转基因棉对甜菜夜蛾及其两种主要天敌的影响及Bt毒素在害虫与天敌之间的转移

转基因棉对甜菜夜蛾及其两种主要天敌的影响及Bt毒素在害虫与天敌之间的转移

论文摘要

本文以转Bt基因棉“国抗12(GK12)”、“新棉33B”和转Bt+CpTI基因棉“SGK321”以及它们的亲本对照棉“泗棉3号”、“33”和“石远321”为材料,以甜菜夜蛾(Spodoptera exigua Hiibner)为研究对象,调查了甜菜夜蛾及其主要天敌的发生动态;测定了这3种转基因棉对甜菜夜蛾的抗性;评价了转基因棉对甜菜夜蛾主要寄生性天敌—淡足侧沟茧蜂(Microplits pallidipes Szepligeti)及捕食性天敌—草蛉(Chrysoperla carnea)生长发育的影响;通过ELISA方法检测了Bt毒蛋白在害虫和天敌间的转移。结果如下:1.转基因棉对甜菜夜蛾及其主要捕食寄生性天敌种群动态的影响系统调查了3种转基因棉及它们的亲本对照棉田中甜菜夜蛾及其主要天敌(草蛉和淡足侧沟茧蜂)的发生动态,并分析了它们之间的相关性。结果表明:GK12、33B和SGK321棉田的甜菜夜蛾平均百株虫量较亲本对照棉田分别降低28.1%、17.6%和40.4%;GK12和SGK321品种田淡足侧沟茧蜂的数量较亲本对照田降低23.3%和10.5%,33B棉田内的淡足侧沟茧蜂的百株虫量高于亲本田21.6%;草蛉在转基因棉SGK321和33B棉田的数量分别高于亲本田21.8%和10.9%;而GK12棉田草蛉的平均发生量为57头/百株,低于其亲本8.6%。方差分析结果指出,所有的差异均不显著。相关性分析的结果表明,仅常规棉33棉田淡足侧沟茧蜂种群数量与甜菜夜蛾种群数量之间、33B棉田草蛉种群数量与甜菜夜蛾种群数量之间呈显著相关性(P<0.05),其余各个棉花品种田淡足侧沟茧蜂及草蛉种群数量与甜菜夜蛾种群数量间的相关性均不显著。对不同品种棉田淡足侧沟茧蜂、草蛉滞后5天和滞后10天的种群数量分别与甜菜夜蛾种群数量进行进一步的相关性分析,结果表明,除33B和GK12棉田淡足侧沟茧蜂滞后5天、10天的数量与甜菜夜蛾量存在相关性(P<0.05),其他品种田相关性均不显著。2.转基因棉不同叶位对甜菜夜蛾种群增长的影响在室内分析比较了3种转基因棉及其它们的亲本对照棉不同叶位对甜菜夜蛾存活率、蛹重、各虫态历期、繁殖力和种群增长趋势的影响。结果表明:甜菜夜蛾取食GK12、33B和SGK321的倒三、六、九叶后,与对照相比,蛹重分别下降25.02%、22.19%和6.01%,14.59%、3.96%和-31.61%,3.40%、17.70%和6.94%;而存活率、繁殖力与对照相比差异不显著。与对照比,三种转基因棉的倒三叶使甜菜夜蛾的种群趋势指数分别下降16.34%、15.49%和39.34%,但随着叶位的下移,这种影响逐渐缩小,到倒九叶时,取食33B的甜菜夜蛾的种群趋势指数甚至高于其亲本10.57%。这说明转基因棉对甜菜夜蛾的影响随着取食位置的下移逐渐缩小3.Bt毒素在棉株-甜菜夜蛾-天敌之间的转移富集以上述的三种转基因棉为材料,在室内运用ELISA方法检测了甜菜夜蛾取食这些棉花后体内和粪便中的Bt蛋白含量;同时还检测了其主要天敌-普通草蛉与淡足侧沟茧蜂捕食或寄生这些甜菜夜蛾后体内的Bt蛋白含量。结果表明:在甜菜夜蛾体内、粪便中、草蛉与淡足侧沟茧蜂体内均检测到Bt蛋白的存在。