转基因抗虫玉米次生代谢物质的变化及对亚洲玉米螟寄生性天敌腰带长体茧蜂的影响

摘要

随着转基因作物商业化种植的迅速推广，在给人们带来巨大经济效益的同时，对生态环境可能带来的风险已得到越来越多的关注。转基因作物田中，除靶标生物外，还有许多非靶标生物，包括非靶标害虫、中性昆虫、天敌昆虫和其它节肢动物。转基因抗虫作物对非靶标生物，尤其是对捕食性天敌和寄生性天敌的影响是评价其生态安全的重要内容之一。捕食性和寄生性节肢动物在生物防治中是控制害虫的重要因子，转基因抗虫作物对天敌昆虫是否有不利影响，将直接影响到转基因抗虫作物田害虫的发生以及转基因抗虫作物本身的应用前景。
　　 本论文针对转基因抗虫玉米主要次生代谢物质的变化以及转基因抗虫玉米对靶标害虫亚洲玉米螟幼虫寄生性天敌腰带长体茧蜂的可能影响，采用气-质/液-质联用仪、生物测定等技术手段，重点开展对转基因抗虫玉米与非转基因玉米植株中α-衣兰烯、β-石竹烯、丁布、异荭草苷和黄酮苷等几种次生代谢物质相对含量的研究，以及Bt玉米对亚洲玉米螟幼虫寄生性天敌腰带长体茧蜂寄生行为、生长发育、存活与生殖力影响的研究，取得了创新性结论。研究结果对转基因玉米的生态安全评价具有一定的理论和实际应用的指导意义。
　　 转crylAb基因玉米DK647BTY和转crylF玉米X1111TX花丝中主要挥发性次生物质α-衣兰烯与β-石竹烯的含量与对照玉米没有显著差异；在雄穗中，两种转基因玉米与其对照间α-衣兰烯的相对含量无显著差异，而β-石竹烯的含量在转crylAb基因玉米中相对含量明显低于对照，在转crylF基因玉米中的相对含量与对照并无差异；在心叶期，转crylAb基因玉米与对照间α-衣兰烯的相对含量没有差异，而β-石竹烯的含量明显低于对照，这与在雄穗中的结果一致；转crylF基因玉米与对照间α-衣兰烯和β-石竹烯的相对含量都达到显著差异；接虫后这两种挥发性物质的相对含量会发生一定改变，其机制需进一步研究。
　　 转crylAb基因玉米DK647BTY和转crylF玉米X1111TX叶片、雄穗、花丝中主要抗虫性次生物质丁布、异荭草苷、黄酮苷的相对含量与其对照玉米相比均没有显著差异。
　　 通过对腰带长体茧蜂的寄生载体选择、寄生虫龄选择及寄生持续时间进行研究探索，初步筛选出一套用于腰带长体茧蜂大量繁殖的应用技术。
　　 转Bt基因玉米植株对腰带长体茧蜂的寄生行为本身没有不利影响，在转基因玉米上与普通玉米上的亚洲玉米螟幼虫都可以被寄生，寄生率没有显著差异。
　　 腰带长体茧蜂寄生后的亚洲玉米螟继续取食Bt玉米植株时，其生长发育根据被寄生亚洲玉米螟对CrylAb蛋白抗性的不同受到的抑制不同，寄生敏感玉米螟其虫体变小甚至无法存活，寄生抗性玉米螟其寄生率、茧块重量、茧数、羽化率与取食常规玉米无任何差异。
　　 利用转crylF基因抗虫玉米花粉作为补充食物饲喂腰带长体茧蜂后寄生亚洲玉米螟幼虫，对其寄生率、茧块重量、每茧块监数、羽化率与饲喂对照玉米花粉相比无显著差异；在蜂蜜水+Bt基因玉米花粉处理中虽然与对照玉米花粉处理相比在混合蜂和雄蜂的寿命上有一定差异，但在雌蜂的寿命上并没有显著差异；经检测，在取食转Bt基因玉米花粉的腰带长体茧蜂体内未检测到Bt蛋白成分。