转Bt cry1Ab基因水稻对稻田弹尾虫种群数量的影响

以转Bt cry1Ab基因水稻克螟稻1号(KMD1)和克螟稻2号(KMD2)及其亲本非转基因水稻秀水11(XS11)为材料,于2003年9月和翌春4月,调查了KMD1和KMD2对水稻灌浆期和收割后休田期稻田土表落叶层中弹尾虫种群数量的影响.结果表明,KMD植株表达的cry1Ab杀虫蛋白可在稻田环境中残留160 d以上;在水稻灌浆期采用吸虫器法在稻田落叶层中采集到灰橄榄长角跳虫(Entomobrya griseoolivata)和钩圆跳虫(Bourletiella christianseni)等2种弹尾虫,其中灰橄榄长角跳虫在KMD1和KMD2稻田中的种群密度显著高于XS11稻田;在水稻收割后休田期采用网袋法采集到灰橄榄长角跳虫、钩圆跳虫、球角跳虫(Hypogastrura matura)和等节跳虫(Isotoma monochaeta)等4种弹尾虫,其中转Bt基因水稻稻田中的灰橄榄长角跳虫和球角跳虫的种群密度显著高于XS11稻田,且其植株组织残体生物量损失率显著高于XS11.     

弹尾虫单克隆抗体的制备及其在捕食研究中的应用

应用杂交瘤技术制备了针对弹尾虫的单克隆抗体2F10。该抗体的效价为1.024×108,只与灰橄榄长角跳虫、球角跳虫和钩圆跳虫等弹尾虫发生强烈反应而不与稻田常见的其它昆虫和蜘蛛发生交叉反应,具有高度特异性。建立了2F10、HRP-2F10和蜘蛛样品分别稀释4000倍(34.193ng/L)、1500倍(2.4624ng/L)和50倍(50ml/individual)的抗体夹心ELISA检测系统用于检测稻田常见蜘蛛对弹尾虫的捕食作用。其检测灵敏度为1/2头灰橄榄长角跳虫(4.49μg),拟环纹豹蛛捕食1头灰橄榄长角跳虫成虫后,在25℃下猎物的可测定时间为4.5h。应用该检测系统研究了不同稻区常见蜘蛛对2F10的阳性反应率。其中狡蛛、拟环纹豹蛛、纵条蝇狮和纵条蝇虎的阳性反应率显著高于食虫瘤胸蛛、八斑球腹蛛和锥腹肖蛸。     

广西兴安转Bt水稻大田两迁害虫发生动态

以转Bt水稻华恢1号(Cry1Ac/ CryAb融合基因型,简称HH1)及其对照亲本明恢63(简称MH63)稻田两迁害虫稻纵卷叶螟和白背飞虱为研究对象,系统研究转基因抗虫水稻种植下两迁害虫的发生规律及其致害力差异.结果表明:转Bt水稻及其对照亲本上稻纵卷叶螟的落卵量和幼虫发生量无显著差异,但转Bt水稻的卷叶株率和卷叶率都显著低于对照亲本.表明转Bt水稻对靶标害虫稻纵卷叶螟具有较高抗性.转Bt水稻及对照亲本上白背飞虱若虫、成虫及整个种群的发生动态差异不显著,且转Bt水稻对长翅型和短翅型成虫的种群发生影响也不显著.白背飞虱发生高峰期,转Bt水稻上若虫及短翅型成虫发生量均明显高于对照亲本;相反,转Bt水稻上长翅型成虫发生量明显低于对照亲本,且水稻生育后期长翅型成虫雌性比明显低于对照亲本.转Bt水稻大面积商业化种植下其非靶标害虫白背飞虱的发生危害变得更为复杂.     

