转CpTI+Bt基因棉和转Bt基因棉对甜菜夜蛾种群增长和行为的影响

利用室内饲喂法,以泗棉3号为对照,研究转双价(Bt CpTI)基因棉SGK321和转单价(Bt)基因杂交棉科棉3号对甜菜夜蛾室内种群生长发育和趋性的影响。结果表明:SGK321、科棉3号饲喂的甜菜夜蛾幼虫死亡率、成蛹下降率和幼虫成蛾下降率显著高于对照,且SGK321饲喂的化蛹下降率显著高于科棉3号。SGK321、科棉3号饲喂的甜菜夜蛾幼虫期显著长于泗棉3号,其蛹重显著轻于泗棉3号;SGK321饲喂的幼虫期长于科棉3号,其蛹期和蛹重接近于科棉3号;三种棉花饲喂的甜菜夜蛾的产卵前期、产卵期、产卵量均表现为SGK321<科棉3号<泗棉3号,其中SGK321饲喂的产卵期显著短于泗棉3号;SGK321、科棉3号饲喂的雌成虫寿命相近,但明显短于泗棉3号。三种棉花饲喂的甜菜夜蛾净增长率(R0)、内禀增长率(rm)、周限增长率(λ)和种群增长指数(I)均表现为SGK321<科棉3号<泗棉3号;世代平均周期(T)和种群加倍时间(DT)均表现为SGK321>科棉3号>泗棉3号。甜菜夜蛾2～5龄幼虫对棉花的趋性强弱顺序为泗棉3号>科棉3号>SGK321。     

甜菜夜蛾幼虫对常规棉和转基因棉的取食选择行为

本文研究了甜菜夜蛾Spodoptera exigua幼虫在转基因棉和常规棉上的取食行为反应,以及有/无学习经历对其取食选择的影响及选择行为对蛹重的影响。结果表明,用人工饲料饲养至3龄5、龄的甜菜夜蛾幼虫在常规棉品种33和转基因棉品种33B上、常规棉品种石远321和转基因棉品种SGK321上的取食选择行为除24h内更多的5龄幼虫选择了石远321,在其它时段,幼虫并没有表现出对转基因叶片的规避行为,甚至有些时段更多地选择在转基因叶片上取食;分别用33叶片、33B叶片饲喂至3龄的甜菜夜蛾幼虫进行33和33B的取食选择,以及分别用石远321S、GK321的叶片饲喂至3龄的甜菜夜蛾幼虫进行石远321和SGK321的取食选择均未表现出对转基因棉的规避行为。上述所有处理中,甜菜夜蛾在常规棉上化蛹的蛹重与转基因棉上化蛹的蛹重无显著差异。结果表明,甜菜夜蛾对单价转基因棉33B和双价转基因棉SGK321均未表现出行为抗性。因此,在转基因棉花的害虫治理中要特别关注甜菜夜蛾的防治。     

转基因棉和常规棉叶片对抗Cry1Ac近等基因系棉铃虫生长发育的影响

利用室内饲喂法,以抗Cry1Ac近等基因系棉铃虫为材料,比较转基因棉花33B和SGK321及其对照亲本DP5415和石远321对抗、感棉铃虫生长发育的影响。结果表明,抗性棉铃虫在取食常规棉叶后表现出一定的适合度代价。取食DP5415和石远321两种常规棉花后,抗性品系棉铃虫的幼虫存活率显著低于敏感品系,取食33B和SGK321两种转基因棉花的抗性棉铃虫,不仅其幼虫存活率显著高于敏感品系,而且致死中时间也比敏感品系延长。取食9天后,抗性品系在常规棉花石远321和DP5415上发育到3龄和4龄幼虫的比例显著低于敏感品系,取食33B和SGK321转基因棉花的抗性品系发育到3龄幼虫的比例均显著高于敏感品系。抗性品系在常规棉上的蛹重均显著低于敏感品系,部分取食转基因棉花的抗性品系棉铃虫可以化蛹,而敏感品系不能在转基因棉花上化蛹。     

