RNAi转基因作物安全评价研究进展

在秀丽隐杆线虫中首次发现双链RNA(dsRNA)能特异性地导致基因沉默(RNAi)现象后,人们开始大量地研究RNAi技术,并将其应用于功能基因的研究,来提高作物的抗性和改良遗传育种等。本文详细介绍了RNAi的技术原理,并且对RNAi技术与传统转基因技术的区别进行分析,阐述了该技术具有重要的生物学意义,以及在农作物害虫防治领域的占据独特优势。基于RNAi技术存在的潜在脱靶效应,从改良植物、靶标生物和生态环境的3个方面具体分析该技术可能存在的风险,为RNAi技术的风险评估提供参考。由于RNAi技术仍存在风险,为了维护生态多样性和保障人们的人身安全,应尽快建立起符合实际需求的安全性评价方法,本文针对RNAi转基因作物的环境安全和食用安全2个方面的评估方案进行概述。RNAi技术对减少害虫数量、提高水稻产量、降低种植成本以及减少化学农药污染、促进农业可持续发展来说具有重要意义,但该技术仍存在风险,需要进一步监管和研究,建立完善的生态评价系统,让RNAi技术在农业生产上发挥作用。     

粤北晚稻褐飞虱发生动态

【目的】粤北地区是褐飞虱Nilaparvata lugens(St?l)(BPJ)后期回迁重点区域。阐释后期褐飞虱回迁对粤北稻区的影响,可为其预测预报提供依据。【方法】利用轨迹分析平台HYSPLIT对2006—2012年粤北地区秋季回迁的褐飞虱主要峰次进行轨迹模拟,用气象制图工具Gr ADS分析2011年粤北褐飞虱回迁的降落机制,解析粤北地区后期回迁褐飞虱虫源地及其降落机制。【结论】(1)粤西北地区主要虫源地分布于湖南南部、福建南部和江西,粤东北地区虫源地主要分布于江西南部、福建南部以及广东东南沿海稻区。其中,地形因素是造成两地虫源差异的主要原因。(2)通过粤北地区2011年秋季几个迁入高峰日各气象要素分析结果显示,低空急流能为主降区输入褐飞虱虫源;低层切变线和强降雨过程是造成粤西北褐飞虱大规模降落的主要因素。(3)2011年粤北晚稻褐飞虱出现两个回迁高峰(8月下旬至9月上旬、9月下旬至10月上旬),随着晚稻进入分蘖抽穗期,良好的食料条件加之两次较大的回迁峰加重了褐飞虱对晚稻的危害。(4)8—9月份虫源地适宜的温度以及降水条件造成褐飞虱增殖暴发重要气候因素。     

湖北白背飞虱种群消长与迁飞动态

【目的】湖北省是我国水稻的主产区之一,位居稻飞虱发生的北界,也是回迁时的起始站,是整个迁飞链条中的重要环节。明确这里稻飞虱的发生消长和迁飞动态,可为预测预报提供科学依据。【方法】利用NOAA的轨迹分析平台HYSPLIT和气象制图工具Gr ADS分析总结湖北稻区2000—2013年间白背飞虱Sogatella furcifera(Horvath)(WBPH)的发生情况和中小尺度虫源地分布及迁出降落区的分布,并分析白背飞虱迁飞降落的气象条件。【结论】(1)白背飞虱发生程度较重的年份,其上灯虫量较高且始见期也相对提前,可作为大发生预测的有效指标。(2)湖北地区白背飞虱虫源地大部分分布在湖南、贵州、重庆,也有部分白背飞虱来自于广西地区。(3)秋季大部分白背飞虱借助东北气流回迁至湖南、重庆和贵州,在气流比较强盛之时,湖北稻区的飞虱可以直接到达广西稻区和云南稻区,甚至可以直接降落至越南北部。(4)低空急流有利于白背飞虱的远距离飞行,风切变、气旋、降雨此类气象条件极易造成白背飞虱的集中降落。     

白背飞虱的迁飞生物学:起飞与迁出

2001—2002年在苏州吴中区2个生长季节的田间观察和罩笼试验表明,白背飞虱Sogatella furcifera(Horváth)7月上旬以前迁入苏州,并在当地繁殖2代。从8月中下旬开始陆续有少量向外迁飞,9月份大田出现外迁高峰。田间白背飞虱起飞比率约为50%～65%,迁出峰期的每日迁出率约为80%。8月下旬白背飞虱一般已不构成危害。但20世纪90年代中期之后,白背飞虱8月份很少迁出而在迁入地大量滞留形成增殖代和主害代,危害时间大大延长,这与20世纪80年代的发生规律有了很大的不同。轨迹分析表明,8月中下旬从苏州迁出的个体中,40%可以到达江淮稻区,另有大约40%进入黄海和东海海域,若有强西南低空急流出现时则可跨海到达韩国和日本。9月份则主要是迁往我国的南方稻区,但很少可以直达岭南地区。     

