转基因棉田节肢动物群落结构与动态

2002年在河北省南皮县,以亲本常规棉(石远321)棉田为对照,对转CryC1Ac CpTI基因的双价抗虫棉(SGK321)棉田的节肢动物群落、害虫及其天敌的种群动态进行了系统研究,结果发现:SGK321棉田的功能团种类与常规棉田基本相同,两者节肢动物多样性差异并不显著,物种多样性指数分别为0.975和0.967。但SGK321棉田节肢动物总数量比常规棉田降低了53.9%,其主要原因是基位物种数量显著减少;SGK321棉田与其亲本对照棉田的害虫和捕食性天敌的种类基本相同,但数量差异较大。SGK321对靶标害虫具有很好的抗性,与对照棉田相比,棉铃虫种群数量减少了89.5%。SGK321对棉蚜、棉粉虱、绿盲蝽、小绿叶蝉等非标靶害虫的发生也具有一定抑制作用,其种群数量比对照棉田分别降低了64.5%,15.6%,21.8%和33.7%。SGK321棉田龟纹瓢虫和中华草蛉的种群数量分别比对照增加34.0%和9.1%,但异色瓢虫、小花蝽、异须盲蝽、蚜茧蜂和蜘蛛类等其他主要天敌的数量则分别降低28.6%,6.5%,43.1%,44.7%和14.0%。由此表明:双价抗虫棉SGK321在对棉铃虫具有较好抗性的同时,对棉田主要非标靶害虫也都有一定抑制作用,对某些天敌种类的种群存在不利影响,但对棉田节肢动物多样性动态没有显著影响。     

我国转基因抗虫棉研究与应用

我国转基因抗虫棉研究起步于20世纪90年代,1992年人工合成了GFMcrglAcryBt基因,1995年研制成功了CrylA+CPTI双价抗虫基因,并相继育出了单价、双价和杂交抗虫棉新品种。转Bt基因抗虫棉不同生育阶段,不同部位对棉铃虫的抗性不同。对3龄以上的棉铃虫毒死率明显下降。转Bt+CPTI抗虫棉与转Bt基因抗虫棉有相似的抗虫性,但抗虫具有广谱性,且对大龄棉铃虫的杀伤效果显著高于Bt基因抗虫棉。转基因抗虫棉已推广应用847万hm²,累计创社会经济效益220多亿元。     

转双价基因抗虫棉对棉铃虫的抗虫性及时空动态

室内研究了转双价基因(CryIAc+CpTI)抗虫棉6种不同组织器官对棉铃虫不同龄期幼虫的抗虫性及时空动态、对棉铃虫幼虫生长发育及营养效应的影响。结果表明,除棉叶外,转双价基因抗虫棉的棉蕾、棉苞叶、花蕊、花瓣和棉铃的抗虫性均好于转单价基因抗虫棉,特别是对高龄幼虫的抗虫性增强;棉叶的抗虫性呈明显的时空动态,而上述其它组织器官抗虫性较为稳定。取食转双价基因抗虫棉后,棉铃虫幼虫的体重和蛹重明显降低,幼虫和蛹的历期延长,化蛹率和羽化率明显降低,成虫寿命缩短;幼虫的相对取食速率和近似消化率明显降低,相对代谢速率明显升高。     

双价基因(Bt+CpTI)抗虫棉对棉铃虫的杀虫活性及抑制生长作用

比较了转 Bt+ Cp TI双价基因抗虫棉 (双价棉 )与转 Bt单基因棉 ( Bt棉 )对棉铃虫不同Cry1 Ac抗性种群杀虫活性的时间动态和对不同龄期幼虫的抑制生长作用。结果表明 ,双价棉叶对棉铃虫的杀虫活性于 6月底最高 ,7月底和 8月下旬逐渐下降 ,高于同期测定的 Bt棉的杀虫活性。双价棉对棉铃虫抗性种群 2～ 5龄幼虫的死亡率、存活幼虫体重、化蛹率和成虫羽化率等生长发育的影响 ,均显著高于 Bt棉。用 Bt棉叶连续饲养不同龄期抗性棉铃虫 ,2龄幼虫就可部分化蛹和羽化 ,而用双价棉饲养 ,5龄以下幼虫不能化蛹和羽化 ,表明双价棉对抗性棉铃虫具有较强的抗虫性。     