甜菜夜蛾取食3种转基因棉花品种后,2龄幼虫体内Bt蛋白含量比3、4、5龄分别高27.82%、70.71%和93.02,38.92%、51.39%和84.34,36.10%、56.72%和71.27%;2龄幼虫粪便中Bt蛋白含量比3、4、5龄分别低26.13%、72.35%和82.46%,13.97%、22.05%和70.98%,18.95%、49.665%和67.97%。草蛉捕食用这三种转基因棉处理的甜菜夜蛾后,其体内的Bt蛋白含量分别是143.09±12.14ng/g、136.44±55.82ng/g和83.88±15.36ng/g。淡足侧沟茧蜂寄生饲喂这三种转基因棉甜菜夜蛾后,其体内的Bt含量分别为13.54±1.75ng/g、16.04±2.64ng/g和2.35±0.49ng/g。4.转基因棉对草蛉的影响通过转基因棉GK12、33B、SGK321和一个常规对照棉泗棉3号组合,研究转基因棉对普通草蛉的间接影响及草蛉对甜菜夜蛾的捕食功能反应。结果表明:与对照相比,草蛉捕食用转基因棉叶饲喂的甜菜夜蛾后,对其自身的幼虫历期、茧重、成虫寿命、性比、单雌产卵量均没有显著影响,但使草蛉茧的历期分别延长8.08%、8.68%和1.34%,且前两个品种差异显著,后一个品种差异不显著。草蛉对泗棉3号(CK)、GK12、33B和SGK321上甜菜夜蛾的捕食功能反应均符合HollingⅡ型,对这四种棉花上甜菜夜蛾的日最大捕食量分别为84.0头、89.3头、93.5头和87.2头。5.转基因棉及Cry1Ac蛋白对淡足侧沟茧蜂的影响以三个转基因棉和一个常规对照棉泗棉3号及标准Cry1Ac蛋白为研究材料,系统研究了转基因棉及Cry1Ac蛋白对淡足侧沟茧蜂的影响。结果表明:Cry1Ac蛋白对淡足侧沟茧蜂的成虫寿命没有显著影响。当淡足侧沟茧蜂寄生用三种转基因棉处理的甜菜夜蛾后,与对照相比,茧历期分别延长0.16d、0.17d、0.14d,差异显著;成虫寿命分别缩短0.31d、0.32d和0.41d,差异极显著;茧重、成蜂体重有下降趋势,结茧率有上升趋势,但差异均不显著。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 前言
  • 1 文献综述
  • 1.1 转基因抗虫棉对甜菜夜蛾影响的研究进展
  • 1.1.1 转基因棉对甜菜夜蛾生理的影响
  • 1.1.1.1 Bt蛋白杀虫机制
  • 1.1.1.2 转基因棉对甜菜夜蛾影响的生理学机制
  • 1.1.2 转基因棉对甜菜夜蛾生长发育及种群动态的影响
  • 1.2 转基因棉对天敌的影响
  • 1.2.1 转基因棉对捕食性天敌-草蛉的影响
  • 1.2.2 转基因棉对寄生性天敌的影响
  • 2 立题依据及目的意义
  • 2.1 立题依据
  • 2.2 目的意义
  • 第二章 转基因棉对甜菜夜蛾及其天敌种群动态的影响
  • 1 材料与方法
  • 1.1 实验材料与实验地点
  • 1.2 田间种群发生情况调查
  • 1.3 数据处理
  • 2 结果与分析
  • 2.1 棉田中甜菜夜蛾、淡足侧沟茧蜂和草蛉的种群消长动态
  • 2.1.1 棉田甜菜夜蛾的发生动态
  • 2.1.2 棉田淡足侧沟茧蜂的发生动态
  • 2.1.3 棉田中普通草蛉的发生动态
  • 2.2 不同品种棉田甜菜夜蛾与淡足侧沟茧蜂、草蛉种群的相关性
  • 2.2.1 不同品种棉田甜菜夜蛾与淡足侧沟茧蜂种群的相关性
  • 2.2.2 不同品种棉田甜菜夜蛾与草蛉种群的相关性
  • 3 讨论
  • 3.1 转基因棉对甜菜夜蛾自然种群动态的影响
  • 3.2 转基因棉对淡足侧沟茧蜂自然种群动态的影响
  • 3.3 转基因棉对草蛉自然种群动态的影响
