转基因棉花主要靶标害虫的抗性发展及抗性治理策略研究

转基因棉花的大面积种植有效的控制了棉铃虫Helicoverpa armigera、红铃虫Pectinophora gossypiella 等靶标害虫的危害,然而抗性监测结果显示,转Bt基因棉田的棉铃虫耐受性正逐年提高,抗性问题已成为影响持续利用转Bt基因棉花的主要因素,发展新的转基因棉花势在必行.新的基因或蛋白的选择应以对靶标害虫高效、不易产生抗性,且与现在广泛应用的基因或蛋白无交互抗性为原则.本文综述了转Bt基因棉花的主要靶标害虫对Bt抗性的研究进展,及其与新抗虫转基因棉花的关系,并讨论了抗性治理策略的发展历程.     

Bt棉花害虫综合治理研究前沿

自1996年以来,全球Bt(Bacillus thuringiensis)棉花应用规模迅速增长,目前已占棉花种植总面积的60%左右,主要种植国家包括美国、澳大利亚、中国、印度和巴基斯坦等。大量研究表明,Bt棉花的大面积种植有效控制了多种靶标害虫的发生危害,从而大幅度减少了化学杀虫剂的使用量;化学杀虫剂的减少使用导致一些非靶标害虫的发生危害明显加重。针对Bt棉花生产中呈现出的害虫新问题,各国分别发展了由农业防治、生物防治、化学防治等不同措施构成的防控技术体系。     

Advance in insect pest management in Bt cotton worldwide

自1996年以来,全球Bt(Bacillus thuringiensis)棉花应用规模迅速增长,目前已占棉花种植总面积的60％左右,主要种植国家包括美国、澳大利亚、中国、印度和巴基斯坦等.大量研究表明,Bt棉花的大面积种植有效控制了多种靶标害虫的发生危害,从而大幅度减少了化学杀虫剂的使用量;化学杀虫剂的减少使用导致一些非靶标害虫的发生危害明显加重.针对Bt棉花生产中呈现出的害虫新问题,各国分别发展了由农业防治、生物防治、化学防治等不同措施构成的防控技术体系.     

绝育昆虫与转基因棉花合灭虫害

美国亚利桑那州的农民联合使用了转基因棉花和数十亿只不育的棉红铃虫,从而几乎从田间消灭了它们。这些农民已经种植了几年的Bt棉花。这种棉花接受了遗传改造,从而产生能杀死棉红铃虫的Bt毒素。棉红铃虫是一种严重的棉花害虫。Bt棉花把这种害虫的数量减少到了原来的百万分之一。     

转历基因棉花对刺吸式口器害虫种群的影响

综述了转Bt基因棉花对棉田刺吸式口器害虫的影响,并从棉田生态、棉花生理和昆虫生理等方面分析了转Bt基因棉田刺吸式口器害虫种群上升的原因。     

转Bt基因棉花对刺吸式口器害虫种群的影响

综述了转Bt基因棉花对棉田刺吸式口器害虫的影响,并从棉田生态、棉花生理和昆虫生理等方面分析了转Bt基因棉田刺吸式口器害虫种群上升的原因.     

棉铃虫对转Bt基因抗虫棉花的抗性机制及治理

棉铃虫是危害棉花最严重的害虫之一. 作为生物技术产品, 转Bt杀虫基因棉花产生的Cry毒素对棉铃虫有高效毒杀作用. Bt棉花已在世界范围内商业化种植, 通过有效控制棉铃虫种群数量, 而显著减少了化学农药的用量. 尽管没有发现棉铃虫田间种群对Bt棉花产生高水平抗性, 但室内持续筛选已培育出多个高水平抗性品系, 表明存在棉铃虫对Bt棉花产生抗性的风险. 鉴于棉铃虫对Bt棉花产生抗性可能对Bt棉花利用价值的影响, 国内外近10年来对此进行了系统深入地研究. 本文综述了棉铃虫对Bt棉花抗性的生物化学和分子机制、抗性治理与监测技术的最新研究进展, 并分析了中国、澳大利亚和印度等国家棉铃虫对Bt棉花的抗性治理策略.     