转Bt水稻土壤跳虫群落组成及其数量变化

以转Bt水稻恢复系"克螟稻"(Cry1Ab纯合基因型)和"华恢1号"(Cry1Ab+Cry1Ac融合基因型)以及融合基因型转Bt水稻杂交系"Bt汕忧63",及其对照亲本水稻"秀水11"、"明恢63"和"汕优63"稻田土壤跳虫类群为对象,系统研究转Bt水稻种植下土壤跳虫群落组成及其数量动态变化,以评价不同基因型和不同育种品系转Bt水稻种植下稻田土壤生态安全性。结果表明,转Bt水稻种植导致土壤跳虫个别稀有类群的消失,并显著影响半土生和真土生类群以及土壤跳虫总量,但对群落多样性、均匀度和种类丰富度等影响不显著。与对照亲本相比,Cry1Ab转Bt稻田半土生类群和土壤跳虫总量及其种类丰富度指标显著增加了54.7%、44.4%和26.7%;Cry1Ab+Cry1Ac转Bt杂交稻田球角跳属百分比和真土生跳虫数量显著增加了212.3%和180.4%。就恢复系处理而言,与Cry1Ab转Bt水稻相比,Cry1Ab+Cry1Ac转Bt水稻种植导致棘跳属、球角跳属和原等跳属百分比以及半土生跳虫数量分别显著降低了62.1%、56.7%、61.8%和43.4%,同时,显著提高了裔符跳属百分比达88.2%。就Cry1Ab+Cry1Ac融合基因型转Bt水稻而言,与恢复系相比,转Bt杂交稻种植导致球角跳属和原等跳属百分比,半土生类群和土壤跳虫总量及其种类丰富度和群落多样性显著增加了312.9%和171.6%,302.4%和233.2%,以及54.0%和26.7%,同时,显著降低了裔符跳属百分比达65.5%。     

转crylAb基因克螟稻对根际可培养细菌类群的影响

田间栽培条件下,研究了转crylAb基因克螟稻1(KMD1)、克螟稻2(KMD2)及其亲本常规晚粳秀水11(XS11)不同生育期、不同根际部位(包括根际土壤、根表面和根内)可培养细菌类群数量、组成和动态变化.结果表明,各品种不同生育期根际平均细菌数量以拔节期最多,抽穗期最少;转Bt稻KMD1和KMD2根际平均细菌数量均显著高于XS11,且根表面和根内平均细菌数量也显著高于XS11,而根际土壤中平均细菌数量则低于XS11;试验共纯化菌株303个,经鉴定归于20个属,各品种根际出现的细菌类群大多为相同属,但数量有异,其中KMD1、KMD2根际的葡萄球菌属(Staphylococcus)、棒杆菌属(Corynebacterium)和壤霉菌属(Agromyces)均显著高于XS11,而XS11根际的束毛球菌属(Trichococcus)显著高于KMD1、KMD2;群落多样性分析表明,各水稻品种根际细菌群落的优势度指数C、多样性指数H′和均匀度指数J差异均不显著,表明转crylAb基因水稻对土壤细菌群落有一定影响,与水稻生育期和根际部位有关.     

转Bt基因水稻对二化螟绒茧蜂生物学特性的影响

用转Bt基因 (cry1Ab) 水稻KMD1饲喂3龄、4龄和5龄二化螟Chilo suppressalis一定时间后, 作为二化螟绒茧蜂Apanteles chilonis的寄主,研究了转基因水稻经寄主对绒茧蜂生物学特性的影响。结果发现：KMD1处理后,三个龄期幼虫的寄生率都显著下降,其中4龄和5龄达极显著水平;3龄和4龄上的结茧率显著低于对照;蜂蛹历期均短于对照,但仅3龄差异显著;从5龄幼虫所羽化的雄蜂寿命显著短于对照;蜂茧长显著短于对照;而对卵＋幼虫期、茧块茧数、蜂羽化率及性比均无显著影响。     

转cry1Ab基因水稻对非靶标昆虫白背飞虱种群增长的影响

通过室内饲养实验及水稻氨基酸和碳、氮含量测定,比较研究了转cry1Ab水稻克螟稻 (KMD1和KMD2)与其亲本秀水11对非靶标害虫白背飞虱种群增长的影响。 结果表明,以克螟稻为食可对白背飞虱的产卵期和每雌产卵量产生一定影响。 以KMD2为食的白背飞虱的产卵期为7.6天,每雌产卵量为95.0粒,均显著低于以母本秀水11为食的白背飞虱的12.7天和167.5粒。但是,以KMD1为食的白背飞虱仅产卵期（8.6天）显著变短, 其每雌产卵量与以其母本秀水11为食的白背飞虱无显著差异。稻苗氨基酸含量分析结果表明KMD2引起白背飞虱种群生殖力显著下降可能与其游离氨基酸的总量和丙氨酸含量的显著下降以及谷氨酸含量的显著上升有关。因此,转cry1Ab水稻可对白背飞虱种群增长产生影响,但其影响因转cry1Ab水稻品种而异。     

