与抗虫作物间有增效作用；如寄主表现致死反应，则对寄生蜂个体有明显毒副作用。转Bt基因棉花，玉米和马铃薯田中主要广谱捕食性天敌种群数量等于或显著高于常规田，生测中对普通草蛉的副作用并未使其大田种群受到不良的影响；寄生性天敌昆虫种群数量除在个别Bt棉田中明显减少外，在其他Bt作物田中均等于或高于常见田，除个别棉田外，未发现Bt作物田中天敌群落受到不良影响，部分研究发现Bt作物田中某些非靶标刺吸口器害虫上升为主要害虫，数量明显高于常规田，建议采用“三层次检测体系”评价转基因作物对天敌昆虫的影响。     

草地贪夜蛾对Bt玉米的抗性与治理对策思考

Bt玉米已在美洲广泛种植20多年,成功控制了欧洲玉米螟Ostrinia nubilalis、草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda等玉米重大害虫为害。然而,近年来相继报道在波多黎各、巴西、阿根廷因草地贪夜蛾产生抗性而导致一些Bt玉米抗虫性丧失。尤其是在热带和亚热带地区,多数Bt玉米品种商业化种植仅3年就丧失了对草地贪夜蛾的抗性。本文分析了草地贪夜蛾的生物学和生态学、对Bt杀虫蛋白抗性遗传特征和交互抗性特性、种群抗性基因频率等内因对抗性演化的影响,以及Bt玉米种植的生态环境、耕作栽培制度、Bt玉米种类、抗性治理策略实施情况等外部环境因素对抗性演化的影响。根据我国玉米种植的生态格局,提出了"整体布局,源头治理"的抗性治理对策。即在草地贪夜蛾周年繁殖区要谨慎种植Bt玉米,尤其是避免种植表达Cry1Ab杀虫蛋白的Bt玉米,以避免源头产生抗性而危及温带玉米主产区。遵循差异化(不同杀虫作用机理)选择Bt玉米品种原则,制定精准抗性监测计划,以高剂量-庇护所为抗性治理基本策略,在Bt玉米资源有限的情况下,落实好庇护所尤为重要。     

Thrips (Thysanoptera: Thripidae) mitigation in seedling cotton using strip tillage and winter cover crops

BACKGROUND: Thrips are the most consistent insect pests of seedling cotton in the southeastern United States, where symptoms can range from leaf curling to stand loss. In a 2 year study, thrips adults and immatures were sampled at 14, 21 and 28 days after planting on cotton planted with a thiamethoxam seed treatment in concert with crimson clover, wheat or rye winter cover crops and conventional or strip tillage to investigate potential differences in thrips infestations. RESULTS: Densities of adult thrips, primarily Frankliniella fusca (Hinds), peaked on the first sampling date, whereas immature densities peaked on the second sampling date. Regardless of winter cover crop, plots that received strip tillage experienced significantly fewer thrips at each sampling interval. In addition, assessment of percentage ground cover 42 days after planting showed that there was more than twice as much ground cover in the strip‐tilled plots compared with conventionally tilled plots. Correlation analyses showed that increased ground cover was inversely related to thrips densities that occurred on all three sampling dates in 2008 and the final sampling date in 2009. CONCLUSIONS: Growers who utilize strip tillage and a winter cover crop can utilize seed treatments for mitigation of early‐season thrips infestation. Copyright © 2010 Society of Chemical Industry     

新疆南部转基因棉区棉铃虫种群长期动态研究

（Bacillus thuringiensis）基因抗虫棉在新疆南部推广已超过10 a,为探索Bt棉大面积种植对棉铃虫（Helicoverpa armigera）种群动态的影响,于1999-2010年使用诱虫灯监测了Bt棉大面积种植区域（麦盖提）和非Bt棉大面积种植区域（阿瓦提）棉铃虫的种群动态。结果表明：新疆南部地区20世纪90年代末发生棉铃虫害较重,2000-2004年种群数量保持较高水平;自2005年Bt棉大面积推广以后,Bt棉区棉铃虫的种群数量显著下降,棉铃虫种群数量随Bt棉种植比例的上升而下降（P<0.05）;]随着Bt棉大面积推广年数的增加,Bt棉区棉铃虫各代种群数量均逐渐下降,第二代种群数量和高峰期蛾量下降速率均较越冬代和第一代快,且第二代棉铃虫种群相对丰富度也逐渐下降。因此,新疆地区Bt棉的大面积种植能较好地控制棉铃虫的种群数量,而且对第二代棉铃虫种群的控制效果最好。     

Impacts of transgenic Bt cotton and integrated pest management education on smallholder cotton farmers

Abstract

Comparative field research on transgenic Bt cotton and conventional cotton under different conditions (fields without pesticide inputs, fields managed by farmers with IPM education, fields managed by farmers lacking IPM education) were carried out in Hubei province of China in 2002. The amount of pesticide used on Bt cotton by non-IPM farmers was found to be around three times that used by IPM farmers. IPM farmers made significantly higher net profits from cultivating transgenic Bt cotton in comparison with non-IPM farmers. Other pest management practices had more significant influences on the population dynamics of predatory natural enemies and major insect pests than did the adoption of transgenic Bt cotton in the cotton ecosystem. Our study showed that IPM education, by increasing farmer capacity to critically evaluate inputs and their effects, monitor their fields and make informed decisions on pest management, enabled farmers to reduce pesticide use significantly, so resulting in improved production and profit margin. IPM farmer education thus, contributed to maximising the value of planting transgenic Bt cotton.     