ISAAA信息

BT棉花保护近邻作物免受害虫危害 中国农业科学院的科学家发现,表达了Bt蛋白的转基因棉花不仅能降低自身害虫的种群数量,同时还能减少附近非转Bt作物的害虫数量。他们的研究成果刊登在近期的Science杂志上。     

转Bt基因棉花生态风险评价的研究进展

转Bt基因抗虫棉(Gossypium spp.)是目前国内释放面积最大的转基因作物,其生态风险问题从一开始就受到密切的关注.从生态风险评价的角度,分转基因棉花中Bt杀虫蛋白的时空表达及其对害虫的控制效果、Bt基因通过花粉传播而扩散的风险、害虫对Bt棉花抗性的进化风险、Bt棉花对非目标生物体影响的风险等几个方面,综述了Bt棉安全性评价的最新研究进展,为生物安全管理提供咨询意见,并提出了目前针对Bt棉亟待研究的内容.期望本文能够为推动生物安全的研究和生物技术的发展做出一定的贡献.     

抗虫转基因植物对非靶标节肢动物生态影响的研究进展

重组DNA技术的发展为培育高效的抗虫作物提供了前所未有的便利条件。通过转基因技术,全世界已培育出众多转基因抗虫植物品系。其中,表达苏云金芽孢杆菌(Bt)基因的作物品系如Bt棉花和Bt玉米已在很多国家大规模种植,在害虫控制方面发挥了重要的作用。转基因抗虫作物可能带来的生态风险问题,如对农田非靶标节肢动物的潜在影响,一直受到相关研究者及民众的广泛关注。至今,已有大量研究论文发表。本文在总结、归纳前人研究的基础上,阐述了从实验室到田间多层次评价转基因抗虫作物对非靶标生物影响的一般研究程序和方法,并简要综述了Bt玉米和Bt棉花2种已商业化种植的转基因抗虫作物对农田非靶标节肢动物生态影响的研究进展。现有研究表明:当前种植的Bt作物所表达的Cry蛋白杀虫专一性非常强,对农田非靶标节肢动物没有毒性;且Bt作物的利用降低了广谱化学杀虫剂的施用量,从而提高了非专一性害虫天敌的种群密度,加强了对害虫的控制,并有效地保护了生态环境和农民健康。因此,Bt作物可以作为害虫综合防治(IPM)的一个策略,结合其他防治措施可加强对害虫的有效控制。     

利用自然控制因素防治棉花害虫

长期以来,我国对棉花害虫的防治主要依靠化学农药。进入80年代,由于对取代有机氯农药的菊醋类杀虫剂长期不节制高频次单一使用,甚至滥用,棉蚜AphisgossypiiGlover、棉铃虫Heliothisarmigera（Hubner）对其抗性迅速产生,不仅防治费用增加,还严重污染了生态环境。因此研究和探索利用自然控制因素防治棉花害虫有重要意义[1]。我国利用自然控制因素防治棉花害虫有如下几方面情况：1耕作制度的改变大面积种植单一作物,缺乏桥梁食物,昆虫群落结构简单,常发性害虫的大发生频率就高;作物相复杂,混种程度高,昆虫群落组成较复杂,天敌昆…     

我国农业害虫综合防治研究进展

农业害虫综合防治是昆虫学的一门应用科学,旨在明确农作物害虫的发生危害与暴发成灾规律,提出害虫监测预警和可持续治理的理论与方法。在2012-2016年的5年间,我国提出了基于生态系统服务和多尺度空间管理的害虫生态调控新理论,发展了害虫行为调控技术和化学防治新技术,并在棉铃虫对Bt棉花抗性治理对策、稻飞虱的监测预警和综合防控技术、小菜蛾抗药性诊断及治理技术、青藏高原农牧害虫发生规律和分区治理等防治实践中取得了重要进展。根据国际上害虫综合防治学科发展趋势和我国的研究现状,将来还需要在害虫灾变机制研究、害虫绿色防控技术创新研发以及集成应用等方面进行深入探索,为我国农业害虫可持续治理以及化学农药减量使用提供有力的科技支撑。     

山东省棉花害虫的发生和综合防治技术

菏泽市地处鲁西南 ,是山东重点棉区之一 ,常年种植面积 1 0万 hm2 - 30万 hm2。棉蚜、棉铃虫是棉花害虫的优势种 ,自九十年代以来 ,由于生态、气候、品种等变化 ,对棉花害虫发生产生了较大影响 ,同时给防治工作提出了新的问题 ,为此我们进行了以防治棉铃虫为主的棉花害虫综合治理技术的研究 [1 - 5] ,现综述如下 :1　棉花种植结构的变化二十世纪九十年代以来 ,菏泽市棉花种植结构发生了显著变化。一是由于种植结构调整 ,蔬菜、果树面积扩大 ,棉花种植面积调减。 2 0 0 1年全市植棉 1 9.5万 hm2 ,较 1 992年 2 9.6万hm2 减少 34.2 % ;二是纯…     

