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转基因棉对棉铃虫和寄生蜂的双重效应研究

任璐  
【摘要】: 自从转基因作物大面积推广以来,其生态安全性问题已引起世界各地专家学者的关注。现有一些资料表明:转基因植物对有益生物如天敌尤其是寄生性天敌将产生一些潜在的不利影响。鉴于此,本论文以转双价抗虫基因棉“中抗310”为研究材料,以其亲本棉“泗棉3号”为对照,系统研究转基因棉对靶标害虫棉铃虫Helicoverpa armigera的直接影响以及对棉铃虫幼虫的两种主要寄生蜂中红侧沟茧蜂Microplitis mediator和棉铃虫齿唇姬蜂Campoletis chloridae的间接效应,为转基因抗虫棉的生态风险评估提供理论依据。研究得出如下结果: 1、转基因棉对棉铃虫的生长发育产生了明显的抑制作用。从体重看,棉铃虫幼虫在取食转基因抗虫棉中抗310后第8天,其幼虫平均体重为22.0mg,而取食泗棉3号的棉铃虫幼虫平均体重为105.9mg,二者相差83.9 mg;到第10天,分别为48.9 mg和185.5 mg,两者已相差136.6 mg;再从发育进度分析,同是第8天的棉铃虫幼虫,取食转基因棉的幼虫平均龄期级别为11.4,而取食常规棉的级别已是12.8,后者的发育进度明显快于前者; 2、转基因棉对寄生蜂的种群发展趋势有影响。两种寄生蜂中红侧沟茧蜂和棉铃虫齿唇姬蜂在寄生取食过转基因棉的棉铃虫幼虫后,其出茧率比取食常规棉的分别下降26.5%、18.5%,平均茧重分别减少1.0mg和5.1 mg,且中红侧沟茧蜂的畸茧率上升23.2%。另外,由于受毒素和被寄生的双重影响,棉铃虫幼虫被寄后10多天仍处于3龄阶段,结果发现寄生蜂幼蜂在其寄主棉铃虫幼虫体内出现了畸形; 3、当棉铃虫在受到转基因棉和寄生蜂的共同作用时,对棉铃虫的影响更为明显,即转基因棉和寄生蜂对棉铃虫种群起到了增效抑制作用。例如取食转基因抗虫棉的棉铃虫幼虫体重在第8天为22.0mg,再用中红侧沟茧蜂寄生取食过转基因棉的棉铃虫幼虫,至发育第8天后的体重只有12.4mg,由于寄生蜂的影响,体重又减少了9.6mg;同样,棉铃虫幼虫受转基因棉和棉铃虫齿唇姬蜂的 扬州大学硕1:学位论文一2- 共同作用后,由于受寄生蜂的影响,第8天的体重也下降了7.8 mg;再从棉铃 虫幼虫体内血细胞数分析,取食常规棉的幼虫,在发育到龄期级别9时,相当 于寄生第3天,其体内血细胞数达到458.7个/ul,而取食转基因棉后,同期其 血细胞数仅有346.3个/ul,比对照下降了24.5%。而受棉铃虫齿唇姬蜂和中红 侧沟茧蜂寄生第3天,棉铃虫幼虫的血细胞数分别为769.3个/ul、370.7个/ul 和227.5个/ul、169.3个/ul,转基因棉比对照常规棉分别减少51.8%、25.6%, 由于两种寄生蜂的作用使得下降幅度分别增加了27.3%、1 .1%。由此说明,转 基因棉和寄生蜂对控制棉铃虫有协同增效作用; 4、在家蚕和果蝇的胚胎细胞培养物中存在刺激容性内寄生蜂的发育因子, 且.这种刺激因子具有热稳定性,能在体外成功地促使寄生蜂发育并孵化。中红侧 沟茧蜂初孵卵在52一T入们N一FH、Be一m一Schne记er’S和变性的培养物这三种胚胎细胞 培养物中发育率分别为93.3%、86.3%和60.0%,孵化率分别为77.2%、80.0%和 16.7%:棉铃虫齿唇姬蜂相对应的发育率为92.2%、86.7%和43.1%,孵化率为 94.8%、93.6%和20.0%,但在未经细胞培养的培养液中两种寄生蜂均不能发育; 5、分析转基因棉对二种寄生蜂的间接影响,与寄主取食转基因棉后改变了 其体内内环境有关。生理分析表明,棉铃虫幼虫在取食了转基因棉后,许多生理 指标发生了很大变化,这也许是影响寄生蜂生长发育的内在因子。如取食常规棉 泅棉3号的棉铃虫幼虫总蛋白含量在第6天为265.8ug/ml,而取食转基因棉的同 期只有168.9ug/ml,后者比前者减少了36.5%;又如取食常规棉的棉铃虫,在发 育至龄期级别为9时(相当于3龄末期),体内血细胞数达到458.7个/ul,而取 食转基因棉后,其血细胞数仅有346.3个/ul,后者下降了24.5%。


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