抗除草剂转基因水稻Bar68-1和草铵膦对褐飞虱和黑肩绿盲蝽的风险评估

非期望效应在转基因水稻培育过程中的发生致使抗除草剂转基因水稻的基因表达产物或代谢物质或表型性状发生改变，这些改变可能影响农业害虫及其天敌。本研究以严重影响我国水稻生产的褐飞虱及其捕食性天敌黑肩绿盲蝽为非目标生物指示物种，研究抗除草剂转基因水稻Bar68-1及草铵膦除草剂1）对褐飞虱取食行为、产卵行为、若虫生长发育、成虫繁殖力、卵孵化率的影响；2）对黑肩绿盲蝽的安全性、功能反应、数值反应、成虫寿命和捕食能力的影响；3）研究Bar基因及其PAT蛋白在"抗除草剂转基因水稻- - 褐飞虱- - 黑肩绿盲蝽"食物链中的传递。通过研究将明确抗除草剂转Bar基因水稻Bar68-1及其相应灭生性除草剂草铵膦对褐飞虱及黑肩绿盲蝽的影响，保障生态环境安全。

研究抗除草剂转基因水稻Bar68-1及草铵膦除草剂对褐飞虱取食行为、产卵行为、若虫生长发育、成虫繁殖力、卵孵化率的影响和对黑肩绿盲蝽的安全性、功能反应、数值反应、成虫寿命和捕食能力的影响，及Bar基因及其PAT蛋白在“抗除草剂转基因水稻—褐飞虱—黑肩绿盲蝽”食物链中的传递。发现褐飞虱在D68上的着虫率和取食量与TN1比差异不显著，但选择率显著低于TN1；在Bar68-1上的取食量、着虫率和产卵选择率与D68比差异不显著；0.5%草铵膦对褐飞虱取食量、取食选择性与清水对照比差异不显著，但对其产卵选择率、卵块数和卵粒总数有一定影响，均显著低于对照。测定发现Bar68-1苗期对褐飞虱为抗性，持抗期4天为短持抗；D68苗期对褐飞虱中抗，持抗期5天为中持抗。在Bar68-1、D68、TN1上，褐飞虱若虫历期、成虫繁殖力与卵孵化率差异不显著，成虫寿命在TN1上显著长于D68，与Bar68-1差异不显著，种群趋势指数TN1>Bar68-1> D68。0.5%草铵膦处理过的Bar68-1水稻与对照相比，若虫历期、雌成虫繁殖力和卵孵化率均无显著差异，但成虫寿命和种群趋势指数显著低于对照。草铵膦对黑肩绿盲蝽3龄若虫的LC50值为0.555g/L（体积分数为0.2775%），表明0.5%草铵膦对黑肩绿盲蝽的毒性高。分别用Bar68-1、D68及TN1饲养而得褐飞虱所产的卵饲养黑肩绿盲蝽，其若虫历期为：Bar68-1显著长于D68和TN1，D68与TN1若虫历期无显著差异，雌性比TN1＞Bar68-1＞D68，但三者繁殖力之间无显著差异。在TNI上，黑肩绿盲蝽的净生殖率、周限增长率、内禀增长率最高，种群加倍时间最短；D68次之，在Bar68-1上净生殖率、周限增长率、内禀增长率最低，种群加倍时间最长。对不同水稻上褐飞虱卵育出的黑肩绿盲蝽各龄虫的功能反应均能与HollingⅡ功能反应方程较好拟合，且对褐飞虱卵的功能反应均随着褐飞虱卵密度的增加而增加，之后趋于稳定；各龄虫的数值反应均能与猎物对捕食者发育速率影响的密度模型Beddington模型较好拟合，发育速率均随着褐飞虱卵密度的增加而加快，之后缓慢趋于稳定，从2龄若虫开始，当褐飞虱卵密度为1时将不能正常生长发育。捕食能力大小依次为：1龄Bar68-1>D68>TN1，2龄Bar68-1 >TN1 >D68，3龄TN1 >Bar68-1 >D