转基因抗虫棉种植面积减少 花生田棉铃虫种群数量上升

正棉铃虫是花生田主要害虫之一。转基因抗虫棉全面推广后,棉铃虫种群(包括棉田、花生田、玉米田)得到有效控制。但近年来,随着转基因抗虫棉种植面积逐年下降,花生田棉铃虫种群呈现逐年上升趋势。山东省植保科技人员近期通过调查山东省花生主产区(非棉区)龙口、招远、莱阳、文登等四个县级市花生田棉铃虫成虫、卵量、幼虫量等的发生情况,分析了棉铃虫发生面积及种     

转基因抗虫棉抗虫性状的遗传研究

转 Bt基因抗虫棉新棉 33B和 GK- 1 2对棉铃虫具有显著的抗性。盛蕾期饲喂抗虫棉株系72 h后 ,初孵棉铃虫幼虫死亡率分别为 86.8%、75 .1 % ,对照 TM- 1、泗棉 3号、苏棉 1 2号三个常规品种 (系 )初孵幼虫死亡率分别为 1 0 .9%、1 3.9%、9.2 %。转 Bt基因抗虫棉的杂种一代能明显延缓棉铃虫的发育进程。饲喂新棉 33B、GK- 1 2与常规品种 (系 )的杂种一代 72 h后 ,存活幼虫以1龄虫为主 ,分别占 92 .4%、85 .1 % ,并有少量 2龄幼虫。而同批次对照苏棉 1 2号和泗棉 3号以 2龄虫为主 ,分别占 89.6%、86.8% ,并有少量的 3龄虫出现。以抗虫棉与常规棉杂种 F1叶片饲喂棉铃虫 ,其发育进度较取食对照品种的延缓 1个龄期。转 Bt基因抗虫棉抗虫性状的遗传是受一对显性基因控制的。 Bt基因是以单一位点的方式整合到棉花基因组 ,不存在多位点的整合方式     

不同类型棉田棉铃虫自然种群生命表比较研究

1998年在河南安阳植棉区对麦套春棉和平作春棉两种类型棉田二、三代棉铃虫自然种群进行了系统观测,并组建了相应的生命表。麦套春棉和平作春棉二代棉铃虫世代存活率分别为0．092％和0．105％,均低于相应的三代(分别为0．465％和0．450％)。麦套春棉和平作春棉二代棉铃虫自然种群趋势指数Ⅰ分别为0．2946和0．3376,均低于相应第三代(分别为2．9123和2．8318)。麦套春棉二代棉铃虫世代存活率和种群趋势指数均低于同代的平作春棉,而麦套春棉三代棉铃虫世代存活率和种群趋势指数则高于同代的平作春棉。天敌捕食和气候因子是影响两类棉田二、三代棉铃虫自然种群数量变动的关键因素。麦套春棉二代棉铃虫发生期,捕食性天敌发生量较大,棉铃虫自然种群数量较平作春棉减少幅度大;平作春棉三代棉铃虫发生期,棉铃虫自然种群数量较麦套春棉田减少幅度大。     

大田抗虫棉不抗虫的原因及其预防对策

棉花害虫是棉花种植业发展的最大障碍.近几年来,棉铃虫危害呈上升趋势,而且日趋严重,危害范围越来越广,部分棉区因棉铃虫危害造成严重减产,有的棉田甚至绝收.在棉铃虫大发生地区种植抗虫棉能省工省时,降低生产成本,保护生态环境,农民增产增收.种植抗虫棉已在全国各地广泛推广应用,受到棉农欢迎,已成为广大棉农的共识.但是抗虫棉整个生长季节生长良好,在田间却发现有的抗虫棉不抗虫,仍有棉铃虫危害,而且有的棉株上棉铃虫和其他害虫还十分严重.现就大田抗虫棉不抗虫的原因及其预防对策作一论述.     

