抗虫转基因水稻和化学杀虫剂对稻田节肢动物群落的影响

从功能团优势度、功能团内科组成及其优势度、功能团个体数量、群落主要参数及群落结构相异性等方面,就含crylAb／crylAc融合基因的Bt水稻和化学杀虫剂对稻田节肢动物群落影响进行比较研究．结果表明,与对照田相比,Bt稻田的节肢动物功能团组成及其优势度、各功能团内科组成及其优势度分布、功能团内个体数量的时间动态、群落参数(物种丰富度、Shannon-Wiener多样性指数、均匀性指数、优势集中性指数)及时间动态在大多情况下均无显著差异,两者间群落结构相似性较高．Bt水稻对稻田节肢动物群落基本无明显的负效应、而化防田的功能团优势度等群落特征指标与对照田相比,有时具有明显甚至显著的差异;群落结构相似性也较低．综合分析表明,Bt水稻对稻田节肢动物群落的影响明显弱于化学杀虫剂。     

转Bt基因水稻“赣绿1号”对非靶标害虫褐飞虱取食、产卵行为及生长发育的影响

【目的】研究转cry1Ab/Ac基因水稻"赣绿1号"对非靶标害虫褐飞虱Nilaparvata lugens的潜在影响。【方法】采用标准苗期集团筛选法研究"赣绿1号"对褐飞虱的抗性;利用取食和产卵选择性研究"赣绿1号"对褐飞虱取食、产卵行为的影响;用"赣绿1号"连续饲养褐飞虱5代,研究对褐飞虱生长发育(若虫发育历期、成虫体重)和繁殖(孵化子代若虫数量)的影响。【结果】"赣绿1号"与非转基因亲本对褐飞虱均表现为中抗;褐飞虱于"赣绿1号"上取食、产卵选择与非转基因亲本均无显著差异;除取食"赣绿1号"第2代褐飞虱第3龄龄期显著短于取食非转基因亲本水稻的褐飞虱外,第2代和第5代若虫各龄龄期均无显著差异,褐飞虱雌雄成虫体重和孵化若虫数均无显著差异。【结论】与对照水稻相比,转Bt基因水稻"赣绿1号"对非靶标害虫褐飞虱的苗期抗性、取食、产卵行为及生长发育等无明显的不利影响。     

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。     

转Cry1Ac基因抗虫玉米Bt-799对田间节肢动物群落多样性的影响

【目的】安全评价是转基因品种研发的重要保障,为明确转基因玉米Bt-799在生物多样性影响方面的安全性,并为其在吉林春玉米区种植提供安全保证,开展了转基因玉米Bt-799对田间节肢动物群落多样性影响的研究。【方法】综合利用直接观察法和地面陷阱法,以多样性指数、均匀度指数、优势度指数等参数以及主要种群动态作为评价指标,系统研究转基因玉米Bt-799对田间节肢动物群落多样性的影响。【结果】转基因玉米Bt-799较之对应的非转基因对照郑58在田间节肢动物群落结构参数、主要种群动态等方面均无显著差异。【结论】转Cry1Ac基因玉米Bt-799在吉林省种植,不会对田间节肢动物群落多样性造成显著不良影响。     

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/cry1Ac基因籼稻对稻田节肢动物群落影响

将稻田节肢动物群落按营养关系划分为5个功能团,即植食类、寄生类、捕食类、腐食类和其它类,从功能团优势度、功能团内科组成及其优势度、群落主要参数及群落相异性等方面,经两年四点的调查就2个转cry1Ab/cry1Ac基因籼稻（Bt水稻）品系TT9.3和TT9.4对稻田节肢动物群落的影响作了较系统评价。植食类、寄生类和腐食类功能团内某些优势科的优势度在Bt水稻田与对照（IR72）田之间有时呈显著或极显著差异,如Bt水稻田中茧蜂或姬蜂科的优势度有时明显低于对照。但是,在大多情况下Bt水稻田与对照田之间功能团优势度、功能团内科组成及其优势度、群落主要参数（物种丰富度、Shannon-Wiener多样性指数、均匀性指数、优势集中性指数）及其时间动态基本无明显差异;Bt水稻田与对照田间植食类、寄生类、捕食类亚群落和整个节肢动物群落的相异性大多较低。可见,Bt水稻对稻田节肢动物群落基本无明显的负面影响。     