转Bt基因水稻表达的毒蛋白Cry1Ab在害虫及其捕食者体内的积累动态

在室内对转基因水稻KMD1中的Cry1Ab毒蛋白经食物链在几种主要害虫及其捕食性天敌体内的积累进行了研究。结果表明： 无论是水稻孕穗期还是成熟期,二化螟Chilo suppressalis连续取食KMD1或取食KMD1.36 h后移至对照品种秀水11上取食不同时间后,幼虫体内的Cry1Ab含量均随取食时间延长逐渐下降。稻眼蝶 Mycalesis gotama幼虫连续取食KMD1或在KMD1上取食两天后移至秀水11上继续取食不同时间,体内的Cry1Ab含量也都随取食时间延长而下降,但下降速度较二化螟更快。取食KMD1的二化螟和稻眼蝶幼虫的粪便中均检测到较高浓度的Cry1Ab,对照组中均无Cry1Ab。取食KMD1的二化螟幼虫血淋巴中检测到Cry1Ab,含量为3.5 ng/g。取食KMD1的褐飞虱 Nilaparvata lugens、稻蚜Sitobion avenae以及饲喂取食过KMD1的二化螟或稻眼蝶幼虫的拟水狼蛛Pirata subpiraticus体内都含有一定浓度的Cry1Ab,其中,拟水狼蛛体内的CrylAb含量以饲喂取食KMD1稻眼蝶幼虫的含量最高,约为饲喂取食KMD1二化螟幼虫的60倍。这些结果表明Cry1Ab可以沿水稻害虫天敌食物链传递。     

转cry1 Ab基因粳稻对稻田节肢动物群落的影响

在将稻田节肢动物群落按营养关系分为植食类、寄生类、捕食类、腐食类和其他类等5个功能团的基础上,从功能团优势度、群落结构参数及群落相异性等方面,经2年3点的调查就2个转cry1Ab基因粳稻（Bt粳稻）品系KMD1和KMD2对稻田节肢动物群落结构的影响做了评价。结果表明：在大多数情况下,Bt粳稻与对照间各功能团优势度、群落结构参数[物种丰富度（S）、Shannon-Wiener多样性指数（H′）、均匀性指数（J）、优势集中性指数（C）]及其时间动态无明显差异;Bt粳稻与对照间植食类、寄生类、捕食类亚群落,及整个节肢动物群落的相似性也较高。综合分析认为,Bt粳稻对稻田节肢动物群落结构无明显的负面影响。     

转Bt水稻对土壤可溶性有机碳氮及微生物学性质的影响

研究了3种转Bt水稻［克螟稻（KMD）、华恢1号（HH1）和Bt汕优63（BtSY63）］及对应亲本在2年大田条件下对土壤可溶性有机碳（DOC）和可溶性有机氮（DON）及微生物学性质的影响.结果表明：测定指标均随采样时间发生显著变化.与对应亲本相比,转Bt水稻对土壤DOC、DON和微生物生物量氮（MBN）的影响不显著,而对土壤微生物生物量碳（MBC）、基础呼吸（BR）和微生物代谢熵（qCO₂）的影响在大田种植第1年某些时段达到显著水平（P<0.05）,但这种影响没有持续到第2年;3种亲本水稻土壤DOC、DON及微生物学性质差异均不显著,但相应转Bt水稻土壤MBC、BR、qCO₂差异显著,BtSY63土壤MBC和BR显著高于KMD及HH1,而qCO₂显著低于KMD及HH1.转Bt水稻2年的大田种植对土壤DOC和DON及微生物学性质的影响较小,但3种转Bt水稻之间微生物学性质的差异比亲本之间的差异大,表明长期监测可能有助于发现转Bt水稻对土壤生态系统结构和功能的影响.     

