盐碱旱地转Bt基因抗虫棉田主要害虫及其天敌种群消长动态

【目的】近年来,我国长江流域和黄河流域棉花面积锐减,种植区域向滨海盐碱地或干旱地转移。研究盐碱旱地转基因棉田与非转基因棉田昆虫群落差异,可为盐碱旱地对转基因棉田生物影响和盐碱旱地转基因棉田害虫防治提供理论指导。【方法】在山东东营和河北枣强盐碱干旱地转Bt基因棉田分别设置常规施药田和非施药田,进行了系统的田间昆虫种群消长动态的调查和统计分析。【结果】中轻度盐碱旱地种植转基因棉花对靶标害虫棉铃虫具有较好的控制作用;与非转基因棉花相比,对其他非靶标害虫棉蚜、烟粉虱和盲蝽及自然天敌龟纹瓢虫、草间小黑蛛种群数量无显著影响,草蛉种群数量在转基因棉田低于非转基因棉田;喷施化学农药对棉铃虫幼虫和棉蚜的防治作用较好,对烟粉虱和盲蝽的防治效果年度间和试验点间有差异,对龟纹瓢虫的杀伤力较大,对草间小黑蛛和草蛉未见明显影响。【结论】盐碱旱地对棉田不同的害虫和天敌影响不同,且转基因棉田与非转基因棉田昆虫群落结构与对照棉田无显著差异。     

大豆田节肢动物群落优势种群时间生态位及营养关系分析

【目的】阐明大豆田节肢动物群落时间生态位及营养关系,为大豆害虫生态调控手段的实施提供坚实的理论依据。【方法】以大豆田节肢动物群落为研究对象,通过两年的田间系统调查分析。【结果】统计得到种类220余种,物种可分为天敌、害虫和中性昆虫3个类群,以天敌物种丰富度最高;害虫中以烟蓟马Thrips tabaci(0.36902)和大豆蚜Aphis glycines(0.13122)优势度最高,且有着较高的生态位重叠指数(0.8163),蚜小蜂Aphytis sp.和大草蛉Chrysopa septempunctata对害虫的时间生态位重叠指数很高,其他天敌如异色瓢虫Harmonia axyridis、龟纹瓢虫Propylaea japonica、黑带食蚜蝇Zyistrophe balteata和黑食蚜盲蝽Deraeocoris punctulatus等对害虫的重叠指数居中;大豆田中各类群构成错综复杂的食物网结构。【结论】综合考虑天敌的种群数量,确定捕食性天敌是控制害虫种群数量的有效天敌。研究可知不能单纯从时间生态位的重叠指数的高低来判断天敌的控制能力。     

转cry1Ab基因水稻田寄生蜂亚群落结构及其优势类群数量动态的研究

从寄生蜂的优势度、数量和时间动态等方面,对含cry1Ab基因的Bt水稻对稻田寄生蜂群落的影响作了评价。寄生蜂各科的组成与优势度的分布在Bt稻田和对照间无显著差异,但数量低于对照,其中,优势类群茧蜂数量显著低于对照。从田间动态看,仅在寄生蜂发生的高峰期,Bt稻田中的主要寄生蜂才显著低于对照。因此,Bt水稻对靶标害虫主要寄生蜂尤其是茧蜂可能具一定的负面影响。     

