取食轉(zhuǎn)基因棉的棉蚜對中華草蛉的影響及Bt毒蛋白在三級營養(yǎng)鏈中的傳遞.pdf

1、本論文以生產(chǎn)上大規(guī)模商業(yè)化種植的轉(zhuǎn)基因棉（國抗12，新棉33B和SGK321）及其對應(yīng)常規(guī)棉（泗棉3號，新棉33，石遠(yuǎn)321）為材料，測定了各轉(zhuǎn)基因棉不同生育期和不同部位的Bt毒蛋白含量;以取食各品種棉花的棉蚜（Aphisgossypii）飼喂中華草蛉（Chrysoperlasinica），研究不同品種轉(zhuǎn)基因棉對中華草蛉生長發(fā)育與繁殖的間接影響以及中華草蛉對各品種棉田棉蚜的捕食功能反應(yīng)及搜尋效應(yīng);依托生態(tài)系統(tǒng)的重要構(gòu)成部分——食物鏈，研

2、究Bt毒蛋白在棉花-棉蚜-蜜露-針毛收獲蟻(Messoraciculatus)中的轉(zhuǎn)移，以及在棉花-棉蚜-中華草蛉中的傳遞。主要研究結(jié)果如下:
　　 1.轉(zhuǎn)基因抗蟲棉Bt毒蛋白表達(dá)量的時空變化研究結(jié)果表明:Bt基因在所有轉(zhuǎn)基因棉花器官中均有表達(dá)，不同生育期功能葉中的Bt毒蛋白含量差異顯著，變化趨勢為先高后低再略有回升，即苗期＞蕾期＞花期＞吐絮期＞鈴期;蕾、花、鈴各部位中的Bt毒蛋白含量的時間變化也有相同趨勢。Bt毒蛋白在各時期的

3、含量均表現(xiàn)為功能葉中最高，大于花、蕾等繁殖器官。不同葉位對Bt毒蛋白含量有直接影響。不同花器官中Bt毒蛋白含量有明顯差異，表現(xiàn)為花瓣＞花蕊＞子房＞苞片，其中苞片中Bt毒蛋白含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于花瓣等其它花器官。GK12苞片中Bt毒蛋白含量最低，僅為147.9ng/g;最高Bt毒蛋白含量在SGK321功能葉中被檢測到，達(dá)1630.1ng/g，為GK12苞片中含量的11.0倍。轉(zhuǎn)基因棉葉中殺蟲蛋白在土壤環(huán)境中的降解趨勢表現(xiàn)為初期降解非常迅速，之后趨

4、于平緩。試驗開始的第一個月里（2010年9月～2010年10月），GK12、33B、SGK321三個品種中的殺蟲蛋白分別降解了76.78％，82.03％和84.26％，至次年4月份，幾乎檢測不到Bt蛋白，到5月份已完全檢測不到Bt蛋白存在。
　　 2.取食不同品種棉花的蚜蟲對中華草蛉生長發(fā)育及繁殖的影響結(jié)果指出:中華草蛉捕食不同品種棉花上的棉蚜后，其死亡率、羽化率以及繭的發(fā)育歷期、繭重和成蟲性比在棉花品種間大多無顯著差異;取食S

5、GK321棉田棉蚜的草蛉幼蟲1代死亡率為8.89％，還極顯著低于對照處理(40.0％)，2代死亡率為16.09％，也顯著低于對照處理(75.9％);取食SGK321棉田棉蚜的草蛉幼蟲1、2代羽化率較高，分別為對照品種的1.18倍和1.17倍。各處理間草蛉成蟲的產(chǎn)卵前期無顯著差異;產(chǎn)卵期表現(xiàn)為取食轉(zhuǎn)基因棉田棉蚜的草蛉都顯著長于對照處理，其中取食SGK321棉田棉蚜的草蛉1代產(chǎn)卵歷期達(dá)33.01天，顯著高于對照;用取食轉(zhuǎn)基因棉的棉蚜飼喂草蛉

6、，后者的產(chǎn)卵量高于對應(yīng)處理。其中，取食轉(zhuǎn)基因棉田棉蚜的草蛉1、2代單雌產(chǎn)卵量部分顯著高于對照，且取食SGK321棉田棉蚜的草蛉幼蟲1代單雌產(chǎn)卵量高達(dá)882粒，顯著高于對照處理。各處理間草蛉卵的孵化率無顯著差異。一系列研究結(jié)果均表明，轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲棉對中華草蛉的生長發(fā)育和繁殖無不良影響。取食轉(zhuǎn)基因棉，尤其是SGK321品種上的棉蚜對中華草蛉的生長發(fā)育與繁殖似有一定的促進作用。
　　 3.中華草蛉對不同品種棉田棉蚜的功能反應(yīng)與搜尋效

7、應(yīng)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，草蛉幼蟲取食蚜蟲的數(shù)量隨獵物密度的增加而增大，雖然草蛉對轉(zhuǎn)基因棉田蚜蟲的捕食量大多高于常規(guī)棉田，但差異不顯著。草蛉幼蟲各蟲齡對棉蚜的捕食功能反應(yīng)均符合HollingⅡ型。功能反應(yīng)方程指出，草蛉幼蟲的最大日捕食量常規(guī)棉略低于轉(zhuǎn)基因棉，捕食轉(zhuǎn)基因棉田棉蚜的處理時間短于捕食常規(guī)棉田的棉蚜。草蛉2齡、3齡幼蟲對SGK321棉田棉蚜的日平均捕食量高于對照29％和41％。研究指出，草蛉各齡幼蟲對常規(guī)棉田棉蚜的捕食作用率要低于轉(zhuǎn)基因棉處理

8、。草蛉各齡幼蟲捕食轉(zhuǎn)基因棉田棉蚜的種內(nèi)干擾強度高于對照常規(guī)棉處理。分?jǐn)偢偁帍姸妊芯拷Y(jié)果表明:中華草蛉對轉(zhuǎn)基因棉田棉蚜的分?jǐn)偢偁帍姸却笥诔Ｒ?guī)棉田，1齡、2齡、3齡中華草蛉對轉(zhuǎn)基因棉田棉蚜的最高分?jǐn)偢偁帍姸确謩e高于對照品種棉田棉蚜的29.6％，27.4％和69.6％。由此可見，轉(zhuǎn)基因棉對中華草蛉的捕食作用無不良影響。
　　 4.Bt毒蛋白在棉花-棉蚜-蜜露-針毛收獲蟻中的轉(zhuǎn)移及在棉花-棉蚜-中華草蛉食物鏈中的傳遞結(jié)果發(fā)現(xiàn):轉(zhuǎn)基因棉葉

9、中存在高濃度的Bt毒蛋白，三個轉(zhuǎn)基因棉品種苗期功能葉的Bt毒蛋含量均達(dá)1000ng/g以上，而韌皮部汁液中的Bt毒蛋白含量非常低，苗期、花鈴期分別僅為棉葉含量的0.36％和0.37％。取食轉(zhuǎn)基因棉花的棉蚜體內(nèi)也檢測到了Bt毒蛋白，但含量甚微。連續(xù)、多代取食轉(zhuǎn)基因棉的棉蚜，其體內(nèi)Bt毒蛋白含量較高，是取食轉(zhuǎn)基因棉一代棉蚜的1.16倍。表明隨著取食代數(shù)的增加，毒蛋白在棉蚜體內(nèi)似有一定的累積。取食各轉(zhuǎn)基因棉的棉蚜分泌的蜜露量差異顯著，常規(guī)棉田