取食转Bt基因棉对斜纹夜蛾幼虫存活的影响

以常规棉泗棉3号为对照,测定了取食转Bt基因棉GKl2的不同部位(花、蕾、铃和不同空间部位叶片)10d对斜纹夜蛾初孵幼虫存活率的影响。结果表明：棉花品种和植株部位对斜纹夜蛾幼虫存活率均产生显著影响,但两者之间没有交互作用。取食Bt棉顶部新叶(倒1叶)、中上部展开叶片(倒3叶和倒6叶)和蕾10d的斜纹夜蛾幼虫,其存活率与对照没有显著差异。取食Bt棉下部成熟叶片(倒14叶)4d后,幼虫存活率方显著低于对照。取食Bt棉花朵的幼虫初期(≤4d)存活率低于对照,但随着对照死亡率的增加,6～10d内两者差异不再显著。取食Bt棉棉铃的幼虫存活率始终低于对照,但两者差异基本不显著。根据GKl2对棉铃虫和斜纹夜蛾杀虫效果的比较,初步探讨了斜纹夜蛾为害趋势加重的原因。     

转基因棉籽培养料对平菇厉眼菌蚊的影响及相关因子分析

测定表明,转基因棉中30棉籽培养料中平菇厉眼菌蚊的死亡率均高于普通棉中16,20%棉籽含量时差异显著;转双价基因棉SGK321棉籽培养料上的死亡率略高于普通棉石远321,但差异不显著。用ELISA检出平菇厉眼菌蚊体内含有Bt蛋白,36 h后Bt蛋白降解到检测底限。转基因棉籽对平菇厉眼菌蚊的生长有抑制作用;普通棉中36棉籽配制的培养料在3%棉籽含量时,对平菇厉眼菌蚊有显著的抑制作用,显然,除了Bt蛋白外,培养料中还有其他因素在起作用。和普通棉中16棉籽相比,转基因棉中30棉籽总黄酮含量高出其约一倍,棉酚含量高76.92%,单宁含量高66.40%;转基因棉中30配制的培养料中,幼虫死亡率高于其亲本对照棉,差异显著。比较普通棉石远321,转基因棉SGK321棉籽总黄酮含量、棉酚含量和单宁含量均有所降低;转基因棉SGK321配制的培养料中,幼虫死亡率高于其亲本对照棉,差异不显著。     

取食转Bt基因棉等植物对甜菜夜蛾生长发育和药剂敏感性的影响

以转Bt基因棉(Bt棉)等6种寄主植物为材料,研究了对甜菜夜蛾Spodoptera exigua Hübner生长发育和药剂敏感性的影响,并对它们的后代体内乙酰胆碱酯酶和羧酸酯酶比活力进行了初步测定。结果表明,在25±1℃恒温、光照L:D=12:12条件下,甜菜夜蛾取食Bt棉与取食普通棉相比,幼虫历期延长了9.7d,龄数由5龄增加到7龄,单雌产卵力降低,幼虫存活率、蛹重、化蛹率、成虫羽化率和寿命略有降低。取食不同寄主植物间幼虫的存活率、蛹重和单雌产卵力较取食Bt棉和普通棉花间的差异更大。取食Bt棉的幼虫对顺式氯氰菊酯、灭多威、丙溴磷和氟啶脲的敏感性,较取食普通棉花的降低1～1.6倍,也较取食其它植物的敏感性明显降低。但该幼虫体内乙酰胆碱酯酶和羧酸酯酶的比活力却比取食普通棉花及其它植物的明显高。     

