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.     

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.     

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。     

小花蝽的幼期观察

<正> 小花蝽Orius similis Zheng sp.nov.ined是棉花害虫的捕食性天敌。分布范围广,能捕食多种棉花害虫。在上海郊区棉花生长季节,棉田内都有一定数量,对几种主要刺吸口器棉花害虫有一定抑制作用。为区别其若虫龄期,我们进行了室内饲养观察。现将幼期观察结果     

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。     

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。     

转基因抗草甘膦抗虫棉对棉田冠层节肢动物群落的影响

【背景】随着转基因抗虫棉在我国的广泛种植,一种具有抗虫和耐除草剂（草甘膦）的双价棉被培育成功。这种转双价基因棉和转单价基因抗虫棉对棉田节肢动物群落结构的影响可能不同。因此,在该类转双价基因棉花进行环境释放之前,有必要研究其对棉田节肢动物群落的影响,评价其环境安全性。【方法】试验于2010年5月9日~9月23日和2011年5月10日~9月24日在河南省安阳市中国农业科学院棉花研究所试验农场进行,棉田类型有3种——转基因抗草甘膦抗虫棉田、转Bt棉田和常规棉田,每种棉田种植3个小区,每个小区面积为200 m2（8 m×25 m）。采用对角线5点取样方法,每5 d调查1次棉田的节肢动物群落,通过目测对节肢动物鉴定到属。【结果】抗草甘膦抗虫棉田、Bt棉田和常规棉田节肢动物群落、害虫亚群落和天敌亚群落的结构与组成无明显差异;抗草甘膦抗虫棉田害虫种群数量低于抗虫棉田和常规棉田,而其天敌种群数量与常规棉田相当,略低于Bt棉田;3种棉田节肢动物群落、害虫亚群落和天敌亚群落的多样性指数、均匀性指数均无明显差异。【结论与意义】种植转基因抗草甘膦抗虫棉花不会对棉田节肢动物群落组成造成显著影响。本研究为转基因抗草甘膦抗虫棉田的环境安全性评价提供了依据。     

江苏棉区种植转基因抗虫棉GK22对棉田害虫、杂草种群的影响

2001年在江苏选择南京、盐城两地,试验观察转Bt基因抗虫棉GK22的种植,对棉田害虫及杂草种群变动的影响,结果是：咀嚼式口器害虫的棉铃虫（Helicover pa armigera),红铃虫（Pectinophora goosypiella),玉米螟（Ostrinia nubilalis),金刚钻（Earias cupreoviridis),棉不造桥虫（Anomis flava),棉大卷叶虫（Adoxophyes orana)等虫口数量,蕾铃被害均表现出较好的控制效果,处理区咀嚼式口器害虫的幼虫总 量,比对照区分别减少92．51％,78．4％,其中：棉铃虫幼虫数量分别减少88．3％,72．9％,蕾铃被害虫减少87．5％,90．7％,74．11％,55．85％,红铃虫虫花减少74．4％,51．64％,铃内活虫减少90％,100％,玉米螟虫口减少72．7％,100％,金钢钻,造桥虫,卷叶虫虫口减少93％以上,对刺吸式口器盲蝽象（Adelphocoris suturalis),棉蚜（Aphis gossyppii),棉红叶螨（Tetranychus cinnabariuns)等害虫,试验区和对照区种群消长动态趋势基本一致,差异不显,两试对杂草种类及数量调查,抗虫棉区和对照区差异亦不明显。     

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     

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。     

Host plant association and genetic differentiation of corn and rice strains of Spodoptera frugiperda Smith (Lepidoptera: Noctuidae) in Colombia

Spodoptera frugiperda (Smith) is a polifagous insect of major economic impact in the western hemisphere and exhibits two strains (i.e., corn and rice) that are morphologically identical but differ in ecology, genetics and physiology. In this work we identified these strains and their respective hybrids by using a PCR-RFLP of the COI gene and PCR of the tandem region FR. Moreover, we performed a population structure analysis by using 253 larvae from Tolima, a region where S. frugiperda is a pest on corn, rice, sorghum and cotton. Corn strain was found on 42% in corn, 34% in cotton, 19% in sorghum and 0.04 % in rice and rice strain on 35% in corn, 0.06% in cotton, 0.06% in sorghum and 53% in rice, demonstrating that corn strain specificity is superior to rice strain. Hybrids between these strains were more abundant in corn. The distributions on their host plants reflect a population genetic differentiation in S. frugiperda with values of PhiPT (COI) = 0.31, P < 0.0001, PhiPT (FR) = 0.17, P < 0.0001 for all crops and PhiPT (COI) = 0.42, P < 0.01, PhiPT (FR) = 0.13, P < 0.01 for the sixteen sampled farms. The dendrograms showed two clusters representing both strains. The results obtained in this study suggest that the management of this insect must differ on each host plant, given the specialization that both strains present, particularly in corn and rice.     