稻田氮肥施用量对黑肩绿盲蝽捕食功能的影响

在实验室条件下研究了黑肩绿盲蝽Cyrtorhinuslividipennis Reuter在不同含氮量稻株上对褐飞虱Nilaparvata lugens Stal卵和低龄若虫的捕食能力、对褐飞虱卵的捕食功能反应以及褐飞虱蜜露和水稻伤流液对其捕食 能力的影响。结果表明,黑肩绿盲蝽对褐飞虱卵和若虫的捕食量均与寄主植物的含氮量呈显著 负相关。黑肩绿盲蝽在相同氮肥施用量的稻株上连续饲养2代后对褐飞虱卵的捕食能力没有改变 。黑肩绿盲蝽对褐飞虱卵的功能反应呈Holling Ⅱ型方程,其参数瞬时发现率(a)和处置时间(T_h)只与寄主含氮量有关,而与黑肩绿盲蝽种群和褐飞虱卵的来源无关。 在高氮量稻株上黑肩绿盲蝽种群对褐飞虱卵的瞬时发现率(a)下降导致了功能反应的减弱, 而在相同含氮量稻株上黑肩绿盲蝽种群之间的捕食功能没有明显差异。黑肩绿盲蝽成虫取食水 稻伤流液和褐飞虱蜜露时寿命明显延长,取食高氮稻株的褐飞虱分泌的蜜露对延长黑肩绿盲蝽 雌成虫寿命的作用最大。但是,在高氮稻株上褐飞虱蜜露显著降低黑肩绿盲蝽的捕食能力。这 些结果表明黑肩绿盲蝽对褐飞虱自然控制作用的下降是稻田过量施用氮肥后褐飞虱种群增加的 主要原因之一。     

温度和寄主密度对雅脊金小蜂寄生和刺死米象幼虫的影响（英文）

本文通过研究雅脊金小蜂Theocolax elegans在6个不同温度梯度下对米象Sitophilus oryzae幼虫的寄生和取食能力,评价了雅脊金小蜂对米象的控制效果。雅脊金小蜂寄生米象的功能反应结果表明,在17℃～29℃的温度范围内,寄生蜂的寄主处理时间与温度成反比,从0.333天（17℃）到0.063天（29℃）。寄主搜索率也随温度变化而变化,17℃时最低（0.083头/天）,26℃时最高（1.521头/天）;当温度升高到29℃,寄主搜索率略有下降;但当温度升高到32℃,寄主搜索率明显下降。温度调节的功能反应模型表明,在26℃～29℃的温度范围内,寄生率较高。所以,在26℃～29℃时,雅脊金小蜂对米象有较好的控制效果。     

转Bt基因及其亲本水稻上褐飞虱对三唑磷和溴氰菊酯的反应

以转Bt基因抗虫水稻T1C-19(含cry1C基因)和T2A-1(含cry2A基因)及其亲本水稻MH63为材料,用20和40 mg·L^-1的三唑磷以及1、3和6 mg·L^-1的溴氰菊酯喷雾分别处理稻株上的3龄褐飞虱若虫,研究了两种农药对转Bt基因抗虫水稻上褐飞虱再猖獗的影响.结果表明： 三唑磷处理对褐飞虱的若虫历期无显著性影响,溴氰菊酯则能显著降低若虫历期,但随着两种药剂处理浓度的升高,若虫的存活率降低、成虫的产卵量增加.在同一浓度农药药剂处理下,3个水稻品种上的褐飞虱若虫发育历期、若虫存活率、初羽雌成虫体质量、产卵量和卵孵化率等生态学参数均没有显著差异.表明褐飞虱在两种转Bt水稻上对三唑磷和溴氰菊酯诱导再猖獗的反应能力与其亲本水稻MH63没有差异.     

不同配方信息素诱芯对二化螟的诱捕效果比较研究

2004年和2005年夏季在江淮稻区二化螟Chilo suppressalis性诱剂诱捕的结果表明：一种新型诱芯（其中顺-11-十六碳烯醛∶顺-9-十六碳烯醛为2∶1）对第1代二化螟的日平均诱捕量相当于二化螟标准诱芯的5倍左右,而在越冬代和第2代成虫发生期则分别相当于后者的1.5839倍和1.7474倍。二化螟诱捕量取决于顺-11-十六碳烯醛和顺-9-十六碳烯醛的比例,而与其各自的剂量或信息素总剂量无明显关系,且它们的最佳配比可能因世代夜间温度的不同而不同,二化螟标准诱芯在第1代诱捕效果下降的原因可能是两种不饱和十六醛比例不适。     

Laboratory and field assessments of prey-mediated effects of transgenic Bt rice on Ummeliata insecticeps (Araneida: Linyphiidae)