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水稻对捕食性天敌黑肩绿盲蝽种群动态的影响

【目的】为研究转Bt水稻对其非靶标害虫稻飞虱的主要捕食性天敌黑肩绿盲蝽Cyrtorhinus lividipennis种群发生动态的影响。【方法】本研究以cry1Ac/cry1Ab融合基因型转Bt抗虫水稻"华恢1号"及其对照亲本"明恢63"为供试水稻,于2011、2012和2013连续3年在广西兴安县"转基因水稻试验基地"开展大田试验。【结果】与对照亲本稻田相比,转Bt水稻稻田黑肩绿盲蝽种群发生量有增加趋势,且在2012年出现极显著差异。此外,就被捕食者褐飞虱Nilaparvata lugens和白背飞虱Sogatella furcifera而言,无论在水稻品种,年份还是两者交互作用之间都存在极显著差异;而就两种稻飞虱总量而言,只在不同年份间存在极显著差异,在水稻品种及两者交互作用间不存在显著性差异。进一步通过相关分析表明,2011—2013连续3年黑肩绿盲蝽与褐飞虱、白背飞虱和两者总虫量之间均存在极显著正相关关系。【结论】转Bt水稻稻田捕食性天敌黑肩绿盲蝽的数量较大,这与非靶标害虫褐飞虱和白背飞虱种群发生量较大有关。     

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。     

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EPSPS基因抗除草剂玉米CC-2对田间节肢动物多样性的影响

【背景】转基因手段已成为改良玉米品种的重要途径之一,具有诸多优点的转基因玉米越来越受到人们的青睐。转基因玉米带来巨大经济和社会效益的同时,其安全风险问题也引发人们广泛关注,因此有必要对转基因玉米进行生物多样性影响评价。【方法】采用直接观察法和陷阱法对种植转EPSPS基因抗除草剂玉米CC-2及其对应的非转基因对照郑58的田间节肢动物进行调查,分析其群落组成、群落结构及主要类群动态。【结果】转基因玉米CC-2无论是喷施除草剂还是不喷施除草剂处理,与其对应的非转基因对照郑58相比,田间节肢动物群落组成、群落结构,以及田间主要节肢动物类群动态均无显著差异。【结论与意义】初步认为转EPSPS基因抗除草剂玉米CC-2对节肢动物多样性无安全风险,为转EPSPS基因抗除草剂玉米的推广提供一定生态安全数据。     

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Cry1Ab/Ac基因水稻对稻田浮游动物群落物种多样性的影响

为了解转Bt基因抗虫水稻对稻田浮游动物群落的安全性,本文以转Cry1Ab/Ac基因水稻"华恢1号"(HH1)为试验材料,以其非转基因亲本水稻"明恢63"(MH63)为对照,以浮游动物为指示生物,通过湖南湘潭基地连续3年的大田实验,研究了转Cry1Ab/Ac基因水稻对稻田浮游动物群落物种多样性的影响。结果表明:HH1与MH63两稻田生境浮游动物群落相似性高于0.70,优势种组成相似性高于0.89;浮游动物群落结构各参数的时间动态与总体分析均无显著差异;转Cry1Ab/Ac基因抗虫水稻HH1对稻田浮游动物群落物种多样性无不良影响。     