Does dispersal affect the reproductive physiology of the sweet potato whitefly,Bemisia tabaci?

Abstract.The reproductive physiology of sweet potato whiteflies, Bemisia tabaci (Gennadius) (Homoptera: Aleyrodidae), was examined after their dispersal from cotton fields. Of particular interest was the synthesis of vitellogenins and the production of mature eggs. Whiteflies that dispersed out of fields, and were flying at ≈ 0.1 m above the soil surface, exhibited a reproductive physiology that was not significantly different from whiteflies that remained in cotton fields. However, B. tabaci caught at 2.1 m above the ground matured eggs at a significantly lower rate. It appears these latter whiteflies exhibit a physiology that indicates a reallocation of nutrient and energy resources in support of movement.     

棉田烟粉虱种群的空间格局

在转Bt基因棉花（国抗22号）和对应的常规亲本棉（泗棉3号）棉田中对烟粉虱的垂直分布和水平分布格局进行了调查.结果表明,7月份烟粉虱成虫在棉株垂直方向上分层不明显;8月份以后,棉株上层虫口密度显著高于中层和下层.在水平分布上,烟粉虱成虫和若虫的空间格局基本相同,种群密度较低时呈均匀分布,较高时呈聚集分布,且种群密度越高,聚集强度越大.从整个发生期间看,烟粉虱成虫和若虫都处于扩散和聚集交替进行的动态过程中.国抗22号和泗棉3号棉田烟粉虱的空间格局基本一致.     

边缘效应对棉田害虫和天敌种群的影响

比较了棉田中间棉株与边缘棉株上害虫、天敌的种群动态,分析了边缘效应对棉株-害虫-天敌能量动态的影响。结果表明,棉田边缘棉株上第2代棉铃虫幼虫发生量比其中间棉株高出1．94倍;第3代棉铃虫发生量比棉田中间要低62．12％;第4代棉铃虫比中间棉株高12．5％。棉田边缘棉株上苗蚜发生量比棉田中间要高出1．09倍,伏蚜和秋蚜的数量比棉田中间分别低97．73％和37．70％。棉田边缘棉株上捕食性瓢虫、蝽类、蜘蛛和寄生性天敌的种群数量低于棉田中间的数量,分别为棉田中间的73．81％、35．79％、52．90％和39．11％;棉田边缘棉株上害虫群落多样性高于棉田中间,而天敌群落的多样性低于棉田中间;棉田边缘的光能利用率和生产力比棉田中间的值要高。     

播种时间对棉田害虫和天敌种群的影响

通过对3种不同时间播种的棉田内害虫、天敌系统调查,分析和比较了播种时间对棉田害虫、天敌种群和群落的影响。结果表明,播种期推后,可减轻或避免第二代棉铃虫的为害,加重第三代和第四代棉铃虫的为害;但不同播种日期对不同时期的棉蚜影响不同,苗蚜以迟播棉田内种群数量最高,伏蚜则以夏播棉田内种群数量最高。播种期的推后,不利于棉田捕食性瓢虫、蝽类、蜘蛛和寄生性天敌种群增长。棉田害虫和天敌群落多样性指数也随播种期的推后而下降．因此．应针对不同时间播种的棉田开展相应的害虫生态管理。     

棉花衰老和熟相形成的生理生态与调控研究进展

衰老是棉株或其某些器官发生导致生命活动自然终止的败坏过程,是棉株生长发育过程的必然归宿,熟相则是棉株吐絮成熟期的表现,是衰老的表现形式和结果,有早衰、贪青晚熟和正常成熟之分.衰老和熟相都是基因型与环境互作的结果.本文总结评述了棉花衰老的生理生态和分子生物学方面的研究进展,提出了依靠选育稳发型棉花品种、合理使用植物生长调节剂并综合运用农艺栽培措施调控棉株生长发育和衰老,实现正常熟相,进而提高棉花产量和品质.     