转Bt基因棉对非靶标害虫及害虫天敌种群动态的影响

2000～2001年,在湖北棉区系统研究了转Bt基因棉对棉田非靶标害虫及天敌种群动态的影响。试验设三个处理：转Bt化防田（使用化学农药控制害虫）、转Bt自控田（仅依靠田间自然天敌控制害虫）及常规对照棉田（利用综合防治措施控制害虫）。结果表明,在转Bt基因棉田中,除棉蓟马外,其它主要非靶标害虫（主要是刺吸性害虫）的种群发生数量呈明显的上升趋势。2000年棉蚜发生的总计值,化防田和自控田分别比常规对照田增加37.9%和71.4%,2001年则分别增加92.5%和134.9%;2000年朱砂叶螨发生的总计值,化防田和自控田分别比常规对照田增加181.1%和298.3%,2001年则分别增加69.9%和105.0%;转Bt基因棉对于斜纹夜蛾与烟粉虱这两种近几年来对棉花危害有加重趋势的害虫,在大田中没有表现出抗性。天敌的发生种类和数量也都远远高于常规对照棉田,几种主要天敌种群发生的总计值及高峰值都明显高于常规对照棉田。2000年蜘蛛类发生的总计值,化防田和自控田分别比常规对照田增加66.3%和112.1%,2001年则分别增加95.1%和111.7%;2000年龟纹瓢虫发生的总计值,化防田和自控田分别比常规对照田增加140.8%和135.4%,2001年则分别增加67.2%和109.5%;2000年在两块转Bt基因棉田中种群数量较大的大眼蝉长蝽在常规对照棉田的调查过程中没有发现,2001年在对照田中也仅记录到1头。试验表明,充分利用Bt棉田中天敌种类较丰富、种群数量较大的优势而加强生物防治,是湖北棉区转Bt基因棉田综防体系中的一个关键措施。     

转Bt基因水稻“赣绿1号”对田间节肢动物群落的影响

【目的】研究转Bt基因水稻"赣绿1号"对田间节肢动物群落的影响。【方法】以含有转cry1Ab/Ac基因水稻与常规对照为材料,2012和2013连续两年在江西南昌县开展田间试验。【结果】转Bt基因水稻"赣绿1号"田间节肢动物群落结构物种数、优势集中度、香农指数和均匀性指数与对照相比,均无显著差异;"赣绿1号"田间节肢动物5类功能团的优势度与对照田均无显著差异;"赣绿1号"田与对照田田间节肢动物群落相异性数值大多较低。【结论】转Bt基因水稻"赣绿1号"对田间节肢动物群落结构没有明显的不利影响。     

区域性景观组成对玉米苗期捕食性天敌的生态学效应

【目的】明确区域性景观组成对玉米苗期捕食性天敌的生态学效应,可为开展玉米田有害生物生态调控提供理论基础。【方法】以山东省92块玉米田为研究区域,基于玉米苗期捕食性天敌种群数量、试验点的遥感影像和土地覆盖类型分类数据,运用混合效应模型分析了耕地、居住工业交通、草地、林地、水体5种土地覆盖类型的面积比例对玉米苗期捕食性天敌种群数量的影响。【结果】共调查到3 744头捕食性天敌,其中草间小黑蛛Erigonidium graminicolum(55.29%),龟纹瓢虫Propylaea japonica(25.32%),小花蝽Orius similis(6.73%),八斑球腹蛛Theridion octomaculatum(4.01%),异色瓢虫Harmonia axyridis(3.58%)和三突花蛛Misumenops tricuspidatus(3.47%)为主要捕食性天敌。发现林地和水体生境对龟纹瓢虫的种群数量有显著的正效应,草地和水体生境对三突花蛛的种群数量有显著的正效应,水体和林地生境对捕食性天敌的总数量有显著正效应。【结论】华北农田景观中非作物生境作为捕食性天敌的资源库,在玉米苗期捕食性天敌维持中起重要作用。     

转Bt-cry1Ab玉米花粉对异色瓢虫生长发育及体内三种代谢酶活性的影响

用转Bt-cry1Ab基因玉米花粉饲喂异色瓢虫,初步研究了转基因玉米花粉对瓢虫的影响。结果显示,异色瓢虫取食混有适量蚜虫的转Bt-cry1Ab基因玉米花粉时与取食混有适量蚜虫的非转基因亲本玉米花粉时相比,各虫态发育历期没有显著差异;取食转Bt-cry1Ab基因玉米花粉对异色瓢虫的体重增加无明显影响。多数龄期内取食转基因玉米花粉的异色瓢虫体内的α-乙酸萘酯酶活性、乙酰胆碱酯酶活性以及谷光甘肽-S-转移酶活性与对照组相比没有显著差异。用酶联免疫（ELISA）方法在取食转Bt-cry1Ab基因玉米花粉的瓢虫体内未检测到Bt杀虫蛋白。转Bt-cry1Ab玉米花粉对异色瓢虫生长发育没有显著负面影响,初步证明Bt玉米MON810花粉对异色瓢虫是安全的。     