白背飞虱的迁飞生物学:江苏苏州个例分析

对苏州市吴中区1984—2002年灯诱数据的分析表明,白背飞虱Sogatella furcifera(Horváth)的灯下始见期一般在6月上旬,而主迁峰日则一般出现在7月上旬。1996年后,始见期有提前的趋势。对18年灯诱虫量的时间序列分析表明,田间迁入代虫量与6月份的灯诱虫量相关,田间第1代虫量与迁入代虫量相关,第2代则只与田间第1代和8月份的诱虫量相关。对1986—2002年吴中区白背飞虱田间虫量的分析表明,白背飞虱在田间一般要完成2个世代,20世纪90年代中期之后会出现第3代,表现出低迁入率(平均百穴21头)、高增殖倍数(G1/G0在30～200倍左右)和高峰值密度(16年平均百穴3200头)的种群特征。此间白背飞虱长翅型成虫的比率不高,迁入后便像褐飞虱Nilaparvata lugens(Stl)那样形成了滞留本地的增殖代(7月20日到8月10日)和以本地滞留为害与部分迁出个体混合而成的主害代(8月15日到9月5日),直到8月下旬和9月上中旬,其长翅型比率才会有大幅回升开始回迁,呈现出翅型长-短-长的变化模式。     

低温胁迫对灰飞虱种群生长发育与繁殖的影响

为了探讨低温在灰飞虱Laodelphax striatellus(Fallén)种群发生发展中的作用,本文以南京冬季的旬平均最低温为依据,设定出-6～2℃的低温,研究了用该低温处理3～4龄若虫不同时间后,灰飞虱的存活、生长与繁殖特性。结果表明,灰飞虱3～4龄若虫有较强的耐低温能力,-6～2℃的温度下,其半致迷和半致死时间分别为1.22和20.49d。低温抑制了若虫的生长发育,发育历期明显延长。低温处理后成虫的性比有所提高,并且短翅率显著增加。3～4龄若虫低温处理1～7d后羽化的成虫有产卵前期缩短、寿命延长的趋势,但对繁殖力没有显著影响,并且低温处理2d后的产卵量要稍高于没有处理的对照。由此可见,-6～2℃低温的短期胁迫对灰飞虱种群的发生发展不会产生抑制作用。     

外来入侵杂草传统生物防治的生态风险及其防范对策

长期大量实践说明,引进天敌防治外来入侵杂草的传统生物防治方法是治理外来入侵杂草的一条切实可行的有效途径,但对其潜在的生态风险——对本土生物的直接或间接不良影响不容忽视。利用传统评价方法预测候选天敌的生态风险存在缺陷,主要表现在：（1）寄主专一性测定过分依赖室内进行的生理寄主范围测定结果,对生态寄主范围（实际寄主范围）问题重视不够,后者指在新环境中的一系列物理和生物条件下的寄主利用预测;（2）在生理寄主范围测定中,过分依赖完成生长发育的可能性,对行为、遗传性状以及系统发育关系重视不够;（3）在风险评估中,过多强调对经济作物的风险,而对自然生态系统的风险重视不够。对此,建议：（1）鼓励对已释放的天敌进行回顾性跟踪研究,从而为杂草生物防治实践提供生态学理论支撑;（2）在运用生物防治手段对付外来入侵杂草实践中,建议采用“有害推论”的预防性原则,以避免在面临入侵生物重大威胁时草率做出释放天敌的决策;（3）在评估候选天敌风险中重视生态效应的风险评估。     

外来植物紫茎泽兰的入侵机理与控制策略研究进展

为了解析外来恶性杂草紫茎泽兰在中国的入侵扩张机制和控制策略,从其种群形成与扩张的生态适应性及遗传分化特性、对本地植物的竞争替代和可持续控制技术基础3个方面进行了集中研究.对紫茎泽兰的主要研究进展为:(1)入侵中国的紫茎泽兰在核DNA水平上具有丰富的遗传多样性,形成了不同的地理种群,不同环境条件下的隔离是导致遗传分化的主...     

广聚萤叶甲成虫取食经历对后续 产卵寄主选择的影响

【背景】取食经历对植食性昆虫的寄主选择行为具有较大影响,影响天敌昆虫寄主专一性测定的设计和结果解释。【方法】采用选择性试验,观察了入侵豚草的重要天敌——广聚萤叶甲成虫羽化后取食不同植物对其后续产卵寄主选择的影响。【结果】与取食豚草的试虫相比,有取食三裂叶豚草、苍耳或菊芋经历的成虫选择苍耳产卵的频次增加,不再对豚草表现出明显的选择偏好性。对产卵识别期的Cox模型分析结果表明,成虫早期取食不同植物,对后续产卵选择有显著影响,成虫羽化后如果先取食豚草或三裂叶豚草,则选择苍耳产卵的倾向显著低于豚草;但如果先取食苍耳、菊芋和农家向日葵,则选择苍耳产卵的倾向与豚草无显著差异。【结论与意义】由此推测,广聚萤叶甲初羽化成虫取食的植物对其后续产卵选择具有较大影响,因而在寄主专一性测定中应关注测试前饲喂的植物种类。