不同棉花品種與棉田主要天敵對(duì)棉蚜的協(xié)同控制作用.pdf

1、Bt棉花的大面積種植有效地控制了棉鈴蟲Helicoverpa armigera Hübner等鱗翅目害蟲的危害,棉田化學(xué)農(nóng)藥的使用量因此而大幅度減少。棉田害蟲地位也隨之發(fā)生變化,棉蚜Aphis gossypii Glover等非靶標(biāo)害蟲在Bt棉田有發(fā)生加重趨勢(shì),成為Bt棉推廣種植面臨的新問(wèn)題。為了有效利用天敵來(lái)控制棉田蚜蟲的為害,本文以轉(zhuǎn)單價(jià)的Bt基因棉GK12、33B和轉(zhuǎn)雙價(jià)的CpTI+Bt基因棉SGK321為材料,并以它們的親本棉(

2、泗棉3號(hào)、33和石遠(yuǎn)321)為對(duì)照,研究探討這些品種棉田棉蚜的主要捕食與寄生性天敵的種類與種群動(dòng)態(tài),同時(shí)選擇棉蚜的重要捕食性天敵龜紋瓢蟲Propylea japonica Thungberg和寄生性天敵棉蚜繭蜂Lysiphlebia japonica Ashmead為研究對(duì)象進(jìn)行生物學(xué)習(xí)性、控害能力與寄主選擇行為等方面的研究,并探討了與棉蚜繭蜂相關(guān)的不同棉花品種、不同處理棉花的揮發(fā)物組分及含量差異。研究結(jié)果如下:
　　 每7天一

3、次的大田調(diào)查結(jié)果表明,棉蚜在GKl2、33B、SGK321三個(gè)轉(zhuǎn)基因棉田平均百株蟲量分別為638、469和588頭,比對(duì)照分別增加9.4％、4.9％和5.9％,但差異均不顯著。棉蚜的捕食性天敵有瓢蟲類、蜘蛛類和草蛉類,寄生性天敵主要是棉蚜繭蜂。通過(guò)大田調(diào)查得知,轉(zhuǎn)基因棉田捕食性天敵種群數(shù)量與對(duì)照棉田無(wú)顯著差異,而寄生性天敵棉蚜繭蜂種群數(shù)量在轉(zhuǎn)Bt基因棉GK12和33B棉田百株平均蜂量均為23頭,比對(duì)照顯著了增加31.6％和20.8％,而

4、在轉(zhuǎn)CpTI+Bt棉田百株平均蜂量為17頭,比對(duì)照減少了4.0％,差異不顯著。轉(zhuǎn)雙價(jià)CpTI+Bt棉田的棉蚜繭蜂百株蜂量與轉(zhuǎn)單價(jià)Bt基因棉田GK12和33B相比,分別減少了25.8％和26.7％,差異達(dá)顯著水平。捕食性天敵中,瓢蟲的種群數(shù)量與棉蚜的種群數(shù)量在三個(gè)常規(guī)棉花品種泗棉3號(hào)、33、石遠(yuǎn)321棉田以及轉(zhuǎn)雙價(jià)棉SGK321棉田具有顯著或極顯著的同步追隨效應(yīng),相關(guān)系數(shù)分別為0.7674、0.8310、0.7070和0.6420,而在轉(zhuǎn)

5、Bt基因棉GK12和33B棉田間這兩者的關(guān)系有1周的滯后性;捕食性天敵草蛉類對(duì)棉蚜沒(méi)有顯著的追隨關(guān)系;蜘蛛類對(duì)棉蚜的控制作用存在一定的滯后性。在泗棉3號(hào)、GK12、33、33B、石遠(yuǎn)321和SGK321六個(gè)品種棉田中,棉蚜繭蜂種群數(shù)量與棉蚜種群數(shù)量之間的相關(guān)系數(shù)分別為0.7044、0.7779、0.9394、0.9154、0.8366和0.8677,均達(dá)到了極顯著水平。說(shuō)明棉蚜繭蜂對(duì)棉蚜具有緊密的同步發(fā)生效應(yīng)。同時(shí),2009年與2010

6、年兩年的大田調(diào)查顯示出相似的結(jié)果。
　　 研究指出,三個(gè)轉(zhuǎn)基因棉品種GK12、33B和SGK321棉田龜紋瓢蟲的平均百株蟲量分別為23、21和18頭,比對(duì)照常規(guī)棉田分別增加了3.6％、3.5％和2.8％,差異均不顯著。龜紋瓢蟲生物學(xué)習(xí)性的研究發(fā)現(xiàn),取食轉(zhuǎn)基因棉花上的蚜蟲對(duì)龜紋瓢蟲幼蟲的發(fā)育、存活、性比等無(wú)不利影響。用取食轉(zhuǎn)雙價(jià)基因棉上的蚜蟲連續(xù)飼喂龜紋瓢蟲,其成蟲產(chǎn)卵量比對(duì)照下降了34.3％,差異達(dá)顯著水平;為害轉(zhuǎn)Bt基因棉GK

