氣候變化下轉(zhuǎn)Bt水稻對(duì)三種飛虱種群動(dòng)態(tài)的影響研究.pdf

1、近年來，水稻因?yàn)檗r(nóng)業(yè)害蟲造成的減產(chǎn)重大，轉(zhuǎn)Bt水稻的推廣和應(yīng)用被認(rèn)為可從根本上減輕其靶標(biāo)鱗翅目害蟲的發(fā)生和危害;但相應(yīng)的也會(huì)導(dǎo)致其非靶標(biāo)害蟲(如褐飛虱Nilaparvata lugens(Stal)、白背飛虱Sogatella furcifera(Horváth)及灰飛虱Laodelphax striatellus(Fallén)）的危害加重等新問題。有研究表明，轉(zhuǎn)Bt水稻外源Bt基因的導(dǎo)入會(huì)改變其代謝生理，從而改變次生代謝產(chǎn)物進(jìn)而影響

2、到非靶標(biāo)害蟲種群動(dòng)態(tài)的變化。另一方面，由于人類大量使用化石燃料和土地利用的改變使CO2濃度在上個(gè)世紀(jì)增加了近100μl/L，并且這種趨勢(shì)在未來還會(huì)持續(xù)增加。現(xiàn)有研究表明，轉(zhuǎn)Bt水稻毒素表達(dá)量在CO2升高的條件下會(huì)降低。顯而易見，轉(zhuǎn)Bt水稻其抗蟲性將在CO2升高的環(huán)境下發(fā)生改變，溫度升高同樣會(huì)影響植物的代謝生理，也會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)Bt水稻的抗蟲性產(chǎn)生影響，明確這種綜合的環(huán)境變化反映出的非靶標(biāo)害蟲種群數(shù)量的表現(xiàn)必將對(duì)全球氣候變化背景下轉(zhuǎn)Bt水稻的害蟲

3、防治起到指導(dǎo)性作用，進(jìn)而服務(wù)于轉(zhuǎn)Bt水稻的生態(tài)可持續(xù)利用，目前這方面綜合的研究國(guó)內(nèi)外還很少。
　　 由此，本文取食轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲水稻華恢(HH1)及其對(duì)照親本明恢(MH63)的褐飛虱、白背飛虱及灰飛虱種群為研究對(duì)象，通過大田試驗(yàn)和開頂式氣室(Open-TopChamber; OTC)CO2控制試驗(yàn)，系統(tǒng)研究了高CO2、不同溫度環(huán)境條件下轉(zhuǎn)Bt水稻的對(duì)非靶標(biāo)害蟲種群的影響，以期進(jìn)一步研討未來大氣CO2濃度升高，全球溫度升高環(huán)境下轉(zhuǎn)

4、Bt水稻種植對(duì)非靶標(biāo)害蟲的種群動(dòng)態(tài)的影響。主要結(jié)果如下:
　　 1.通過在廣西興安水稻大田試驗(yàn)研究了轉(zhuǎn)Bt基因水稻華恢1號(hào)（cry1Ac/cry1Ab融合基因型，簡(jiǎn)稱HH1）及其對(duì)照親本明恢63（簡(jiǎn)稱MH63）稻田害蟲鱗翅目稻縱卷葉螟和同翅目白背飛虱種群作為為研究對(duì)象，進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，對(duì)比了轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻種植下靶標(biāo)害蟲種群和非靶標(biāo)害蟲種群的發(fā)生規(guī)律及其致害力差異。結(jié)果表明:稻縱卷葉螟的落卵量和幼蟲發(fā)生量在轉(zhuǎn)Bt水稻及其對(duì)照親本