中国北方棉区转基因抗虫棉对棉苗蚜及其两种天敌的影响（英）

2001年田间小区试验研究了转Bt基因棉和转双价基因(Bt+CpTI)棉对棉苗蚜及其天敌种群动态的影响;室内研究了转基因抗虫棉对两种棉蚜天敌的生物学影响.结果表明,转基因抗虫棉对棉蚜种群数量的影响不明显,未达显著水平.单作转基因棉田棉蚜发生期比麦套棉田提前5天左右,发生数量是麦套棉田的1.6倍,表明麦棉套作可有效的控制苗蚜的为害.室内研究表明,异色瓢虫对用Bt棉处理的的棉蚜的捕食量比对照增加22.0%,棉蚜茧蜂对用Bt棉处理的棉蚜的寄主率降低23.5%.     

转基因抗虫棉对棉蚜生长发育和繁殖的影响

以常规棉泗棉3号上饲养10代的棉蚜作为虫源,以其亲本为对照,在室内分别研究了转单、双价基因抗虫棉对棉蚜的短期影响,及单价抗虫棉对棉蚜的长期效应。结果发现,单价抗虫棉GK12和双价抗虫棉SGK321在短期内对棉蚜生长发育、繁殖和生命表参数无显著影响。在抗虫棉上取食1代的棉蚜,各龄发育历期、成虫寿命、产仔数和产仔历期、内禀增长率、净增长率、平均发育历期等和取食亲本的棉蚜之间均无显著差异。在GK12上取食37代的棉蚜与取食亲本常规棉泗棉3号和在GK12上取食1代的棉蚜之间以上各指标也无显著差异。可见,单价抗虫棉GK12和双价抗虫棉SGK321在短期内对棉蚜的生长发育和繁殖均无显著影响,GK12在长期内对棉蚜也未产生显著影响。     

Effects of Leaf Position of Transgenic Cotton on the Population Growth of Spodoptera exigua in the Early Growth Stage

[Objective] Cotton has recently become one of the main hosts of Spodoptera exigua (Hübner), a moth species that damages the leaves of plants. With the widespread application and popularization of transgenic insect-resistant cotton, it is essential to understand the significance of leaf position on the population growth of S. exigua to effectively manage this pest. Leaf position was determined by the preference of this pest for the upper and middle leaves of cotton. [Method] To study the effects of different leaf positions on S. exigua population growth, we used three different kinds of transgenic cotton (transgenic cry1A cotton GK12, transgenic cry1Ac cotton Nu COTN 33B, and transgenic cry1A+CpTI cotton SGK321). We tested these three transgenic cotton varieties alongside their corresponding parental non-Bt transgenic cotton varieties (Simian 3, DP5415, and Shiyuan 321) as controls, respectively. We describe our results in the form of a population life table. [Result] (1) GK12 and SGK321 had an inhibitory effect on S. exigua, which exhibited some differences with the change of feeding position. The population trend index was substantially larger than 1. (2) Although there was an influence on the growth and reproduction of S. exigua after feeding on different leaf positions of the same transgenic cotton, the results show no apparent trend of change among leaf positions. (3) The population index of S. exigua that fed on Nu COTN 33B and SGK321 showed a lower tendency than that on conventional cotton varieties, but there was no significant difference between the population index for the S. exigua that fed on GK12 and Simian 3. [Conclusion] The population growth of the S. exigua that fed at different leaf positions on the three varieties of transgenic cotton increased throughout the experiment. This continuous population growth indicates that the transgenic cotton crops require additional management actions to control of the pest species, S. exigua.     

转基因棉对棉蚜生长发育及其主要代谢物质含量的影响

近年来,转基因棉田非靶标害虫种群数量呈明显的上升趋势,棉蚜是转Bt(Bacillus thuringiensis)基因棉田发生危害较严重的非靶标刺吸性害虫之一.在实验室内,棉蚜分别用转Bt基因棉和亲本常规棉饲养40代以上,采用酶联免疫法( ELISA)检测转Bt基因棉SGK321上棉蚜体内的Bt蛋白含量,研究转Bt基因...     