作物混植和间作控制病虫害研究的新进展

通过作物的混植和间作,可以有效地提高作物群体的抗性水平,以达到自然控制病虫害的目的。从混植和间作的模式、控害效果和控害机制等方面对这一研究的最新进展进行了综述,并讨论了作物混植和间作的优越性、应用特点和当前的研究重点。     

Bt棉种植时期和作物布局方式对龟纹瓢虫生长发育和繁殖的影响

采集多年连作Bt棉区、Bt棉与春玉米等作物混栽区(过渡区)、多年连作果园(非Bt区)的龟纹瓢虫幼虫,分别用Bt棉上的棉蚜、Bt棉和非Bt植物上的蚜虫、非Bt植物上的蚜虫饲养,模拟研究Bt棉不同推广种植时期和作物布局方式对龟纹瓢虫发育、繁殖生物学特性的影响。结果显示,采自不同种植区域的龟纹瓢虫,雌雄成虫的体型由小到大依次为:Bt棉区<过渡区、非Bt区;体重依次为:Bt棉区、过渡区<非Bt区;幼虫历期依次为:Bt棉区>过渡区>非Bt区;新羽化的雌雄成虫体重均依次为:Bt棉区<过渡区<非Bt区;雌成虫比例依次为:Bt棉区<过渡区、非Bt区;羽化成虫的单雌产卵量依次为:Bt棉区、非Bt区<过渡区。表明采自不同种植区域的龟纹瓢虫,体型、体重、发育和繁殖特性均有较大差异,与多年连作果园和过渡区相比,多年连作的Bt棉区中,龟纹瓢虫成虫的体型和体重降低、幼虫发育历期延长、新羽化成虫的体重减轻、雌虫比例降低、单雌产卵量下降。     

中国转基因抗虫玉米的商业化策略

玉米是全球播种面积最大的粮食作物,事关世界粮食安全。鳞翅目和鞘翅目害虫是影响玉米产量和品质的重要因素,长期以来多数国家采取以喷施化学农药为主的防控策略,但存在较高的使用成本和环境风险等问题。作为新一代的害虫防控技术,转基因抗虫玉米于1996年开始在美国商业化种植,并迅速推广到巴西等主要玉米生产国家,成为防控草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda和欧洲玉米螟Ostrinia nubilalis等重大害虫的核心技术。该文综述了全球转基因抗虫玉米商业化的历史和防控害虫的作用,分析了美国对欧洲玉米螟和草地贪夜蛾等靶标害虫抗性治理的成功经验以及巴西等南美国家草地贪夜蛾对多种转基因抗虫玉米产生抗性的成因与教训。基于中国转基因抗虫玉米转化事件的研发现状、玉米生产模式、玉米害虫的区域发生特点和迁飞生物学等特性,提出在南方和西南山地丘陵玉米区种植包含Vip3A的多基因叠加抗虫玉米从源头防控草地贪夜蛾,在黄淮海夏玉米区种植包含Cry2A的多基因叠加抗虫玉米从源头防控棉铃虫Helicoverpa armigera,在北方春玉米区种植包含Cry1A的多基因叠加抗虫玉米从源头防控亚洲玉米螟Ostr...     

转Bt基因抗虫作物对非靶标生物的影响

迄今为止,已经获得了大量的抗虫转Bt基因作物。尽管这些作物中表达的Bt蛋白只是针对靶标害虫起到杀虫效果,但是抗虫转Bt基因作物是否会对非靶标生物产生影响一直存在争议。本文就抗虫转Bt基因作物对节肢动物群落、非靶标植食性昆虫、天敌和有益昆虫的影响进行了综述。综合评价认为,现有的抗虫转Bt基因作物对非靶标生物是安全的。     

棉铃虫Bt毒素受体蛋白—氨肽酶N与抗性的关系

随着我国转基因棉花种植面积的日益增加,主要目标害虫—棉铃虫的抗性问题越来越被大家所关注。氨肽酶N(aminopeptidase N,APN)是一类昆虫中肠内Bt毒素的受体蛋白,其结构、结合位点的改变或基因突变可能是昆虫对Bt毒素产生抗性的重要原因。本文通过分析Bt毒素的作用方式,从生化、生理、分子生物学等方面探讨了棉铃虫Bt毒素受体蛋白APN与抗性的关系。     

Economic and herbicide use impacts of glyphosate-resistant crops

More than 95% of United States maize, cotton, soybean and sugarbeet acres are treated with herbicides for weed control. These products are used to improve the economic profitability of crop production for farmers. Since their introduction in 1996, over 75 million acres of genetically engineered glyphosate-resistant crops have been planted, making up 80% of soybean acres and 70% of cotton acres in the USA. These genetically engineered crops have been adopted by farmers because they are perceived to offer greater economic benefits than conventional crop and herbicide programs. The adoption of glyphosate-resistant crops has saved US farmers 1.2 billion dollars associated with the costs of conventional herbicide purchases, application, tillage and hand weeding. With the adoption of glyphosate-resistant sugarbeets on currently planted sugarbeet acres, US growers could potentially save an additional 93 million dollars. The adoption of glyphosate-resistant crops by US agriculture has reduced herbicide use by 37.5 million lbs, although the adoption of glyphosate-resistant sugarbeets would dampen this reduction by 1 million lbs.