轉(zhuǎn)基因棉對(duì)棉蚜及其天敵龜紋瓢蟲的影響.pdf

1、目前，轉(zhuǎn)基因作物已在全世界范圍內(nèi)廣泛種植，轉(zhuǎn)基因作物對(duì)防治靶標(biāo)害蟲以及減少農(nóng)藥使用做出了巨大貢獻(xiàn)。但是，種植轉(zhuǎn)基因作物存在一些風(fēng)險(xiǎn)，其中之一就是轉(zhuǎn)基因作物對(duì)非靶標(biāo)昆蟲是否有潛在的威脅。轉(zhuǎn)基因作物對(duì)非靶標(biāo)昆蟲的安全評(píng)價(jià)是轉(zhuǎn)基因作物環(huán)境安全評(píng)價(jià)的重要組成部分，是轉(zhuǎn)基因作物能否取得國家安全證書的必經(jīng)階段。植食性害蟲棉蚜和天敵昆蟲龜紋瓢蟲是兩種非常重要的非靶標(biāo)昆蟲。在本論文中從以下幾個(gè)方面研究了轉(zhuǎn)基因棉和Bt蛋白對(duì)棉蚜和龜紋瓢蟲的影響:

2、　　1 Bt蛋白在“轉(zhuǎn)基因棉-棉蚜-龜紋瓢蟲”食物鏈中的傳遞及其通過食物鏈對(duì)天敵龜紋瓢蟲的影響
　　雙價(jià)抗蟲棉（代號(hào)ZMSJ，表達(dá)Cry1Ac/Cry2Ab蛋白）和抗蟲抗除草劑棉（代號(hào)ZMKCKC，表達(dá)Cry1Ac/EPSPS蛋白）尚未在國內(nèi)商業(yè)化種植，現(xiàn)階段對(duì)它們的安全評(píng)價(jià)至關(guān)重要。研究發(fā)現(xiàn)，取食了轉(zhuǎn)基因棉ZMSJ和ZMKCKC的棉蚜體內(nèi)存在微量的Cry1Ac蛋白。取食轉(zhuǎn)基因棉棉蚜后，龜紋瓢蟲的體內(nèi)也檢測(cè)到了Cry1Ac蛋白，并

3、且Cry1Ac蛋白的含量隨著龜紋瓢蟲取食時(shí)間的延長而增加。但是，取食了轉(zhuǎn)基因棉棉蚜的龜紋瓢蟲的存活率、成蟲體重和產(chǎn)卵量沒有顯著性的變化。取食了轉(zhuǎn)基因棉棉蚜的龜紋瓢蟲的發(fā)育歷期有顯著性的延長，取食了ZMSJ棉蚜的龜紋瓢蟲的產(chǎn)卵前期有顯著性的延長。這些差異可能是棉蚜的營養(yǎng)質(zhì)量下降而引起的。我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Bt蛋白可以通過食物鏈傳遞給龜紋瓢蟲，并且這兩種轉(zhuǎn)基因棉對(duì)龜紋瓢蟲的生長發(fā)育及繁殖沒有不利影響。
　　2 Bt蛋白對(duì)棉蚜的影響<

4、br>　　cry1Ah基因是轉(zhuǎn)基因棉的候選Bt基因，很有希望被轉(zhuǎn)入棉花而研發(fā)出新的轉(zhuǎn)基因棉品種，而cry2Ab基因來源于尚未商業(yè)化種植的雙價(jià)抗蟲棉ZMSJ。但是，這兩個(gè)基因所表達(dá)的Bt蛋白對(duì)非靶標(biāo)昆蟲的影響尚未闡明。棉蚜是危害棉花的重要害蟲，也是一種重要的非靶標(biāo)昆蟲。本章研究了Cry1Ah和Cry2Ab蛋白對(duì)棉蚜生物學(xué)指標(biāo)的影響以及在分子水平上棉蚜解毒和氨基酸代謝相關(guān)基因?qū)t蛋白的響應(yīng)。研究結(jié)果顯示，Cry1Ah和Cry2Ab蛋白對(duì)棉

5、蚜的生長發(fā)育沒有不利影響，并且這兩種Bt蛋白對(duì)棉蚜解毒和氨基酸代謝相關(guān)基因的表達(dá)量也沒有影響。因此，我們認(rèn)為Cry1Ah和Cry2Ab蛋白對(duì)棉蚜沒有不利影響。
　　3轉(zhuǎn)基因棉上的棉蚜共生細(xì)菌的群落結(jié)構(gòu)及多樣性
　　蚜蟲的共生細(xì)菌對(duì)蚜蟲的生存繁衍起著很重要的作用。轉(zhuǎn)cry1Ac基因棉在中國種植了近20年的時(shí)間，但是，對(duì)轉(zhuǎn)cry1Ac基因棉棉蚜的共生細(xì)菌的研究非常少。在本章中運(yùn)用Illumina MiSeq平臺(tái)的高通量測(cè)序技術(shù)，

6、研究了中國北方三省的轉(zhuǎn)cry1Ac基因棉棉蚜的共生菌的群落結(jié)構(gòu)及多樣性。結(jié)果顯示，轉(zhuǎn)cry1Ac基因棉棉蚜的共生菌以初級(jí)共生菌Buchnera為主，次級(jí)共生菌Arsenophonus和Hamiltonella的相對(duì)豐度較低。據(jù)我們所知，這是首次在棉蚜中發(fā)現(xiàn)Hamiltonella共生菌的存在。不同的環(huán)境選擇壓力可能導(dǎo)致了河北省的轉(zhuǎn)基因棉棉蚜共生菌的群落多樣性要比河南山東兩省的更加豐富，并且使得不同省份間的棉蚜共生菌的群落結(jié)構(gòu)存在差異。<

7、br>　　4 Bt蛋白對(duì)龜紋瓢蟲的影響
　　cry1Ah和cry2Ab基因所表達(dá)的Bt蛋白對(duì)非靶標(biāo)昆蟲的影響尚未闡明。龜紋瓢蟲是一種常見的并且種群數(shù)量豐富的天敵昆蟲，也是一種重要的非靶標(biāo)昆蟲。本章研究了Cry1Ah和Cry2Ab蛋白對(duì)龜紋瓢蟲生物學(xué)指標(biāo)的影響以及在分子水平上龜紋瓢蟲解毒相關(guān)基因?qū)t蛋白的響應(yīng)，還研究了兩種Bt蛋白對(duì)龜紋瓢蟲的營養(yǎng)利用的影響。結(jié)果表明，Cry1Ah和Cry2Ab蛋白對(duì)龜紋瓢蟲的生物學(xué)指標(biāo)沒有不利影響