棉花不同类型品种苗期耐盐性差异研究

为比较鉴定转基因抗虫棉品种与普通陆地棉品种的耐盐性差异,指导耐盐抗虫棉品种选育,以双价抗虫棉品种SGK321和普通陆地棉品种‘石远321’(SY321)为材料,利用不同盐分含量砂培和土培试验研究它们苗期的耐盐相对指标和某些耐盐理化指标变化。结果表明,在盐(NaCl)胁迫下,SGK321棉苗叶片的丙二醛和Na+含量均高于SY321,而游离脯氨酸、可溶性糖、类胡萝卜素、K+、叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b含量、过氧化物酶活性、K+/Na+值、净光合速率及各项耐盐相对指标均低于SY321,耐盐综合指标低10.3%,差异显著。总体上,SGK321苗期的耐盐性明显低于SY321。表明选用耐盐性强的亲本并注重耐盐性选择是培育耐盐抗虫棉品种的有效途径。     

转CrylAC及CrylAC+CpTI基因对棉花上绿盲蝽2种消化酶活性及海藻糖含量的影响

 以转基因棉国抗22,sGK321及其亲本棉泗棉3号、石远321为材料,研究了上述4种寄主上绿盲蝽淀粉酶、蛋白酶活性及海藻糖含量。结果表明：与亲本棉相比,2种转基因棉绿盲蝽若、成虫淀粉酶、蛋白酶活性和海藻糖含量均值较高,且若虫淀粉酶活性、成虫海藻糖含量在转基因棉国抗22和其亲本棉泗棉3号之间差异显著;同一品种棉花上成虫的淀粉酶、蛋白酶活性和海藻糖含量均高于若虫,并差异极显著。绿盲蝽若、成虫淀粉酶、蛋白酶活性及海藻糖含量在转基因棉及其亲本棉上的频率分布高峰基本一致;但与亲本棉花相比,2种转基因棉所测指标在低区间段分布较少,在高区间段分布较多。     

转Bt基因棉田害虫和天敌组成及优势类群时序动态

在系统调查棉田节肢动物的基础上,就长江流域下游棉区种植转Bt基因棉对棉田害虫和天敌组成、数量以及时序动态的影响进行了分析。结果表明,转Bt基因棉田和常规棉田基本接近,均以棉蚜为害虫优势种,天敌优势种为草蛉、龟纹瓢虫、三突花蛛。按照营养关系分析表明,转Bt基因棉田和常规棉田均以植食性类群在营养层中占绝对优势,其次是捕食性天敌类群,而寄生性天敌较少;刺吸类害虫是植食性害虫的优势功能集团,瓢虫类、蜘蛛类和草蛉类为优势捕食性类群。转Bt基因棉能够显著减少棉田鳞翅目等靶标害虫类群的发生,而对其它非靶标害虫如刺吸类害虫以及棉田天敌发生没有显著影响。     

转Bt基因棉抗棉铃虫鉴定技术及抗性表示方法研究

1997～1998年通过接幼虫和即将孵化的卵,进行转Bt基因棉室内鉴定技术及表示方法研究。结果表明,以接即将孵化的卵粒,4d后观测其取食情况最为简便准确,根据试验结果拟定检测分级标准,提出利用抗虫指数计算各抗虫棉群体抗性,依此可以量化地表示转Bt基因棉的抗虫性。     

转双价基因(Bt+CpTI)棉种植对根际土壤微生物群落功能多样性的影响

为了研究转基因棉花种植对其根际土壤微生物群落功能多样性的影响,采用Biolog方法对不同生育期转双价(Bt+CpTI)基因棉SGK321及其亲本常规棉‘石远321’根际土壤微生物的单一碳源利用水平进行比较分析。结果表明,苗期、蕾期转双价棉土壤微生物群落平均吸光值(AWCD)显著高于常规棉,而花铃期、吐絮期显著低于常规棉。2种棉花根际土壤微生物群落丰富度指数(H)和优势度指数(D)随棉花生长时期的不同而有所不同,均匀度指数(E)4个时期转双价棉与亲本常规棉间无显著差异。主成分分析结果表明,转双价棉苗期、花铃期与常规棉苗期、蕾期土壤微生物群落碳源利用类型相似,转双价棉蕾期与常规棉花铃期土壤微生物碳源利用类型相似。对不同碳源的分析结果表明土壤微生物利用的主要碳源为：糖类、氨基酸类、羧酸类、聚合物类。