转cry1Ab/cry2Aj、cry1Ab/vip3DA玉米对棉铃虫、甜菜夜蛾和斜纹夜蛾的抗虫性评价

为评估转cry1Ab/cry2Aj、cry1Ab/vip3DA玉米对棉铃虫Helicoverpa armigera(Hübner)、甜菜夜蛾Spodoptera exigua(Hübner)和斜纹夜蛾Prodenia litura(Fabricius)的抗虫性,在室内测定了3个转cry1Ab/cry2Aj玉米品系和1个转cry1Ab/vip3DA玉米品系对3种害虫幼虫存活和生长发育的影响,研究了该系列Bt玉米不同组织器官对害虫的杀虫活性和控制效果。结果显示,棉铃虫初孵幼虫取食各品系Bt玉米叶片96h后死亡率为87.50%~90.00%,取食花丝和雌穗的幼虫96h后几乎全部死亡;甜菜夜蛾初孵幼虫取食各品系Bt玉米叶片、花丝和雌穗168h后死亡率为22.50%~68.33%,幼虫的生长发育受到明显抑制,体重抑制率达85.00%~95.00%;斜纹夜蛾初孵幼虫取食各品系Bt玉米叶片、花丝和雌穗96 h后死亡率显著高于非转基因亲本对照,168h后幼虫死亡率达90.00%以上。研究表明,转cry1Ab/cry2Aj和cry1Ab/vip3DA玉米品系对棉铃虫和斜纹夜蛾的初孵幼虫表现出较好的抗性,可以作为转多基因抗虫玉米育种的备选材料。     

Bt棉对斑痣悬茧蜂寄主选择及其子代发育的影响*

［目的］ 评价转Bt基因棉通过非靶标寄主斜纹夜蛾和甜菜夜蛾幼虫对寄生蜂的影响。［方法］ 分别采用选择性试验和非选择性方法,观察斑痣悬茧蜂对取食Bt棉叶和常规棉叶的斜纹夜蛾和甜菜夜蛾幼虫的产卵选择偏好,并观察子代蜂在不同处理幼虫体内的发育表现。［结果］ 取食Bt棉叶的斜纹夜蛾幼虫体重与取食常规棉叶的没有显著差异,而取食Bt棉叶的甜菜夜蛾幼虫体重显著小于取食常规棉叶。对斜纹夜蛾幼虫的选择性试验表明,斑痣悬茧蜂未表现出对取食Bt棉寄主幼虫的偏好。［结论］ 斑痣悬茧蜂子代的历期、存活以及羽化成蜂的体型大小等发育适应度特征,不受寄主幼虫所取食的食料植物的影响。     

转Cry1Ac/1Ab基因棉花对棉铃虫的控制效果及对甜菜夜蛾和斜纹夜蛾生长发育的影响

为评估转Cry1Ac/1Ab基因棉花对棉铃虫Helicoverpa armigera的抗性及对非靶标害虫甜菜夜蛾Spodoptera exigua和斜纹夜蛾S.litura生长发育的影响,采用室内生测法测定其对棉铃虫的抗性及对甜菜夜蛾和斜纹夜蛾不同龄期幼虫存活率、营养代谢及中肠酶活性的影响。结果表明,转Cry1Ac/1Ab基因棉花对棉铃虫第2代幼虫的抗性程度最高,幼虫校正死亡率达91.33%,但对甜菜夜蛾和斜纹夜蛾的抗性程度较低,幼虫校正死亡率分别为15.33%和13.33%。甜菜夜蛾和斜纹夜蛾各龄期幼虫取食转Cry1Ac/1Ab基因棉花后,其存活率与取食常规棉花对照无显著差异;甜菜夜蛾对转Cry1Ac/1Ab基因棉花叶片的相对取食量、近似消化率分别为16.68和93.12%,均高于取食常规棉花对照的10.72和92.00%,但差异不显著,而斜纹夜蛾取食转Cry1Ac/1Ab基因棉花后的各项营养指标均低于取食常规棉花对照,差异也不显著。取食转Cry1Ac/1Ab基因棉花后,甜菜夜蛾的过氧化物酶活性为0.02 U/mg prot,显著低于取食常规棉花的0.05 U/mg prot;斜纹夜蛾的酸性磷酸酶活性为0.15 U/mg prot,高于取食常规棉花的0.10 U/mg prot,但差异不显著,其它中肠酶活性均低于对照,亦无显著差异。     