麦蚜与龟纹瓢虫在麦田的空间格局分析

【目的】为保护麦田天敌并合理利用天敌对麦蚜进行控制。【方法】通过田间网格式取样调查,应用生态位和地统计学方法研究了麦田中麦蚜及其主要天敌龟纹瓢虫Proplaea japonica的时空分布格局。【结果】麦蚜及瓢虫时间序列上的种群动态分析显示,麦田中龟纹瓢虫发生期比麦蚜滞后,麦蚜与龟纹瓢虫的种群数量动态趋势相似,种群相关系数为0.930,表明龟纹瓢虫与麦蚜种群呈明显的跟随关系。在空间上,麦蚜和龟纹瓢虫两者的生态位重叠度随着麦蚜的发生量增多而增高,最高达0.52。麦蚜与龟纹瓢虫的空间格局在时间序列上,随着种群数量改变而变化。在低种群密度下,麦蚜的半变异函数为线性模型,呈随机分布;在高密度下,麦蚜和龟纹瓢虫的的半变异函数均为指数模型,呈聚集分布。Block Kriging空间插值分析,得到二维空间插值模拟图,较好反映了麦蚜和龟纹瓢虫种群在麦田的时空分布。【结论】麦田生态系统中麦蚜与其天敌——龟纹瓢虫在时空分布上具有较强的相似性。同时研究结果提示,评价自然天敌对害虫的控害功能时,要综合分析两者的数量关系和空间分布关系及其控害功能的协同作用,才能提出可靠的防治策略。     

瓢虫种群对棉花-玉米农田景观格局的响应

本文研究了华北棉花-玉米农田景观格局中龟纹瓢虫Propylaea japonica(Thunberg)和异色瓢虫Harmonia axyridis(Pallas)种群动态,发现农田景观格局中作物类型(棉花与玉米)对两种瓢虫种群密度动态有显著的影响,两种天敌瓢虫都趋向在玉米斑块上栖息。两种瓢虫在棉花斑块上呈现出时间分化,其中龟纹瓢虫在棉花种植的前中期种群密度较大,后期较少;而异色瓢虫在棉花前中期种群密度较少,后期较多,表明农田景观中种植玉米有利于增强瓢虫对棉花害虫的控制作用。进一步的研究表明,农田景观系统中玉米斑块所占的面积比对龟纹瓢虫和异色瓢虫种群密度均产生显著影响。这说明在农田景观系统中开展区域性生态调控的时候,需要考虑到各类斑块组合的面积比例,从而有利于增强多种天敌昆虫的协调控害作用。     

马铃薯-大豆、玉米-大豆邻作对大豆田主要刺吸式害虫以及其他害虫的种群动态影响

【目的】大豆蚜Aphis glycines(Matsumura)是危害我国大豆产量的重要刺吸式害虫,茄无网蚜Acyrthosiphon solani(Kaltenbach)是近年来在大豆田发生逐渐呈上升趋势的刺吸式害虫,蚜虫的发生动态严重影响大豆的产量和品质,本试验调查了马铃薯-大豆、玉米-大豆邻作种植模式对大豆田刺吸式害虫及其他主要害虫的种群动态的影响,为精准使用农药防控蚜虫提供依据。【方法】采用系统调查的方法,研究大豆田刺吸式害虫以及天敌的种群动态,在哈尔滨香坊农场进行马铃薯-大豆、大豆-玉米邻作的种植模式,对其大豆田中大豆蚜、茄无网蚜等刺吸式口器的害虫及天敌动态发生数量进行调查。【结果】2014年与2015年玉米-大豆、马铃薯-大豆种植模式的大豆田中的大豆蚜数量明显低于对照田,2014年玉米-大豆差异更显著,2015年马铃薯-大豆差异性显著。2014年与2015年玉米-大豆、马铃薯-大豆邻作种植模式的大豆田中的茄无网蚜数量显著低于对照田。而2014年8月温度低于2015年虫量相对高于2015年,虫量高时天敌总群动态也相对较高,达到调控作用。【结论】玉米-大豆、马铃薯-大豆邻作种植模式能够起到减少大豆蚜和茄无网蚜的为害的作用,并能够减少农药的使用量。     

