尖钩宽黾蝽和黑肩绿盲蝽在转基因水稻上的集团内捕食作用

Rice brown planthopper (BPH), Nilaparvata lugens, is an important insect pest in rice production in Asia. Cyrtorhinus lividipennis and Microvelia horvathi are the predators of BPH. Intraguild predation (IGP) is an important interspecies biological interactions in insect ecology and integrated pest management of crops. The ecological risks of genetically modified crops have got growing public concern, and have been debate increasingly intense and complex. Transgenic rice, B2A68 with Cry2Aa# and Bar genes, and Bar68-1 with Bar gene, will be tested; C. lividipennis and M. horvathi will be used as tested insect species. The IGP between C. lividipennis and M. horvathi at different developmental stages and instars, effects of transgenic rice on predation and attacking of the IGP, effects of relative body size and extraguild prey density on IGP, and the impact of IGP on the biological control of BPH will be studied. We suggest a new method for environmental risk assessments of GM crops in this study, and it is also an important part of the ecological basis for the IPM of transgenic rice.

在昆虫生态学研究和农作物有害生物综合治理的过程中，随着对种间相互作用研究的不断深入，人们认识到一种比原有的竞争、互利、捕食与寄生等更复杂的种间关系，那就是集团内捕食作用（intraguild predation，简称IGP）。而转基因作物可能带来的生态风险则一直是人们关心和争论的焦点。本研究以复合性状转基因水稻B2A68（含抗虫Cry2Aa#基因和抗除草剂Bar基因）和抗除草剂转基因水稻Bar68-1（含Bar基因）为供试水稻材料，以水稻重要害虫褐飞虱及其二种重要捕食性天敌尖钩宽黾蝽和黑肩绿盲蝽为供试昆虫物种，从二种天敌不同虫态间的IGP、转基因水稻对IGP捕食率和攻击性的影响、相对体型大小和集团外猎物密度对IGP的影响、IGP对褐飞虱生物防治的影响等方面进行研究。本研究在转基因作物环境安全性评价方面提出了新的评价方法，对转基因水稻有害生物综合治理也有重要的生态学意义。

研究尖钩宽黾蝽与黑肩绿盲蝽二种天敌的种间关系、转基因水稻对二种天敌的集团内捕食作用（（intraguild predation，简称IGP）的影响及影响二种天敌在转基因水稻上IGP发生强度的因素和IGP对褐飞虱生物防治的影响。.发现随着时间推移，二种天敌的存活率均呈下降趋势，尖钩宽黾蝽4龄若虫和成虫的存活率≥黑肩绿盲蝽4龄若虫；黑肩绿盲蝽成虫的存活率≥尖钩宽黾蝽1龄若虫，但≤4龄若虫和成虫的存活率。在转基因水稻B2A68、Bar68-1上，尖钩宽黾蝽成虫与黑肩绿盲蝽1龄若虫的IGP捕食率和攻击性与其在非转基因亲本对照水稻D68上的表现基本一致，高于其成虫对黑肩绿盲蝽4龄若虫的IGP捕食率和攻击性。在B2A68和D68水稻上，尖钩宽黾蝽成虫与黑肩绿盲蝽1龄若虫组合中黑肩绿盲蝽存活率最低（即IGP强度最强），与其4龄若虫组合的存活率次之（即IGP强度次之）。在Bar68-1水稻上，尖钩宽黾蝽成虫与黑肩绿盲蝽1龄和4龄若虫组合中黑肩绿盲蝽的存活率均低。无论尖钩宽黾蝽和黑肩绿盲蝽相对体型大小组合中的哪种组合在三种水稻品种上黑肩绿盲蝽的存活率都没有显著差异。尖钩宽黾蝽成虫与黑肩绿盲蝽1龄若虫组合在相同褐飞虱密度下，黑肩绿盲蝽1龄幼虫的存活率在三种水稻品种上均没有显著差异。但是当集团外猎物存在时，黑肩绿盲蝽的存活率会增大。在B2A68上，黑肩绿盲蝽1龄若虫的存活率受不同褐飞虱密度影响不显著，在Bar68-1和D68上，其存活率除在褐飞虱密度为50头/盆与其他褐飞虱密度间存在显著差异，在其他褐飞虱密度下存活率没有显著差异。尖钩宽黾蝽成虫与黑肩绿盲蝽4龄幼虫组合在不同褐飞虱密度下，黑肩绿盲蝽4龄幼虫的存活率在三种水稻品种上没有显著差异，但是当集团外猎物存在时，其存活率会增大（即IGP强度减弱）。两种天敌数量比的不同能够影响水稻品种对褐飞虱的抗性水平，水稻的受害等级受水稻品种的影响最大，其次为两种天敌的数量比，两个因素的交互作用影响最小。两种天敌的集团内捕食作用并没有显著影响褐飞虱对水稻的致害性，而对集团外猎物的捕食作用显著的影响褐飞虱对水稻的致害性。