转双抗虫基因107杨节肢动物群落特征及相对稳定性

于2015年5—9月对唐山市滦南县苗圃场内的转双抗虫基因(Bt Cry1Ac和API基因)107杨(简称:转抗虫基因107杨)及未转基因107杨(简称:对照杨)进行了节肢动物群落调查,利用群落特征指数、群落相似性系数、群落相对稳定性和主成分分析法对转抗虫基因107杨节肢动物群落特征、相似性、相对稳定性及主成分进行对比分析。调查共获得节肢动物6818头,隶属于2纲,8目,43科,58种。研究结果表明:转抗虫基因107杨和对照杨节肢动物群落中以鳞翅目、鞘翅目、膜翅目、双翅目昆虫为主要类群,其中鳞翅目昆虫个体数量最多;鳞翅目和半翅目昆虫个体数量与对照杨差异显著;在功能类群上,转抗虫基因107杨食叶昆虫个体数量较对照杨显著减少,刺吸昆虫个体数量显著增加;转抗虫基因107杨节肢动物群落多样性指数、均匀度指数较高,优势度指数较低,节肢动物群落物种分布较均匀;相似性结果显示,物种组成与对照杨相似度较高;转抗虫基因107杨节肢动物群落物种间在数量上的制约作用较强;主成分分析表明食叶昆虫物种数量与个体数量、刺吸昆虫物种数量和其他植食性昆虫个体数量是影响转抗虫基因107杨与对照杨节肢动物群落变化的共同主导因子。     

转cry1Ab基因水稻田寄生蜂亚群落结构及其优势类群数量动态的研究

从寄生蜂的优势度、数量和时间动态等方面,对含cry1Ab基因的Bt水稻对稻田寄生蜂群落的影响作了评价。寄生蜂各科的组成与优势度的分布在Bt稻田和对照间无显著差异,但数量低于对照,其中,优势类群茧蜂数量显著低于对照。从田间动态看,仅在寄生蜂发生的高峰期,Bt稻田中的主要寄生蜂才显著低于对照。因此,Bt水稻对靶标害虫主要寄生蜂尤其是茧蜂可能具一定的负面影响。     

抗草甘膦转基因大豆对非靶标节肢动物群落多样性的影响

在田间自然条件下,用直接观察法和吸虫器研究了抗草甘膦转基因大豆对豆田节肢动物群落的影响.结果表明,种植抗除草剂转基因大豆的豆田节肢动物群落和非转基因亲本大豆豆田节肢动物群落的物种数,优势集中性指数、多样性指数相似程度较高,它们之间差异不显著,说明抗除草剂转基因大豆对节肢动物群落多样性无明显影响.     

Bt水稻对青翅蚁形隐翅虫存活及捕食功能的影响

【目的】以稻田中重要捕食性天敌青翅蚁形隐翅虫Paederus fuscipes Curtis为研究对象,探讨在室内条件下青翅蚁形隐翅虫取食转Bt基因水稻上的褐飞虱后对其存活率和捕食功能的影响。【方法】在室内条件下,取食通过用一直取食转Bt水稻的褐飞虱Nilaparvata lugens(St?l)来饲养青翅蚁形隐翅虫,在第7、14、21、28天调查其成活率,研究转Bt水稻对青翅蚁形隐翅虫生长的影响。通过设置不同的猎物密度和捕食者密度,研究转Bt水稻对青翅蚁形隐翅虫成虫捕食功能的影响。【结果】室内条件下,转Bt水稻对青翅蚁形隐翅虫的存活率无明显影响。在试验褐飞虱密度下,转Bt基因水稻对青翅蚁形隐翅虫对褐飞虱的捕食量无显著影响,且捕食作用方程可用HollingⅡ模型拟合,理论方程为Na=1.3421N/(1+0.0887N)。瞬时攻击率a′和平均处理时间Th无显著差异,同时,转Bt基因水稻对青翅蚁形隐翅虫的捕食干扰反应无显著影响。【结论】转Bt基因水稻对供试天敌昆虫青翅蚁形隐翅虫存活率和捕食功能无明显影响。     