转Bt水稻对捕食性天敌黑肩绿盲蝽种群动态的影响

【目的】为研究转Bt水稻对其非靶标害虫稻飞虱的主要捕食性天敌黑肩绿盲蝽Cyrtorhinus lividipennis种群发生动态的影响。【方法】本研究以cry1Ac/cry1Ab融合基因型转Bt抗虫水稻"华恢1号"及其对照亲本"明恢63"为供试水稻,于2011、2012和2013连续3年在广西兴安县"转基因水稻试验基地"开展大田试验。【结果】与对照亲本稻田相比,转Bt水稻稻田黑肩绿盲蝽种群发生量有增加趋势,且在2012年出现极显著差异。此外,就被捕食者褐飞虱Nilaparvata lugens和白背飞虱Sogatella furcifera而言,无论在水稻品种,年份还是两者交互作用之间都存在极显著差异;而就两种稻飞虱总量而言,只在不同年份间存在极显著差异,在水稻品种及两者交互作用间不存在显著性差异。进一步通过相关分析表明,2011—2013连续3年黑肩绿盲蝽与褐飞虱、白背飞虱和两者总虫量之间均存在极显著正相关关系。【结论】转Bt水稻稻田捕食性天敌黑肩绿盲蝽的数量较大,这与非靶标害虫褐飞虱和白背飞虱种群发生量较大有关。     

Bt水稻对褐飞虱及其二种天敌种群动态的影响

【目的】评价转cry1Ab/Ac基因抗虫水稻(华恢1号,HH1)对非靶标害虫褐飞虱Nilaparvata lugens(St?l)及其2种天敌(蜘蛛和黑肩绿盲蝽Cyrtorhinus lividipennis)种群发生动态的影响。【方法】试验分HH1处理组、亲本明恢63(MH63)组2个处理,每个处理设置3块试验田,定期调查不同处理田块内的褐飞虱及其2种天敌蜘蛛和黑肩绿盲蝽的数量。【结果】转基因水稻HH1对褐飞虱、蜘蛛和黑肩绿盲蝽的种群动态有一定程度的影响,但整个水稻生育期的试验结果显示,与亲本对照水稻MH63相比,转基因抗虫水稻HH1对上述3种非靶标昆虫均无显著差异。【结论】转cry1Ab/Ac基因水稻HH1的种植不会对褐飞虱及蜘蛛、黑肩绿盲蝽产生负面影响。     

转Cry1Ac+CpTI基因棉对棉田害虫及其天敌种群动态的影响

002年在河北省南皮县对转Cry1Ac+CpTI基因棉（SGK321）棉田害虫及其天敌种群动态的研究结果表明,SGK321棉田及其亲本对照棉（石远321）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。但在5月23日至9月16日的24次调查中,SGK321棉田的5 种主要害虫棉铃虫、棉蚜、绿盲蝽、棉粉虱、小绿叶蝉的总数量分别较其亲本石远321棉田降低89.5%、64.5%、21.8%、15.6%和33.7%。SGK321棉田龟纹瓢虫和中华草蛉的种群总数量分别比石远321棉田增高34.0%和9.1%,但异色瓢虫、小花蝽、异须盲蝽、蚜茧蜂和蜘蛛类的种群数量分别降低28.6%、6.5%、43.1%、44.7%和14.0%。主要害虫和天敌种群动态的监测表明,棉蚜、小绿叶蝉和棉粉虱的发生高峰期分别为7月中下旬,8月下旬至9月中旬,8月下旬至9月上、中旬。在三者的高峰期内,SGK321棉田的种群数量基本上低于对照田。龟纹瓢虫的发生高峰期为7月上旬到8月上、中旬,且SGK321棉田的种群数量高于对照田。研究表明, SGK321在对棉铃虫具有很好抗性的同时,对棉蚜、棉粉虱、绿盲蝽、小绿叶蝉等非靶标害虫的发生也有一定的抑制作用;SGK321棉田龟纹瓢虫和中华草蛉的种群数量增加,其他主要天敌的数量则有所降低,表明SGK321对某些天敌种类的种群动态存在不利影响。     