7、12和33B后的蚜蟲喂養(yǎng)龜紋瓢蟲,其產(chǎn)卵量分別增加了133.3％和42.7％,差異顯著;用取食轉(zhuǎn)基因棉GK12、33B和SGK321的蚜蟲再飼養(yǎng)龜紋瓢蟲,其卵的孵化率與對(duì)照相比分別下降了5.9％、4.0％和11.0％,前兩個(gè)轉(zhuǎn)基因棉品種與對(duì)照間差異不顯著,后一個(gè)品種與對(duì)照相比差異顯著。不管是來(lái)自哪個(gè)棉花品種上的棉蚜,龜紋瓢蟲的捕食量均隨獵物密度的增加而增大,其中龜紋瓢蟲對(duì)采自轉(zhuǎn)基因棉田蚜蟲的捕食量多高于常規(guī)棉田,各齡幼蟲對(duì)棉蚜的捕食功能

8、反應(yīng)均符合HollingⅡ型。龜紋瓢蟲各齡幼蟲及雌成蟲對(duì)不同品種棉花上蚜蟲的選擇性無(wú)顯著差異。
　　 不管是大田調(diào)查還是室內(nèi)飼養(yǎng),棉蚜繭蜂對(duì)轉(zhuǎn)基因棉飼喂的蚜蟲的寄生率與對(duì)照相比差異均不顯著。棉蚜繭蜂寄生轉(zhuǎn)基因棉花GK12、33B和SGK321飼喂的蚜蟲后,成蜂的羽化率比對(duì)照分別提高了8.8％、9.1％和5.7％,但差異不顯著。寄生轉(zhuǎn)基因棉的棉蚜繭蜂壽命與對(duì)照相比無(wú)顯著差異。在大田調(diào)查中,棉蚜繭蜂的雌性比均大于1,而在室內(nèi)條件下,

9、棉蚜繭蜂寄生不同品種棉蚜的性比趨于1:1。說(shuō)明轉(zhuǎn)基因棉對(duì)棉蚜繭蜂的寄生、羽化、性比和雌蟲壽命等沒(méi)有不利影響。
　　 棉蚜繭蜂無(wú)法識(shí)別健康的轉(zhuǎn)基因棉和常規(guī)棉,對(duì)于不含寄主的蟲害棉來(lái)說(shuō),棉蚜繭蜂更趨向于轉(zhuǎn)基因棉,在三組轉(zhuǎn)基因棉與對(duì)照品種棉花之間都表現(xiàn)出顯著或極顯著差異;在含有棉蚜若蟲的蟲害棉處理中,轉(zhuǎn)Bt基因棉GK12對(duì)棉蚜繭蜂的吸引力與對(duì)照棉相比基本相同,轉(zhuǎn)Bt基因棉33B和轉(zhuǎn)Bt+CpTI基因棉SGK321與它們的親本對(duì)照棉相比

10、,對(duì)棉蚜繭蜂的吸引力則顯著上升。利用固相微萃取法(SPME)共收集到六個(gè)品種棉花不同處理的18種揮發(fā)性物質(zhì),包括10種萜烯類、4種醛類、2種醇類、1種酯類和1種烷烴類。轉(zhuǎn)基因棉和對(duì)照常規(guī)棉收集的揮發(fā)物在相同處理?xiàng)l件下組分基本相同,在健康棉株、含有棉蚜若蟲的蟲害棉及不含棉蚜若蟲的蟲害棉這3個(gè)處理及不同棉花品種之間組分有一定差異。在3個(gè)處理中,轉(zhuǎn)Bt基因棉GK12揮發(fā)物中的α-蒎烯、β-蒎烯和檸檬烯與對(duì)照親本棉相比相對(duì)含量都較高,而β-月桂

11、烯和β-羅勒烯的相對(duì)含量與對(duì)照相比則顯著下降。轉(zhuǎn)Bt基因棉33B棉花揮發(fā)物與對(duì)照相比α-蒎烯在3個(gè)處理中相對(duì)含量都較高,與對(duì)照都存在顯著差異,在受棉蚜為害后,檸檬烯含量顯著升高,β-蒎烯僅在健康植株間存在差異。轉(zhuǎn)雙價(jià)棉SGK321與對(duì)照相比,α-蒎烯在3個(gè)處理中相對(duì)含量與對(duì)照相比都顯著上升,檸檬烯、3-7-二甲基-1,3,6-辛三烯和(Z)-3-已烯乙酸酯在受棉蚜為害后相對(duì)含量都顯著升高。33B和SGK321品種在3個(gè)處理中,β-月桂烯