不同作物布局方式对转基因抗虫棉田节肢动物群落结构的影响

比较了不同作物布局下转基因抗虫棉田节肢动物的群落结构.结果表明,与单作棉田相比,蔬菜-棉花、果树-棉花及花生-棉花布局的棉田节肢动物群落、植食性害虫亚群落和天敌亚群落的物种数均增加,中性节肢动物的数量均有增加;蔬菜-棉花和花生-棉花布局的棉田植食性害虫个体数量增加;蔬菜-棉花和果树-棉花布局的棉田天敌个体数量增加.花生-棉花和果树-棉花布局棉田的节肢动物群落相似性最大;而单作棉田与蔬菜-棉花布局棉田的节肢动物群落相似性最小.R啨nyi多样性指数表明,与单作棉田相比,蔬菜-棉花布局棉田节肢动物群落多样性较低,害虫亚群落多样性较低;果树-棉花布局棉田节肢动物群落多样性较高,天敌亚群落多样性较高;花生-棉花布局棉田节肢动物群落多样性较高,害虫亚群落多样性较高.果树-棉花布局是值得推广的转基因抗虫棉田布局方式.     

2009-2013年Bt棉田节肢动物群落多样性动态变化

研究多年种植转Bt基因棉花对棉田节肢动物群落昆虫结构与组成、生物多样性的影响,明确其变化趋势,可为棉田害虫综合治理与生态调控、转Bt基因棉花环境安全性评价提供科学借鉴。于2009-2013年连续5年对转Bt基因棉花中棉所41和非转基因棉花中棉所49棉田节肢动物群落进行了系统调查,并结合5a气象因子的变化,分析了5年内棉田节肢动物群落相关参数的变化趋势。结果分析表明,2009-2013年中棉所41棉田昆虫群落、害虫亚群落和天敌亚群落所属目数有所上升,但差异不显著;所属科数、物种数、个体总数均呈现先上升后下降的趋势,个别年份差异显著,其余年份基本保持不显著的波动水平;昆虫群落和害虫亚群落多样性指数呈下降的趋势,至2013年下降达到显著水平,其余年份之间差异不显著,天敌亚群落多样性指数无显著变化;昆虫群落、害虫亚群落和天敌亚群落均匀性指数无显著变化;昆虫群落和害虫亚群落优势集中性指数有所上升,至2013年差异达到显著水平,天敌亚群落优势集中性各年份间无显著变化;与中棉所49棉田相比,相同年份中棉所41棉田昆虫群落、害虫亚群落和天敌亚群落结构与组成、多样性指数、均匀性指数和优势集中性指数均无显著差异。可见,短期内非剧烈天气变化对转基因棉田节肢动物群落、害虫亚群落和天敌亚群落在结构与组成、生物多样性方面没有明显的影响。     

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。     

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。     

转植酸酶基因玉米对田间节肢动物群落多样性的影响

【背景】节肢动物群落是农田生态系统的重要组成部分,转基因作物的种植对节肢动物群落结构及多样性的影响是环境安全评价的重要内容之一。转植酸酶基因玉米是我国首例获得生产应用安全证书的转基因粮食作物。【方法】以转植酸酶基因玉米10TPY005、非转基因亲本玉米蠡玉35和当地常规品种郑单958为试验材料,在大田种植条件下,采用直接观察法定期调查了玉米田间主要节肢动物的种类和发生数量,通过分析比较3个玉米品种田间节肢动物群落、天敌亚群落和害虫亚群落的多样性指数、均匀性指数以及优势集中性指数,研究了转植酸酶基因玉米对田间节肢动物群落多样性的影响。【结果】在各个调查时间,转植酸酶基因玉米10TPY005与亲本玉米蠡玉35相比,各群落指数均不存在显著性差异;随着玉米生育期的延长,各群落指数的变化趋势也基本一致。【结论与意义】转植酸酶基因玉米的短期种植,对田间节肢动物群落多样性没有明显影响。     