转Bt基因棉对甜菜夜蛾的影响

随着转基因棉在全球的广泛种植,棉铃虫(Helicoverpa armigera)等靶标害虫得到了有效控制,但是甜菜夜蛾的为害呈现日益加重的趋势,并从次要害虫上升为主要害虫。本文论述了Bt毒蛋白对甜菜夜蛾生长发育、取食行为、体内酶活、药剂敏感性等的影响以及甜菜夜蛾对Bt毒蛋白产生抗性的机制等,并对今后转基因棉田甜菜夜蛾的防治提出了建议。     

转基因抗虫棉对棉大卷叶螟及其天敌卷叶螟绒茧蜂的影响

本文通过田间调查及室内生测,研究生产上大面积种植的3种转基因棉GK12、新棉33B和SGK321对棉大卷叶螟Sylepta derogata及其主要寄生性天敌——卷叶螟绒茧蜂Apanteles derogatae的影响。结果表明：GK12棉田棉大卷叶螟的发生量与亲本对照（泗棉3号）差异不显著,但卷叶螟绒茧蜂的发生量显著低于对照;而转基因棉新棉33B和SGK321棉田棉大卷叶螟和绒茧蜂的发生量均显著低于其亲本对照棉33和石远321。卷叶螟绒茧蜂对寄主棉大卷叶螟有明显的追随关系。绒茧蜂寄生取食不同转基因棉叶的棉大卷叶螟24 h后,其卵-幼虫历期、茧历期、茧畸形率、茧重、羽化率、蜂重以及成蜂寿命等生物学指标在不同棉花品种间有显著差异。     

新疆南部棉区转Bt基因棉花Bt杀虫蛋白表达规律研究

为研究新疆南部植棉区转Bt基因棉花Bt杀虫蛋白时空表达规律,本文利用ELISA技术于2009年和2010年对南疆种植的转Bt基因棉花‘中棉所41’、‘中棉所43’、‘236’、‘K9030’、‘T3’、‘中棉所44’、‘中棉所45’、‘K7’和‘SGK321’各生育期中不同器官中的Bt杀虫蛋白含量进行测定。结果发现：在时间表达上,大多数转Bt基因棉花叶片的Bt杀虫蛋白含量随着棉花发育进程而逐渐下降,在子叶期含量最高,至蕾期或吐絮期达到最低点。并且不同品种间Bt杀虫蛋白含量差异显著。在空间表达上,在花铃期,棉铃和花苞叶的Bt杀虫蛋白含量最低,大多数品种表现为叶片＞棉蕾＞花瓣（花柱）＞棉铃和花苞叶。     

寄主植物对甜菜夜蛾种群动态的影响

为了明确甜菜夜蛾在藜、苋菜、甜菜和葱上的种群动态,通过室内试验,测定了4种寄主植物对甜菜夜蛾生长发育和繁殖等种群增长参数的影响,组建了甜菜夜蛾在供试植物上的实验种群生命表。结果表明,取食苋菜和藜的幼虫发育历期最短,而取食葱的发育历期最长(平均为16.00d)。蛹的发育历期在藜上最短(8.70d),在苋菜上最长(10.30d)。寄主植物不影响甜菜夜蛾卵的孵化率和蛹的存活率,但影响幼虫的存活率。幼虫的存活率在藜上最高(74.67%),葱上最低(26.25%)。藜、苋菜、甜菜和葱上甜菜夜蛾单雌平均产卵量分别为589.80、376.40、454.60、532.70粒。甜菜夜蛾雌蛾在藜、苋菜、甜菜、葱上的产卵呈现明显的动态变化。取食藜组和甜菜组雌蛾的产卵高峰出现在羽化后第2天,苋菜组为羽化后第3天,而葱组则为羽化后第1天和第3天。甜菜夜蛾在藜上的种群净增殖率(R0)、内禀增长率(rm)和周限增长率(λ)最高,平均世代周期(T)、种群加倍时间(t)最低。4种寄主植物中,甜菜夜蛾的适宜寄主植物依次为藜、苋菜、甜菜和葱。     