5、上無顯著差異，但卷葉株率和卷葉率在轉(zhuǎn)Bt水稻上的表現(xiàn)都顯著低于對(duì)照親本.表明轉(zhuǎn)Bt水稻對(duì)靶標(biāo)害蟲鱗翅目稻縱卷葉螟具有較高抗性.白背飛虱若蟲、成蟲及整個(gè)種群的發(fā)生動(dòng)態(tài)在轉(zhuǎn)Bt水稻及對(duì)照親本上差異不顯著，并且白背飛虱長(zhǎng)翅型和短翅型成蟲的種群發(fā)生影響在轉(zhuǎn)Bt水稻上表現(xiàn)也不顯著.在白背飛虱蟲量發(fā)生高峰期，若蟲及短翅型成蟲的發(fā)生量在轉(zhuǎn) Bt水稻上表現(xiàn)均明顯高于對(duì)照親本;相反，長(zhǎng)翅型成蟲發(fā)生量在轉(zhuǎn)Bt水稻上明顯低于對(duì)照親本，且到水稻生育后期轉(zhuǎn)Bt水

6、稻的長(zhǎng)翅型成蟲雌性比明顯低于對(duì)照親本.結(jié)果表明非靶標(biāo)害蟲白背飛虱的發(fā)生危害在轉(zhuǎn)Bt水稻大面積商業(yè)化種植下將變得更為復(fù)雜.
　　 2.通過在德州寧津水稻大田試驗(yàn)試驗(yàn)研究了轉(zhuǎn)Bt基因水稻華恢1號(hào)及其對(duì)照親本明恢63的褐飛虱，白背飛虱，灰飛虱種群作為為研究對(duì)象，進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，對(duì)比了轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻種植下非靶標(biāo)害蟲種群的發(fā)生規(guī)律。結(jié)果表明:對(duì)褐飛虱與灰飛虱而言，取食轉(zhuǎn)Bt水稻對(duì)其發(fā)生沒有顯著影響。轉(zhuǎn)Bt水稻對(duì)白背飛虱的種群發(fā)生有著顯著

7、降低的影響。對(duì)白背飛虱成蟲種群的翅型分化情況進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)翅型成蟲更趨向取食對(duì)照親本處理。
　　 3.通過開頂式氣室研究了CO2濃度倍增（657.7μl/L vs.365.7μl/L）對(duì)取食轉(zhuǎn)Bt基因水稻HH1及其對(duì)照親本MH63的褐飛虱，白背飛虱，灰飛虱種群參數(shù)的影響，以三種飛虱的種群參數(shù)為研究對(duì)象系統(tǒng)研究了轉(zhuǎn)基因水稻種植下CO2濃度升高和溫度變化對(duì)害蟲種群的發(fā)生規(guī)律及致害力差異。研究結(jié)果表明:
　　 2010年:在

8、調(diào)查期間白背飛虱為優(yōu)勢(shì)種群，種群數(shù)量顯著大于灰飛虱與褐飛虱。三種飛虱在取食轉(zhuǎn)Bt水稻處理中都呈現(xiàn)出種群數(shù)量的顯著降低，將來轉(zhuǎn)Bt水稻種植會(huì)降低飛虱的發(fā)生，與德州大田種群數(shù)量實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符。高溫度水平會(huì)顯著增加白背飛虱的種群數(shù)量。
　　 2011年:白背飛虱和褐飛虱為優(yōu)勢(shì)種群，數(shù)量顯著多于灰飛虱，CO2濃度升高對(duì)褐飛虱和灰飛虱種群數(shù)量有一定的促進(jìn)作用，但可以顯著抑制白背飛虱種群。溫度升高對(duì)三種飛虱影響均未達(dá)到顯著水平，從種群發(fā)生動(dòng)態(tài)

9、來看，高溫對(duì)褐飛虱的若蟲發(fā)生有一定的促進(jìn)作用，對(duì)褐飛虱成蟲則有一定的抑制作用。在白背飛虱發(fā)生高峰期會(huì)對(duì)白背飛虱若蟲的種群增長(zhǎng)有一定的促進(jìn)作用，對(duì)灰飛虱有抑制作用。取食轉(zhuǎn)Bt基因的褐飛虱，成蟲種群增長(zhǎng)達(dá)到顯著水平。對(duì)于白背飛虱而言，三因子方差分析結(jié)果與種群發(fā)生情況都顯示白背飛虱若蟲更趨向取食轉(zhuǎn)Bt水稻品種，與親本形成顯著性差異(p=0.049＜0.05)，白背飛虱成蟲更趨向于親本MH63，對(duì)于灰飛虱種群無顯著性差異，種群動(dòng)態(tài)顯示取食親本M