转cry1 Ac/cpti基因水稻对土壤氨氧化细菌群落组成和丰度的影响

【背景】氨氧化细菌是驱动硝化作用的关键微生物,其群落多样性变化对土壤氮素转化具有重要意义。转基因作物可能通过根系分泌物和植株残体组成的改变对土壤微生物群落产生影响。【方法】本研究通过田间定位试验,利用特异引物进行PCR-DGGE（聚合酶链反应—变性梯度凝胶电泳）和荧光定量PCR,分析了种植转cry1 Ac/cpti双价抗虫基因水稻第3、4年土壤中氨氧化细菌群落组成和丰度的变化。【结果】水稻各生育期（分蘖期、齐穗期和成熟期）内,转cry1 Ac/cpti基因杂交稻Ⅱ优科丰8号（GM）的土壤氨氧化细菌16S rRNA基因群落组成、多样性指数与其对应的非转基因杂交稻Ⅱ优明恢86（CK）间均没有显著差异;以DGGE条带为基础的氨氧化细菌群落组成的冗余分析（RDA）显示,GM和CK的土壤氨氧化细菌群落组成只与水稻生育期存在显著相关性（P=0.002和0.018）;同时,水稻各生育期内土壤氨氧化细菌16S rRNA基因丰度在GM和CK间也没有显著差异,但均随水稻生长而变化且在齐穗期达到最高（P〈0.05）。【结论与意义】稻田土壤氨氧化细菌的群落组成与丰度在水稻不同生育期存在差异,但在转cry1 Ac/cpti基因水稻和非转基因水稻间没有显著差异,即一定时期内种植转cry1 Ac/cpti抗虫基因水稻不会影响土壤氨氧化细菌的群落组成和丰度。     

不同种植方式下转Bt基因水稻对稻田节肢动物群落的影响

如何设置庇护所使其在转基因作物靶标害虫抗性治理中达到更高的效率,就此,本文 研究了Bt水稻与非Bt水稻不同种植方式对Bt稻田节肢动物群落的影响。结果表明,整体上,块块种植和列列混栽方式对Bt稻田节肢动物群落多样性、均匀度和优势集中性无显著影响;但混栽方式下的Bt稻田节肢动物群落个体密度和物种丰富度显著偏低。在水稻发育中期,混栽方式下Bt稻田节肢动物群落季节动态与块块种植方式下的明显不同,其多样性、均匀度、优势集中性指数均类似于同种植方式下非Bt稻上各参数的季节动态。混栽方式下的庇护所效应更明显。     

种植Bt水稻后的土壤对赤子爱胜蚓生长发育及酶活性的影响

【背景】转基因作物种植的安全问题一直备受关注。关于Bt蛋白对地下非靶标生物影响的研究是转基因作物安全评价的重要内容。【方法】在转Bt基因水稻收割后的稻田里分别种植豌豆、紫云英和油菜作为后茬作物。分别于2013年1、3和6月3次采集不同后茬作物田中的土壤作为材料,于室内饲养赤子爱胜蚓,4周和7周后,测定蚯蚓的生长发育指标、存活率以及体内酶活性的变化情况。此外,还测定了不同深度土壤中Bt蛋白的含量以及用Bt蛋白直接饲喂的赤子爱胜蚓的存活率。【结果】与种植过非转基因水稻MH63的土壤相比,分别种植过含cry2A和cry1C基因水稻后的土壤对赤子爱胜蚓的生长发育、存活率及体内酶活性无显著影响。1月份和3月份转cry2A基因水稻田以及1月份转cry1C基因水稻田采集的表层土样中的Bt蛋白含量显著高于地下10 cm和地下20 cm土壤中的含量,地下2层土样中的Cry2A蛋白含量之间无差异。3月份转cry1C基因水稻田以及6月份转cry2A和转cry1C基因水稻田的土壤中Bt蛋白的含量均不受土壤深度的影响。种植的后茬作物对土壤中的Bt蛋白无显著消解作用。室内模拟土壤最高Bt蛋白浓度的条件下,Cry2A蛋白处理的蚯蚓存活率为96.7%,Cry1C蛋白处理的蚯蚓存活率为95.0%,两者与对照相比无显著差异。【结论与意义】转cry2A和cry1C基因Bt水稻的种植对蚯蚓的生长发育和体内酶活性无显著影响。本研究为转基因水稻的安全评价提供了一定的依据。