转cry1Ab基因玉米对瓢虫科天敌种群动态的影响

【背景】瓢虫科天敌昆虫是玉米田中重要的天敌类群,可捕食多种农业害虫,对害虫有很好的控制作用。为了明确转基因玉米对瓢虫科天敌的潜在效应。【方法】在田间条件下,采用系统调查结合吸虫器方法,研究了cry1Ab基因玉米对玉米田主要瓢虫科天敌种类丰富度和种群动态的影响。【结果】转cry1Ab基因玉米田与其对照田瓢虫类群和优势种群组成相同。春播时Bt玉米田与对照田以龟纹瓢虫为优势种,仅在玉米生长后期Bt玉米田中的龟纹瓢虫数量显著高于对照田,其他时期2种田间龟纹瓢虫的种群动态没有显著差异。夏播玉米田以龟纹瓢虫和异色瓢虫为主,在8月17日Bt玉米田中异色瓢虫数量显著高于对照田,在9月27日其异色瓢虫数量显著低于对照田,而其他时期Bt玉米田和对照田中异色瓢虫优势度以及田间种群动态没有显著差异。【结论与意义】转cry1Ab基因玉米对玉米田重要的瓢虫科天敌丰富度、优势度和种群数量没有不良影响。因此,该转基因玉米可用于农田生态系统的有害生物管理。     

转Bt基因棉田与常规棉田节肢动物群落多样性的比较研究

研究了在棉花生长的早期、中期和后期转Bt(bacillus thuringiensis)基因棉和常规棉两种棉田的节肢动物群落、害虫亚群落和天敌亚群落多样性。结果表明,GK-12未防治区的节肢动物群落多样性指数和害虫亚群落的多样性指数在棉花生长前期和后期要高于泗棉3号未防治区;GK未防治区的天敌亚群落多样性指数在棉花生长后期高于泗棉3号未防治区,在棉花生长的早期和中期,两者的大小没有表现出显著性差异。对影响棉田生态系统3种多样性指数的因子的方差分析表明,棉花品种和化学防治措施的共同作用是影响棉田生态系统节肢动物群落和天敌亚群落多样性指数的主要因子。     

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基因抗虫棉的生态风险及治理对策

评述了转Bt基因抗虫棉的生态风险及治理对策。其生态风险主要表现在目标害虫的抗性和对非目标生物群落的变化。目标害虫与转基因抗虫棉的互相作用和抗虫棉杀虫毒素的时空表达方式是目标害虫抗性发展的主要途径。在转基因抗虫棉田中,虽然对目标害虫的防治次数大为减少,但害虫和天敌群落的稳定性仍不如常规棉田,某种次要害虫大发生的可能性较大。认为将转基因抗虫棉纳入综合防治体系并培育更加高效的抗虫棉是治理目标害虫抗性和防止次要害虫上升的重要措施。     