Diurnal pattern of aphid feeding and its effect on cotton leaf physiology

Cotton aphid (Aphis gossypii G.) populations seemed to fluctuate over the past years in cotton (Gossypium hirsutum L.) perhaps as a result of excessive use of insecticides for controlling more problematic pests. Contradictory plant responses have been observed depending upon the aphid/plant system, and it is unclear if cotton aphids, abiotic stress or both are responsible for cotton yield reduction in aphid-infested fields. Our objectives were to investigate the diurnal changes in the physiology of cotton leaves following aphid herbivory, and the diurnal pattern of aphid feeding. The experiment was conducted in a growth chamber using the cotton cultivar ‘Stoneville 474’. Leaves of the same age and size were infested with wingless adults plus nymphs. Cotton aphids were allowed to increase in numbers without restriction for 9 days, after which the amounts of carbohydrates in aphid-honeydew, and the number of honeydew droplets excreted per aphid were measured. Photosynthetic rates, dark respiration rates and foliar non-structural carbohydrates were measured. The amount of individual carbohydrates found in the honeydew was significantly different with time. The total amount of carbohydrates excreted per aphid within a 24-h period averaged 2.5 μg. The number of honeydew droplets excreted per aphid varied significantly from time to time period. Cotton aphids did not significantly alter photosynthesis or respiration rates or non-structural carbohydrates on leaves. Aphid populations of approximately 300 per leaf on the 9th day of infestation did not appear to significantly alter the physiology of cotton leaves.     

Crop Rotation and Races of Meloidogyne incognita in Cotton Root-knot Management

The influence o f various crop rotations and nematode inoculum levels on subsequent population densities of Meloidogyne incognita races 1 and 3 were studied in microplots. Ten different 3-year sequences o f cotton, corn, peanut, or soybean, all with cotton as the 3rd-year crop, were grown in microplots infested with each race. Cotton monoculture, two seasons o f corn, or cotton followed by corn resulted in high race 3 population densities and severe root galling on cotton the 3rd year. Peanut for 2 years preceding cotton most effectively decreased the race 3 population and root galls on cotton the 3rd year. Race 1 did not significantly influence cotton growth or yield at initial populations of up to 5,000 eggs/500 cm³ soil. At 5,000 eggs/500 cm³, cotton growth was suppressed by race 3 but yield was not affected.     

Population Dynamics of Belonolaimus longicaudatusin a Cotton Production System

Belonolaimus longicaudatus is a recognized pathogen of cotton (Gossypium hirsutum), but insufficient information is available on the population dynamics and economic thresholds of B. longicaudatus in cotton production. In this study, data collected from a field in Florida were used to develop models predicting population increases of B. longicaudatus on cotton and population declines under clean fallow. Population densities of B. longicaudatus increased on cotton, reaching a carrying capacity of 139 nematodes/130 cm³ of soil, but decreased exponentially during periods of bare fallow. The model indicated that population densities should decrease each year of monocropped cotton, if an alternate host is not present between sequential cotton crops. Economic thresholds derived from published damage functions and current prices for cotton and nematicides varied from 2 to 5 B. longicaudatus/130 cm³ of soil, depending on the nematicide used.     

转基因棉田棉蚜种群动态及相关影响因子分析

以3个转基因棉花品种和2个对照棉花品种为研究材料,在棉花苗期组建了棉蚜连续3个世代的自然种群生命表。结果表明：3个转基因棉花品种田棉蚜的种群趋势指数在第1代和第2代均高于对照,第3代则略低于对照;从连续3个世代的棉蚜种群累积增长趋势指数分析,转基因棉“国抗22”上的种群累积增长指数为5.40,比对照“泗棉3号”上的高1.21%,转基因棉“苏抗103”和“中抗310”上的种群累积增长指数较对照“苏棉12”上的也分别增加49.54%和65.79%。比较各作用因子的控制指数,发现3个转基因棉花品种田寄生性天敌的控制指数大多数小于各自的对照棉田,而天敌捕食等其他一些作用因子的控制指数在常规对照棉田与转基因棉花品种间差异不大。