转Bt基因棉田节肢动物群落营养层及优势功能团的组成与变化

1998年在河北南皮棉区转Bt基因棉棉田和常规棉综防田的生物群落变化的研究表明,与常规棉综防田相比,转Bt基因棉棉田的节肢动物种类增加30.7%,功能团多样性增加66.9%,天敌类和中性节肢动物类的丰富度分别增加97.6%和158.0%,害虫类的丰富度减少45.7%。就功能团的种群数量来看,主要害虫棉铃虫、蚜虫和蓟马种群数量分别减少98.9%、69.0%和72.6%;而次要害虫害蝽、粉虱、叶蝉类昆虫的种群数量分别增加了2.2、3.2和14.8倍,棉花生长中期,转Bt基因棉棉田中的基位物种丰富度大于中位和顶位物种;常规棉田中的差异则更大,出现天敌控制“空缺”。综合分析表明,转Bt基因棉棉田生态系统比常规棉综防田稳定;转Bt基因棉棉田的中性节肢动物和次要害虫在害虫－天敌的营养链中起到了重要的调控作用。     

麦长管蚜及其天敌的种群发生和食物网分析

【目的】麦长管蚜Sitobion avenae是我国冬小麦产区的重要害虫,为明确小麦-油菜间作(简称:麦油间作)和小麦-大蒜间作(简称:麦蒜间作)田中麦长管蚜及其天敌的种群发生动态,进而为麦田天敌资源的可持续利用和小麦害虫的生态控制提供依据。【方法】本文研究了不同间作方式下,麦长管蚜及其主要自然天敌的种群发生特点,并尝试采用数量食物网的分析方法,描述和分析了不同营养阶层的互作关系。【结果】在调查期内,麦油间作田和麦蒜间作田中麦长管蚜无翅蚜的种群密度在小麦灌浆期显著低于单作田;麦油间作田中有较高的瓢虫种群密度,而寄生蜂的种群密度在小麦抽穗扬花期显著高于单作田和麦蒜间作田;麦蒜间作田有翅蚜的种群数量显著高于单作田和麦油间作田,而对瓢虫和蚜茧蜂的种群数量变动无明显影响。数量食物网分析表明,除草蛉类和食蚜蝇类外,其他同一种类的天敌类群,对3种间作方式下麦长管蚜的控制贡献率差别不大。【结论】麦油间作和麦蒜间作能够提高麦蚜主要天敌的种群数量,进而控制麦长管蚜的危害。     

转cry1Ab/1Ac,cry1C,cry2A基因水稻对田间稻纵卷叶螟及其捕食类天敌的影响

在转Bt基因水稻商业化之前需要评价其对靶标害虫及其天敌的影响.本研究连续2年在3个地点调查了3种转Bt水稻材料和非转基因水稻田间稻纵卷叶螟为害情况,稻纵卷叶螟及其4种捕食类天敌的种群密度、相对丰富度和种群动态.结果表明,水稻材料对卷叶率和稻纵卷叶螟幼虫种群密度有显著影响.非转基因水稻田间卷叶率显著高于3种转Bt基因水稻田.在调查期间,不同地点3种非转基因水稻田间稻纵卷叶螟幼虫的种群密度以及它在植食类功能团内的相对丰富度均显著高于3种转Bt基因水稻田.水稻材料、水稻材料×调查日期、水稻材料×调查年份、水稻材料×调查日期×调查年份对稻纵卷叶螟幼虫的种群动态均有显著影响.但是,3种转Bt基因水稻材料和非转基因水稻田间4种捕食类天敌的相对丰富度、种群密度以及种群动态基本没有显著差异.从上述结果可推论,转Bt基因水稻中的Bt蛋白能明显抑制稻纵卷叶螟的发生,但对4种捕食类天敌没有显著影响.     