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。     

转RRM2基因棉田昆虫群落多样性及其时序动态

为了评价新型转基因棉花在长江生态区对棉田生态环境安全性的影响, 2013-2015年作者以新型转RRM2基因棉花(Gossypium hirsutum)为材料, 以其亲本‘中棉所12’为对照, 在安徽省沿江棉区系统研究了转基因棉田昆虫群落、害虫亚群落和天敌亚群落的结构与组成、个体数量、群落特征参数及其季节性动态变化。结果表明: 转RRM2基因棉田的主要类群组成、优势类群与非转基因棉田没有差异, 但在2013年转RRM2基因棉田棉蚜个体数量显著高于非转基因棉田, 叶螨类、棉铃虫和其他鳞翅目的个体数量显著低于非转基因棉田, 在其他年份没有显著差异; 其他类群的个体数量在两类棉田间没有显著差异。在棉田害虫发生量大的年份, 转RRM2基因棉田的昆虫群落个体数量较非转基因棉田增加, 物种丰富度较非转基因棉田减少, 但差异不显著, 而两类棉田年度间均差异显著。转RRM2基因棉田昆虫群落和害虫亚群落的全生育期多样性指数、均匀度指数和优势集中性指数与非转基因棉田没有显著差异; 其天敌亚群落的三个指数在2013年与非转基因棉田差异显著, 其他年份没有显著差异; 两类棉田年度间差异均不显著。转RRM2基因棉田昆虫群落、害虫亚群落和天敌亚群落个体数量、群落特征参数的时序动态与非转基因棉田较一致, 具季节性波动; 在群落个体数量高峰期, 群落多样性指数和均匀度指数处于低谷, 而优势集中性指数则相反; 昆虫群落、害虫亚群落的季节波动明显, 天敌亚群落的季节性变化较平缓。因此, 转RRM2基因棉花对棉田昆虫群落的结构与组成、群落特征参数及其时序动态没有显著影响, 但在气候适宜年份, 转RRM2基因棉田的害虫发生量可能增大。     

盐碱旱地转基因抗虫棉田昆虫群落多样性

棉花是耐干旱和耐盐碱的经济作物。随着土壤的盐碱化和干旱化, 在人口数量和植棉成本剧增的背景下, 我国黄河流域和长江流域棉花种植面积锐减, 棉花种植被迫向滨海盐碱地和内陆及西北干旱地区转移。本文于2013年和2014年在山东东营滨海盐碱地和河北枣强半干旱轻度盐碱地以非转基因棉(‘中棉所49’)为对照, 以转Bt基因棉(‘中棉所79’)为试验材料, 分别作施农药和不施农药处理, 于每年5月初到9月中旬, 调查取样点棉株及地面上害虫及其天敌的种类和数量, 并分析不同施药处理下转基因和非转基因棉田昆虫群落的生物多样性参数差异。结果表明, 施药和不施药转Bt基因棉田昆虫群落和害虫亚群落昆虫的个体总数均低于非转基因棉田, 其中昆虫群落和害虫亚群落个体数在二者之间差异显著; 转Bt基因棉田昆虫群落和害虫亚群落昆虫的多样性指数和均匀度指数均高于非转基因棉田, 而优势集中性指数均低于非转基因棉田, 但差异均不显著。施药条件下两种棉田的昆虫群落和害虫亚群落昆虫个体总数、多样性指数和均匀度指数均低于不施药棉田, 优势集中性指数均高于不施药棉田, 但转基因棉田和非转基因棉田之间无显著差异。表明转基因抗虫棉在盐碱旱地对棉田靶标害虫具有较好的控制作用, 棉田昆虫群落稳定性较高, 昆虫群落对外界的入侵和干扰缓冲能力强, 而化学农药的使用对昆虫群落杀伤力较大, 容易导致某种昆虫的抗性产生和昆虫群落的不稳定, 但比非盐碱旱地棉田昆虫群落生物多样性低, 棉田生态系统更简单。     