  • 第三章 转基因棉不同叶位对甜菜夜蛾种群增长的影响
  • 1 材料与方法
  • 1.1 虫源与饲养条件
  • 1.2 试验材料及种植方式
  • 1.3 转基因棉不同叶位对甜菜夜蛾生长发育的影响
  • 1.4 实验种群生命表的组建
  • 1.5 数据处理
  • 2 结果与分析
  • 2.1 转基因棉不同叶位对甜菜夜蛾生长发育、繁殖的影响
  • 2.1.1 不同叶位对甜菜夜蛾幼虫-蛹死亡率的影响
  • 2.1.2 不同叶位对甜菜夜蛾蛹重的影响
  • 2.1.3 不同叶位对甜菜夜蛾成虫产卵的影响
  • 2.1.4 转基因棉不同叶位对甜菜夜蛾各虫态历期的影响
  • 2.2 不同叶位的甜菜夜蛾实验种群生命表
  • 3 讨论
  • 第四章 Bt毒蛋白在棉株-甜菜夜蛾-天敌间的转移
  • 1 材料与方法
  • 1.1 虫源
  • 1.2 供试棉花
  • 1.3 试剂与仪器设备
  • 1.3.1 ELISA试剂盒
  • 1.3.2 主要仪器设备
  • 1.4 实验材料的准备
  • 1.4.1 甜菜夜蛾的准备
  • 1.4.2 天敌材料的准备
  • 1.4.2.1 草蛉的准备
  • 1.4.2.2 淡足侧沟茧蜂的准备
  • 1.5 Bt毒蛋白测定
  • 1.5.1 样品前处理
  • 1.5.2 ELISA检测流程图
  • 1.6 数据处理
  • 2 结果和分析
  • 2.1 甜菜夜蛾体内及排泄物中Bt含量
  • 2.1.1 取食转基因棉的甜菜夜蛾体内Bt蛋白含量
  • 2.1.2 取食转基因棉的甜菜夜蛾粪便中的Bt含量
  • 2.2 天敌体内Bt蛋白含量
  • 2.2.1 草蛉体内Bt蛋白含量
  • 2.2.2 淡足侧沟茧蜂体内Bt蛋白含量
  • 3 讨论
  • 第五章 转基因棉对草蛉的影响
  • 1 材料与方法
  • 1.1 虫源
  • 1.2 试验材料及种植方式
  • 1.3 对草蛉生长发育的影响
  • 1.4 草蛉对甜菜夜蛾的捕食功能反应
  • 1.5 实验条件
  • 1.6 数据处理
  • 2 结果和分析
  • 2.1 捕食不同品种棉花上的甜菜夜蛾对草蛉生长发育的影响
  • 2.2 转基因棉对草蛉捕食功能反应的影响
  • 2.2.1 转基因棉对草蛉捕食量的影响
  • 2.2.2 草蛉对转基因棉上的甜菜夜蛾的捕食功能曲线
  • 3 讨论
  • 3.1 捕食不同品种棉花上的甜菜夜蛾对草蛉生长发育的影响
  • 3.2 转基因棉对草蛉捕食功能反应的影响
  • 第六章 转基因棉及Cry1Ac蛋白对淡足侧沟茧蜂 #57的影响
  • 1 材料和方法
  • 1.1 供试虫源及饲养条件
  • 1.2 供试棉花及标准Cry1Ac蛋白
  • 1.3 研究方法
  • 1.3.1 Cry1Ac蛋白对淡足侧沟茧蜂成蜂的影响
  • 1.3.2 转基因棉对淡足侧沟茧蜂生长发育的影响
  • 1.4 数据统计分析
  • 2 结果与分析
  • 2.1 不同浓度的Cry1Ac蛋白对淡足侧沟茧蜂成虫寿命的影响
  • 2.2 转基因棉对淡足侧沟茧蜂各生物学参数的影响
  • 2.2.1 转基因棉对淡足侧沟茧蜂各虫态历期的影响
  • 2.2.2 转基因棉对淡足侧沟茧蜂茧重、成虫体重的影响
  • 2.2.3 转基因棉对淡足侧沟茧蜂结茧率和羽化率的影响
  • 3 讨论
  • 参考文献
  • 致谢
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