B隐种烟粉虱和甜菜夜蛾取食诱导棉花抗虫性的互作反应

研究了B隐种烟粉虱为害的棉株对甜菜夜蛾生长发育的影响以及甜菜夜蛾为害的棉株对B隐种烟粉虱生长发育的影响。结果表明：被40头/株初孵的烟粉虱1龄若虫取食6 d后的棉株对甜菜夜蛾3龄幼虫相对生长率产生显著负面影响（P＜0. 05）, 而分别被50头/株和200头/株烟粉虱初孵若虫取食至3龄时的棉株对后继取食的甜菜夜蛾幼虫存活率没有显著影响; 始终被2头/株甜菜夜蛾3龄幼虫为害的棉株上的烟粉虱3龄龄期、4龄龄期及1龄至成虫总历期显著延长（P＜0.05）, 且被害棉株对烟粉虱产卵量有极显著的影响, 而对棉株上烟粉虱的存活率无显著影响, 但各龄期存活率都稍降低。     

转Bt+CpTI基因棉花对普通草蛉幼虫捕食功能反应和搜寻效应的影响

本试验以转Bt+CpTI基因抗虫棉花SGK321与其亲本石远321为研究对象,研究普通草蛉幼虫捕食2种棉花上棉蚜的捕食功能反应和搜寻效应,旨在评价转Bt+CpTI基因棉花对普通草蛉幼虫捕食功能的影响,为转Bt基因棉花对非靶标昆虫的评价研究提供参考。结果表明,普通草蛉幼虫随龄期的增长对棉蚜的瞬时攻击率加快,普通草蛉1龄幼虫取食SGK321和石远321棉花上棉蚜的瞬时攻击率为0.045和0.044,至3龄时瞬时攻击率可达0.107和0.093,但处理和对照间差异并未达显著水平;普通草蛉幼虫对SGK321和石远321棉花上棉蚜的取食时间分别从1龄的0.984和0.992 h减少到3龄的0.130和0.125 h,但普通草蛉对2种棉花上棉蚜的处理时间差异并未达显著水平。当N₀→∞时,取食2种棉花上棉蚜的普通草蛉幼虫日最大捕食量之间亦不存在显著差异。随着棉蚜密度的增加,普通草蛉各龄幼虫对2种棉花上棉蚜的搜寻效应均呈下降趋势,即1龄幼虫由0.0239和0.0235降为0.015和0.0148;2龄幼虫由0.0479和0.0464降为0.0245和0.0242;3龄幼虫由0.0631和0.0588降为0.0207和0.0207。研究表明转Bt+CpTI基因棉花对普通草蛉幼虫捕食棉蚜的功能反应和搜寻效应没有显著的影响。     

草地贪夜蛾对金银花的取食适应性

为明确新入侵农业害虫草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda对药用植物金银花Lonicera japonica的潜在为害风险,采用室内饲养观察法比较取食玉米Zea mays和金银花叶片后草地贪夜蛾的种群特征,并采用室内生测法测定取食2种植物幼虫体内消化酶和解毒酶的活性。结果显示,草地贪夜蛾在金银花上能完成完整的世代发育。取食金银花叶片的草地贪夜蛾幼虫发育历期为24.08 d,显著长于取食玉米的幼虫发育历期（18.47 d）;取食金银花叶片的幼虫存活率为63.67%,较取食玉米叶片幼虫的存活率78.00%明显降低;取食金银花叶片的草地贪夜蛾雌、雄蛹重分别为197.98 mg和198.78 mg,显著大于取食玉米叶片时;取食金银花和玉米叶片的草地贪夜蛾成虫的繁殖力与寿命均无显著差异。取食金银花叶片的草地贪夜蛾5龄幼虫中肠中的淀粉酶、脂肪酶、胰蛋白酶、谷胱甘肽S-转移酶和细胞色素P450酶的活性均较取食玉米叶片时显著降低,但羧酸酯酶活性较取食玉米叶片时显著升高。表明草地贪夜蛾在金银花上能较好地生长发育和繁殖,这对金银花的安全生产构成潜在威胁。     

转Bt基因棉在安庆市大面积种植后害虫发生特点调查

根据调查,转Bt基因棉大面积种植后,棉铃虫、红铃虫发生减轻;棉叶螨发生加重,为害时间延长;甜菜夜蛾、斜纹夜蛾发生面积扩大,为害程度加重。据此初步提出了当地转Bt基因棉害虫防治中应注意的问题和管理对策。     