转基因杨树林下种植转基因棉花对转基因杨棉复合系统内节肢动物群落多样性的影响

【目的】转Bt基因棉花和转Bt基因杨树在我国已推广使用。本研究的目的是调查和分析不同转基因杨棉复合系统内地上节肢动物群落多样性变化,为转基因杨树大规模应用提供生态安全方面的数据。【方法】2019年4-10月,在河北任丘采取欧洲黑杨Populus nigra林下种植转基因棉花Gossypium hirsutum的模式,设置转基因杨树 转基因棉花(复合生态系统1)和非转基因杨树-转基因棉花(复合生态系统2)两种杨棉复合系统,调查杨树和棉花地上部植株节肢动物种类和个体数量,比较节肢动物各功能群的物种数量和个体数量以及香农指数、优势集中性指数、均匀度指数等群落多样性指数,并测定了转基因杨树和棉花叶片Bt蛋白含量。【结果】复合生态系统1中转基因杨树和棉花各自植株上鳞翅目种群累计个体数均显著低于复合生态系统2相应植株上的个体数量。转基因杨树上叶甲类累计个体数量显著高于非转基因杨树上的,寄生蜂类累计个体数量则显著低于非转基因杨树上的。在6月5日、6月21日和9月7日的调查中,转基因杨树上的节肢动物群落香农指数显著高于非转基因杨树上的。除鳞翅目害虫外,2个复合系统中棉株上节肢动物各功能群累计个体数量无显著性差异,香农指数、优势集中性指数和均匀度指数随时间变化的趋势基本一致且同一调查时间无显著性差异,仅在8月17调查中复合生态系统1中棉株上节肢动物香农指数显著高于复合生态系统2棉株上的。将杨树和棉花上节肢动物各类群累计数量相加作为系统整体,复合生态系统1和复合生态系统2在香农指数、优势集中性指数和均匀度指数数值上无显著差异。在调查后期,2个复合系统中节肢动物种群均向杨树叶片聚集。转基因棉花叶片Bt蛋白含量在各调查期均显著高于转基因杨树叶片的。【结论】转基因杨树对靶标害虫种群数量有较好的控制作用,对同系统内棉花上鳞翅目害虫数量亦有协同控制作用。转基因杨棉复合系统中地上节肢动物群落结构稳定,对系统内棉花地上部节肢动物群落多样性无显著影响。靶标害虫对转Bt基因杨树的抗性发展需持续监测。     

麦套夏播转Bt基因棉R93-6对昆虫群落的影响

以转Bt(Bacillusthuringiensis)基因棉品系R93-6为试验材料,以中棉所16号为对照,研究了在麦套夏播条件下转基因棉对昆虫群落的影响。结果表明,转基因棉田昆虫群落、害虫和天敌亚群落的多样性指数和均匀度指数均低于常规棉田,而优势集中性则高于常规棉田,所以转基因棉田昆虫群落、害虫和天敌亚群落的稳定性不如常规棉田,某种害虫大发生的可能性较大。对季节性变化格局的研究表明,转基因棉田昆虫群落可以划分为前期(6月初至7月下旬)、中期(7月底至8月底)和后期(9月份以后)三个发展阶段,根据不同阶段害虫和天敌发生的特点, 提出了害虫综合治理的策略。即前期害虫的防治应以生物生态调控为主;中期以化学防治为主,以生物生态调控为辅,协调好生物防治和化学防治的矛盾;后期应以生物生态调控为主,并加强农业防治。     

转Cry1Ac+Cry2Ab棉花生长势及其对棉田节肢动物物种丰富度的影响

【背景】转基因棉花在商业化种植之前,必须评价其环境安全性。其中新型棉花材料的生存竞争能力和对物种丰富度的影响是评价的重要内容。【方法】以转Cry1Ac＋Cry2Ab基因棉为试验材料,转Cry1Ac棉花中棉所41和非转基因棉花中棉所49为对照品种,分别于2014年5~9月对棉花株高、主茎叶片数、叶绿素含量、比叶面积、果枝数、蕾铃数等生长参数进行比较,同时对二代、三代和四代棉铃虫发生期棉田物种丰富度进行系统调查。【结果】转Cry1Ac＋Cry2Ab棉花的生长势与转Cry1Ac棉花和非转基因棉花基本相当,没有表现出明显的竞争优势;产量构成参数在成铃和脱落等方面比非转基因棉表现出良好的优势。对棉田节肢动物物种丰富度的影响表明,转Cry1Ac＋Cry2Ab棉花对靶标害虫棉铃虫具有良好的控制效果,对主要刺吸性害虫棉蚜、棉蓟马、烟粉虱、绿盲蝽与天敌龟纹瓢虫、草间小黑蛛、草蛉和小花蝽等的种群丰富度在个别时期有所影响,但总体上与转Cry1Ac棉田和非转基因棉田没有显著性差异。【结论与意义】转Cry1Ac＋Cry2Ab棉花无竞争优势,但目标性状优势较好;对棉田节肢动物物种丰富度无明显影响。研究结果为新型转Cry1Ac＋Cry2Ab棉花对棉田环境安全方面的研究进一步补充了内容,为转基因棉花的环境安全评价提供科学数据。     