One major concern regarding the release of Bt rice is its potential impact through tritrophic interactions on nontarget arthropods, especially natural enemies. We studied the effects of two Bt transgenic rice varieties, TT9- 3 and KMD1, expressing Cry1Ab/Cry1Ac and Cry1Ab, respectively, on a predatory ground spider [Ummeliata insecticeps (B?senberg et Strand)] supplied with Bt rice-fed brown planthopper [Nilaparvata lugens (St?l)] nymphs. Although immunoassays confirmed that U. insecticeps ingested Bt insecticidal protein when supplied with Bt rice-fed N. lugens, no negative effects were found on its survival and development. Furthermore, the fecundity of U. insecticeps fed prey reared on Bt rice was not significantly different from that of those fed prey reared on non-Bt rice. A 3-yr field trial indicated that Bt rice did not significantly affect the population density of U. insecticeps in comparison with non-Bt rice. In conclusion, the Bt rice lines tested in this study had no adverse effects on the survival, developmental time, or fecundity of U. insecticeps in the laboratory or on population dynamics in the field.     

EFFECTS OF BT RICE ON THE FOOD CONSUMPTION,GROWTH AND SURVIVAL OF CHILO SUPPRESSAUS LARVAE UNDER DIFFERENT TEMPERATURES*

Abstract The Bt transgenic rice line, i.e. KMD1 containing a synthetic cry 1 Ab gene from Bacillus thuringiensis Berliner was tested in the laboratory for evaluating its effects on larval food consumption, growth and survival of striped stem borer (SSB), Chilo suppressalis (Walker) under different temperatures. The food consumption and body weight growth as well as the survival of both 3rd and 5th instar larvae fed on Bt rice were significantly reduced, as compared with those on the control. The temperature showed no marked effect on both food consumption and body weight growth of larvae fed on Bt rice stems since the onset of 3rd instar, conversely had significant effects as since the initial stage of 5th instar. In contrast, the temperature did not distinctly influence the survival of both 3rd and 5th instar larvae. There was a linearly positive relationship between the corrected mortality of larvae and the accumulative amount of Bt rice tissues ingested by larvae.     

Multi-generation effects of Bt rice on Anagrus nilaparvatae, a parasitoid of the nontarget pest Nilapavarta lugens

Little is known about the potential cumulative long-term effects of transgenic crops on nontarget organisms. In the present laboratory study, the potential cumulative effects of transgenic Bacillus thuringiensis (Bt) rice on parasitoids in successive generations were observed for an egg parasitoid, Anagrus nilaparvatae parasitizing eggs of Nilaparvata lugens (St?l) (Hemiptera: Delphacidae) feeding on Bt rice. Enzyme-linked immunosorbent assay test confirmed that Cry1Ab insecticidal protein could be detected in newly eclosed parasitoid adults. However, no significant effect on the fecundity of Anagrus nilaparvatae Pang et Wang (Hymenoptera: Mymaridae) was observed between Bt and non-Bt rice. Developmental times of both genders of A. nilaparvatae parasitizing host eggs laid in Bt (KMD1 and KMD2) rice lines were significantly prolonged from first generation to second generation, but not always prolonged from third generation to 11th generation as compared with the control rice line. Furthermore, the sex ratio of A. nilaparvatae progeny from the first generation to 11th generation in three rice lines was not significantly different. In general, our results suggested that the effect of Bt rice on this parasitoid could be negligible.     

啮齿动物及凋落物存留对天山野果林野生樱桃李种子命运的影响

2010年9月至2013年4月通过设置人工土壤种子库,研究了野生樱桃李土壤种子库的动态及啮齿动物和凋落物覆盖对种子库中种子命运的影响.结果表明: 在有取食动物扰动下,48.3%的种子萌发输出为幼苗,50%的种子被动物搬运或当场取食,4%的种子腐烂.在排除了取食动物干扰的条件下,樱桃李种子形成了短期持久的土壤种子库,3年后依然有部分种子萌发并输出为幼苗.凋落物覆盖和对照处理中,被搬运和当场取食种子的比例均显著低于清除凋落物的裸地.地表凋落物存留能减少动物搬运、取食,但不足以导致新生幼苗的大量出现,而啮齿类动物的搬运或取食是影响野生樱桃李种子命运和种子库动态的主要因素.