Cry2Ab蛋白对龟纹瓢虫的安全性研究

【目的】转基因作物对非靶标昆虫的影响是转基因作物环境安全评价的重要内容,研究Cry2Ab蛋白对龟纹瓢虫的影响,对转基因作物的环境安全评价具有重要意义。【方法】采用实验动物学、分子生物学等方法,研究Cry2Ab蛋白对龟纹瓢虫发育历期、成虫体重、雌雄比例及体内氨基酸种类和含量的影响。【结果】与蔗糖对照组相比,Cry2Ab蛋白对龟纹瓢虫不同龄期的发育历期、成虫体重和雌雄比例均无明显差异,对体内氨基酸种类和含量也没有显著差异。【结论】Cry2Ab蛋白对龟纹瓢虫的生长发育及代谢无显著影响。     

Bt水稻对田间非靶标害虫种群动态的影响

以转cry1Ab/cry1Ac基因水稻汕优63(以下简称汕优63/Bt)为材料,亲本汕优63(以下简称汕优63/CK)为对照,在田间自然感虫条件下研究汕优63/Bt对稻田几种非靶标害虫种群消长动态的影响。结果表明,汕优63/Bt上稻苞虫Pelopidas mathias(Fabricius)和稻眉眼蝶Mycalesis gotamaMoore幼虫数量都显著低于对照品种,但汕优63/Bt对稻苞虫的毒性强于稻眉眼蝶。汕优63/Bt上稻飞虱(白背飞虱Sogatellafurcifera(Horvath)和褐飞虱Nilaparvatalugens(Stal))混合种群数量通常与对照品种基本一致,在少数调查时间显著高于对照品种。相反,除少数调查时间与对照品种没有显著差异外,稻叶蝉(黑尾叶蝉Nephotettixcincticeps(Uhler)和二点黑尾叶蝉N.viriscens(Distant))混合种群数量通常显著高于对照品种。稻飞虱和叶蝉成为汕优63/Bt上的主要害虫。     

应用肠道内含物定量评价天敌捕食作用的方法

【目的】自然天敌在农田生态系统中发挥着重要的生物功能,明确捕食性天敌对害虫猎物的控制能力是充分发挥天敌控制作用的前提。【方法】本文基于肠道内含物分子检测方法,以华北花生与玉米组成的微景观系统中的花生/玉米-花生蚜-龟纹瓢虫为研究主线,对龟纹瓢虫Propylaeajaponica肠道内含物进行了分子检测。【结果】结合室内和大田取样两种途径,通过测定龟纹瓢虫肠道内含物中花生蚜的阳性检出率,显示龟纹瓢虫体内检测到花生蚜的扩增,阳性检出率最高时达到26.25%。【结论】基于天敌肠道内含物的分子标记技术可作为定量评价田间实际天敌控害作用的有效方法之一,玉米作为功能植物(作物)可通过涵养天敌瓢虫实现对花生蚜的控制作用。     

转Btc-ry1 Ah基因玉米花粉对龟纹瓢虫解毒酶和中肠蛋白酶活性的影响

研究了取食转Bt-cry1Ah基因玉米花粉对龟纹瓢虫Propylaea japonica（Thunberg）体内解毒酶和中肠蛋白酶活性的影响。利用饲喂结合比色方法,比较龟纹瓢虫取食转Bt-cry1Ah基因玉米花粉和非转基因玉米花粉后体内α-乙酸萘酯酶、乙酰胆碱酯酶、谷胱甘肽-S-转移酶、中肠总蛋白酶、类胰蛋白酶和类胰凝乳蛋白酶的酶活性。结果发现：在解毒酶方面,取食Bt玉米花粉的龟纹瓢虫4龄幼虫和蛹的α-乙酸萘酯酶活性显著低于取食非Bt玉米花粉的龟纹瓢虫（对照组）,取食Bt玉米花粉的龟纹瓢虫的乙酰胆碱酯酶和谷胱甘肽-S-转移酶活性在各个发育时期与对照相比均无显著差异。在中肠蛋白酶方面,与对照组相比,取食Bt玉米花粉的龟纹瓢虫的总蛋白酶和强碱性类胰蛋白酶活性在各个发育时期均无显著差异;但取食Bt玉米花粉的龟纹瓢虫的弱碱性类胰凝蛋白酶和类胰凝乳蛋白酶活性在蛹期显著低于取食非Bt玉米花粉的龟纹瓢虫。由此可见,龟纹瓢虫取食含有Cry1Ah杀虫蛋白的玉米花粉后,体内代谢解毒酶和中肠蛋白酶与Cry1Ah杀虫蛋白相互作用,可能会引起某些酶活性的变化。因此,转cry1Ah基因玉米花粉对龟纹瓢虫的潜在影响还需要进一步的研究。