转Bt基因棉田棉铃虫对气候变暖与集约化种植的不对称响应

为明确全球气候变暖及农业集约化对转Bt基因棉田棉铃虫Helicoverpa armigera种群发生的影响,通过收集1987—2017年我国山东、河南及河北3省的棉花种植面积、棉铃虫发生面积及年平均温度,采用单因素方差分析法及广义线性模型分析比较转Bt基因棉花推广前后棉田棉铃虫种群的发生程度,分析棉铃虫的为害指数。结果显示,转Bt基因棉花推广前,山东、河南和河北3省的棉铃虫在严重发生年份的为害指数较轻微发生年份均显著增加,分别增加了1.01倍、2.03倍和69.33%;温度距平具有同样的趋势,严重发生年份的温度距平较轻微发生年份分别显著增加了1.91倍、2.33倍和2.29倍。转Bt基因棉花推广后,山东、河南和河北3省的棉铃虫在严重发生年份的为害指数较轻微发生年份仍显著增加,分别增加了1.47倍、1.92倍和1.25倍;温度距平表现出相反的趋势,轻微发生年份的温度距平较严重发生年份分别增加了2.00倍、1.94倍和2.01倍;而河南省和河北省在棉铃虫严重发生年份的棉花种植面积较轻微发生年份分别显著增加了75.94%及38.92%。表明转Bt基因棉花种植后显著改变了棉铃虫对全球气候变暖的响应,气候变暖降低了棉铃虫的为害指数,而棉花集约化种植增加了棉铃虫的为害指数。非转基因棉田的棉铃虫受自然因素的影响,转Bt基因棉田的棉铃虫受自然及人为因素的双重影响。     

转Bt基因棉和常规棉对烟粉虱生长发育和繁殖的影响

在实验室恒温和大田自然条件下，通过对转Bt基因棉国抗22和常规棉亲本泗棉3号的对比试验研究，探讨两种棉花对烟粉虱生长发育和繁殖的影响。结果表明：28℃恒温条件下，在花铃期棉花上，国抗22上的B型烟粉虱发育历期（从卵到成虫羽化）比常规棉亲本泗棉3号短17．79％、存活率高4．5％、产卵量高39．62％、雌虫寿命长12．14％、内禀增长率rm大20．18％；在苗期棉花上，国抗22上的B型烟粉虱发育历期比泗棉3号短14．14％、雌虫寿命长17．46％、rm大1．47％，存活率和产卵量差异不显著。在大田自然变温条件下，国抗22上烟粉虱发育历期比泗棉3号短13．6％。在同一品种棉花上，饲养在苗期棉花上烟粉虱的发育历期较花铃期棉花长。结果显示，花铃期棉花比苗期棉花更有利于烟粉虱的生长发育和繁殖；与常规棉亲本相比，转Bt基因棉花上烟粉虱的种群扩增速率更快。     

甜菜夜蛾卵和成虫携带核型多角体病毒对种群数量的影响

在室内分别测定了甜菜夜蛾的卵、雌蛾和雄蛾分别携带甜菜夜蛾核型多角体病毒(SeNPV)对其卵孵化率、幼虫存活率及单雌产卵量的影响。结果表明:甜菜夜蛾卵块携带SeNPV后,卵孵化率和幼虫存活率均显著下降。雌、雄蛾分别携带病毒再交尾后,对单雌产卵量、卵孵化率和幼虫的存活率也有显著影响,并且不同带毒量处理间存在显著差异,表现为带毒量越高,单雌产卵量越少、卵孵化率和幼虫存活率越低。同等带毒处理条件下,卵、雌蛾和雄蛾带毒3种处理方式对甜菜夜蛾种群数量的影响没有显著差异。说明SeNPV能通过甜菜夜蛾的卵、雌蛾和雄蛾3种虫态进行垂直传播,可以明显抑制甜菜夜蛾种群数量的增长,为昆虫性诱剂和病毒集成技术在田间的应用提供了理论依据。