吡虫啉对烟田节肢动物群落的影响研究

利用群落参数分析了吡虫啉对烟田节肢动物群落及其各亚群落的影响。结果表明,施药后对烟田节肢动物群落、害虫亚群落的物种数有一定的影响,对天敌昆虫和蜘蛛亚群落物种数的影响不明显。5月23日施药后至6月13日施药区(Ⅱ)和对照区节肢动物群落、害虫亚群落个体数均下降,下降程度施药区大于对照区。6月14日施药后施药区节肢动物群落、害虫亚群落个体数下降,对照区显著上升。两次施药对天敌昆虫和蜘蛛亚群落个体数的影响不明显,施药后一段时间内优势种烟蚜种群个体数量显著下降,使节肢动物群落和害虫亚群落优势集中性下降,多样性指数和稳定性增加。     

梨园芳香植物间作区节肢动物群落时序格局

以沙地梨园间作罗勒、孔雀草、薄荷为处理,自然生草和清耕区为对照,应用最优分割法和模糊聚类法,探讨梨园节肢动物群落、害虫亚群落和天敌亚群落发生的时序格局特征及其相互联系。结果表明:总群落、害虫亚群落以及其优势种个体数时序变化趋势呈偏态分布,而天敌亚群落以及其优势种个体数的呈正态分布,高峰期出现在6月末至7月中旬,比总群落和害虫亚群落个体数发生高峰晚。在梨树年生长周期的主要时段中,芳香植物间作区较自然生草区、清耕区害虫亚群落的发生数量(4月中至8月底)少;而天敌亚群落发生数量(4月底至6月底)多。梨园各间作区节肢动物总群落和害虫亚群落时序最优格局均可划分5个时段:发展初期、发展期、稳定期、波动期和衰退期;天敌亚群落分为3个时段:发展期、稳定期、衰退期。但处理间在发生时段的时间范围、发生数量及组成特征上存在复杂的差异。梨园节肢动物总群落、害虫亚群落、天敌亚群落时序聚类结果不同,预示着处理间节肢动物总群落、害虫亚群落和天敌亚群落在各发生时段上的个体组成、物种丰富度、群落多样性指数、优势度和均匀度指数存在着差异。     

Growth vigour and yield of transgenic RRM2 (RNA recognition motif 2) cotton and their effects on arthropod community in cotton field

Aims This experiment was carried out to assess the breeding value of the transgenic RRM2 (RNA recognition motif 2) cotton and to evaluate its environmental safety on cotton field.
Methods The indices of structure and composition, community characteristics, biodiversity, species richness and the seasonal changes of the arthropod community in transgenic RRM2 cotton field and the parental conventional cotton field were studied systematically in 2012 and 2013, respectively. We also analyzed the climate data from June to September of the two years, and compared the cotton growth vigour and the yield parameters between the transgenic cotton and the non-transgenic cotton.
Important findings The results showed that there were no significant differences in the indices of structure and composition, biodiversity, evenness, dominant concentration and the seasonal changes of insect communities and sub-communities between the transgenic cotton field and the non-transgenic cotton field within the same years. Comparing with in 2012, all the indices of arthropod communities and cotton growth vigour and cotton yield parameters in 2013 showed an overall downward trend in both the transgenic and the non-transgenic cotton fields. The dynamics of functional groups of dominant natural enemies lagged behind that of the dominant pests both in the transgenic cotton field and the non-transgenic cotton field, indicating a need to control the pests at the early stage of cotton growth.