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转双抗虫基因741杨节肢动物群落生态安全性评价

高素红  
【摘要】: 转基因植物生物安全性问题成为阻碍转基因植物大面积推广的主要因素。为探讨转抗虫基因植物节肢动物群落安全性评价的内容及方法,通过田间系统调查,对转双抗虫基因741杨[Populus alba L.x(P.davidiana DODE.+P.simonyi CARR.)]X P.tomentosa Cart.高抗(Pb11,Pb29,Pb3)和中抗(Pb17,Pb1)不同株系释放到环境后可能对节肢动物群落产生的生态风险及其相互影响机制和规律性进行了评价研究,以期为转双抗虫基因741杨的持续合理利用提供科学依据。主要研究结果如下: (1)转双抗虫基因741杨对节肢动物群落组织结构的影响 与对照741杨比较,转双抗虫基因741杨节肢动物群落物种丰富度明显增加,个体数明显减少。群落结构更为合理:天敌的种类和数量都有增加;植食性昆虫数量降低;中性节肢动物数量增多。不同株系741杨节肢动物群落的特征指数明显不同,无论从动态变化到总的趋势还是从局部到整体,高抗和中抗抗性株系的节肢动物群落都表现出较好的生态效应,二者之间没有明显区别。可见,转双抗虫基因741杨对节肢动物群落结构无明显负影响。 (2)转双抗虫基因741杨对节肢动物群落营养层次和垂直结构的影响 转双抗虫基因741杨节肢动物群落基位物种中植食性昆虫丰富度显著降低,中性节肢动物增加,中位物种和顶位物种明显增多。抗性株系节肢动物群落植食性昆虫优势功能团相对对照发生变化,其优势度有升有降;捕食和寄生性天敌的优势度较之对照均有所上升。垂直分层上转双抗虫基因741杨植株和土壤层节肢动物群落优于对照741杨,三者地表层和灌草层区别不大。表明,在节肢动物营养层次和垂直分层上抗性株系均呈现出一定的正面效应。 (3)转双抗虫基因741杨对植食性昆虫和天敌动态的影响 在时间序列过程中,转双抗虫基因741杨对鳞翅目食叶昆虫表现出持续的抗性,其数量明显减少,高抗和中抗741杨之间差异不大;转双抗虫基因741杨对非目标植食性昆虫有一定影响;抗性株系捕食性天敌的种类数量大幅增加,但与害虫发生并不密切相关,寄生性天敌数量比对照略有减少,种类波动较为剧烈。抗性株系741杨腐生和游逛种类的数量多于对照同期。可见,转双抗虫基因741杨对目标昆虫和非目的植食性昆虫存在负效应,而对天敌和中性节肢动物组成和发生无明显负作用,甚至具有一定的正效应。 (4)转双抗虫基因741杨节肢动物群落生态位的变化 鳞翅目害虫的空间生态位宽度最小,其它各功能类群的生态位宽度较大;捕食和寄生天敌与鳞翅目害虫的生态位重叠均较小,而与腐生和游逛种类的生态位重叠较大;各类害虫之间、捕食天敌与寄生天敌之间亦存在激烈竞争。转双抗虫基因741杨对寄生天敌和捕食天敌在利用时间资源上有正作用。各种功能类群的时、空二维生态位宽度和生态位重叠均不如单维生态位宽度和生态位重叠值大,但抗性株系天敌类群对环境的适应性优于对照。 地 转双抗虫基因741杨与对照741杨节肢动物群落相似性 转双抗虫基因741杨节肢动物群落与对照相似性小,抗性株系之间相似性极高。 其中植食性昆虫亚群落相似性小,天敌和中性节肢动物亚群落相似程度较高,转双 抗虫基因741杨鳞翅目害虫类群与对照相异程度较大。表明,抗性株系在抑制害虫 的同时对天敌和中性昆虫并无不利影响。 (6)转双抗虫基因 741杨节肢动物群落变化的数值分析及害虫防治策略 转双抗虫基因 74杨节肢动物群落的主要影响因子与对照有明显区别不同抗性 株系与对照 74杨节肢动物群落的发生发展亦不相同,转双抗虫基因 74杨节肢动 物群落生态兔疫力较好,因而在制定害虫综合治理策略和途径上宣采取与对照 74 杨不同的措施,抗性株系应以生态调控为主。 (7)不同栽培模式下转双抗虫基因 74杨对节肢动物群落的影响 不同抗虫株系树种混交程度越高,节肢动物物种越丰富,多样性程度越高,其 对于环境的变化或来自群落内部种群波动的缓冲能力越强。第三栽培模式节肢动物 群落的生态效应及稳定性较好。转双基因抗虫741杨对害虫的抗性作用,使得周围 林分其它杨树害虫的危害加重。


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