农田作物格局及其对棉花害虫波动性的影响

本文应用模糊聚类分析方法,将本地棉区1961～1987年作物群落的组合,划分成四种作物格局类型,阐述了各类型的特点及其对棉花害虫波动性的影响。基本明确作物格局与棉花害虫的关系;明确纯作棉花——两年四熟旱作和纯作棉花——两年五热水旱轮作是比较合理的种植制度;同时为长期预测棉花害虫变动趋势提供了一定的科学依据。     

盐碱土壤转Bt基因棉花外源蛋白表达量时空变化及对抗虫性的影响

盐碱地是潜在的可利用耕地资源,但土壤盐碱化严重制约了农业生产的可持续发展。基于棉花机械化程度低、劳动力成本和生产资料投入剧增、比较效益下降和实施粮食生产安全战略等因素影响,我国长江流域和黄河流域棉花面积锐减,种植区域向内陆盐碱旱地或滨海盐碱地转移,但目前针对盐碱地转Bt基因棉种植可能带来的生态安全性问题研究甚少,正成为国内外研究的焦点和热点。伴随着棉花向盐碱地大面积转移种植趋势,检测盐胁迫是否影响转基因抗虫棉抗虫性,明确其影响程度,直接关系到转基因抗虫棉种植的安全性,也是目前抗虫棉扩大生产中迫切需要解决的问题。以非转基因棉花为对照,分别在低盐、中盐和高盐土壤种植的棉花的苗期、蕾期和花铃期采样,室内测定了转Bt基因棉花叶片对棉铃虫幼虫校正死亡率和外源蛋白表达量。研究结果发现盐分胁迫下转Bt基因棉花苗期叶片对棉铃虫幼虫校正死亡率下降了9.22%—47.46%,蕾期下降了31.61%—45.42%,花铃期下降了3.59%—18.52%;土壤盐分显著降低了转Bt基因棉花叶片中外源蛋白的表达量,苗期功能叶外源蛋白表达量下降了7.66%—29.86%;蕾期下降了3.77%—36.85%;花铃期下降了18.13%—41.02%;相关性分析表明,盐分胁迫条件下转Bt基因棉花叶片中外源蛋白表达量与其对棉铃虫抗性程度存在正相关关系。结果表明,盐碱土壤显著降低了转Bt基因棉花叶片外源杀虫蛋白表达量,从而导致转Bt基因棉花叶片对棉铃虫的抗虫性下降。研究土壤盐分对转Bt基因棉花对棉铃虫的影响及其作用机制,可为建立盐碱地转Bt基因棉花田害虫综合防控技术体系、转Bt基因棉花环境安全评价及转Bt基因棉安全管理提供依据。     

华北棉区主要害虫抗药性监测与治理技术示范

【目的】华北地区转基因Bt棉大面积种植后,刺吸式口器害虫已成为棉花主要害虫。本研究旨在监测明确棉花主要害虫对田间常用杀虫剂抗性水平变化,以指导田间合理用药。【方法】2013-2015年分别采用叶片药膜法和点滴法系统监测了河北省邱县、山东省滨州市、河南省西华县棉铃虫Helicoverpa armigera、棉蚜Aphis gossypii、绿盲蝽Apolygus lucorum对常用杀虫药剂的抗性动态变化情况。【结果】棉铃虫对辛硫磷、高效氯氟氰菊酯抗性呈上升趋势,抗性倍数都在20倍以上,对甲氨基阿维菌素苯甲酸盐从敏感状态转为中等水平抗性,抗性倍数在10倍以上。棉蚜对杀虫剂抗性水平都比较高,特别是对氧化乐果、高效氯氰菊酯、吡虫啉都已产生了高水平抗性,抗性倍数都在100倍以上。绿盲蝽对吡虫啉从敏感状态转为中等水平抗性,抗性倍数在10倍以上,对马拉硫磷、灭多威等药剂抗性倍数还维持在10倍以下,对高效氯氟氰菊酯只监测到滨州种群产生了中等水平的抗性,抗性倍数达到了95倍。在明确棉花害虫抗药性水平的基础上,对山东滨州棉花害虫实施了以轮换用药为主的抗性治理示范,示范区比农户自防对照区减少3次用药,增加棉花产量7.53%,节本增收109.16元,取得了较好的示范效果和经济效益。【结论】当前华北棉区主要害虫抗性水平上升,急需开展以轮换用药为主的抗性治理措施。     

二十一世纪以来我国水稻害虫治理成就与展望

水稻是我国最主要的粮食作物,对于保障粮食安全具有重要意义。本文从21世纪以来近20年我国水稻主要害虫演变及其主要影响因子、水稻害虫的非化学防控技术和应急防控技术等方面综述了进入21世纪以来的主要成就,并从进一步提高害虫预测预报水平、加快抗性品种的培育与应用、强化绿色防控技术开发、集成与创新、提高专业化服务组织能力和服务水平、加强政策保障等方面进行了展望。     

我国城市昆虫学研究的回顾与展望

我国城市昆虫学的研究兴起于20世纪80年代中期,此后,该领域的研究获得了长足的进展。城市生态系统不同于自然或农业生态系统,特别是城市化的进程对城市昆虫的生物学特性造成显著影响,致使城市害虫拥有自身的特点,其综合治理的理念和措施也相应有所变化。城市害虫主要包括卫生害虫、仓储害虫、园林害虫等,相关领域的研究也日益成为昆虫学家关注的焦点。本文从城市昆虫在城市化作用下的生物生态学基础、城市害虫群落发生特点、基因组测序概况、抗性分子机制以及城市害虫综合治理体系等方面入手,阐述城市害虫暴发成灾的内因及其抗性综合治理策略的制定原则。同时,本文对城市昆虫学未来研究方向和防控策略进行了展望,以期为我国城市害虫生物学特性及其防控策略的制定提供依据。此外,文中还讨论了基于分子生物学或昆虫不相容技术的具有应用前景的几种防控策略。     

转基因抗虫棉花和玉米与节肢动物相关的生态安全性研究进展

转基因抗虫棉花和玉米自1996年商业化种植以来,已取得显著的经济、生态和社会效益。与其相关的生态安全性,特别是其对非靶标生物的影响及靶标害虫的抗性监测和治理已成为人们普遍关注的话题。本文在大量室内和田间评价工作的基础上,系统综述了国内外研究在该领域内取得的进展。结果表明： 由于Bt棉田和玉米田杀虫剂用量的减少,某些对Bt杀虫蛋白不敏感的非靶标植食害虫种群有上升的趋势; 现阶段生产上推广种植的Bt棉花和玉米花粉对家蚕、柞蚕和蜜蜂等经济昆虫以及帝王斑蝶是安全的。杀虫剂用量的减少,降低了对天敌的杀伤力,Bt田中捕食性天敌的种类和数量均显著高于常规施药田; 但Bt田内靶标害虫数量的减少和质量的降低,在一定程度上影响了寄生性天敌的种类和数量。Bt棉花和玉米的大面积种植对农田生态系统节肢动物群落结构无明显不利影响。靶标害虫田间抗性监测结果表明,无论在以大农场单一种植经营为主的发达国家如美国或澳大利亚,还是在以小农经营为主的多种寄主作物小规模交叉混合种植模式的发展中国家如中国或印度,田间并未出现10年前人们所关注和预测的靶标害虫种群抗性上升问题。究其原因,可能与发达国家严格执行了预防性的抗性治理对策及发展中国家独特的作物种植模式有关。尽管目前在田间尚未发现害虫对Bt作物产生抗性,但应用更多年份之后,害虫对Bt作物的抗性就很可能不是“是否”发生问题,而是“何时”发生的问题。因此,今后的研究重点应放在Bt棉花和玉米长期、大面积种植后,其对非靶标生物及靶标害虫抗性发展影响的长期生态效应上。     

转基因棉花Bt毒蛋白的表达及其生态学效应

苏云金杆菌毒蛋白 (Bacillusthuringiensisgtoxicprotein)基因导入棉花植株后获得的转Bt棉可以特异性地毒杀棉铃虫及鳞翅目的一些其它害虫 ,有效地保护棉花植株不受此类棉花害虫的危害。Bt毒蛋白在棉花植株中的表达受一些内外界因素的影响而呈明显的时空变化。转Bt棉除了严重影响靶标害虫自身外 ,还能对其它一些非靶标昆虫和环境产生影响。另外 ,该文还对害虫对Bt棉的抗性以及防止害虫产生抗性的治理对策进行了综述