葉恭銀， 陳 洋， 田俊策， 彭于發(fā)

（1．浙江大學(xué)昆蟲(chóng)科學(xué)研究所，水稻生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)昆蟲(chóng)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，杭州 310029；2．中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，植物病蟲(chóng)害生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193）

1 引言

至2010年，轉(zhuǎn)基因作物商業(yè)化種植已有15個(gè)年頭，其中當(dāng)年種植面積達(dá)到1．48億h m2，歷年累計(jì)種植面積首次突破了10億h m2［1］。目前商業(yè)化種植的轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)作物大部分表達(dá)源自蘇云金桿菌（Bacill us thuringiensis Berliner，Bt）的殺蟲(chóng)蛋白基因。Bt是一種革蘭氏陽(yáng)性土壤芽胞桿菌，在形成芽胞時(shí)，可產(chǎn)生一種或數(shù)種殺蟲(chóng)晶體蛋白又稱δ內(nèi)毒素，殺蟲(chóng)晶體蛋白對(duì)敏感昆蟲(chóng)有強(qiáng)烈的毒性，而對(duì)高等動(dòng)物和人無(wú)毒。隨著轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲(chóng)作物進(jìn)入大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用階段，轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲(chóng)作物對(duì)生態(tài)環(huán)境可能造成的影響越來(lái)越受到人們的關(guān)注。迄今，國(guó)內(nèi)外有關(guān)轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲(chóng)作物的生態(tài)安全性評(píng)價(jià)與研究多集中于：對(duì)非靶標(biāo)生物和生物多樣性的影響、基因漂移風(fēng)險(xiǎn)、對(duì)土壤微生物的影響、靶標(biāo)害蟲(chóng)產(chǎn)生抗性的風(fēng)險(xiǎn)及其治理等方面。本文就轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲(chóng)作物對(duì)非靶標(biāo)生物影響的評(píng)價(jià)研究進(jìn)展作一概述。

2 轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲(chóng)作物對(duì)非靶標(biāo)生物安全性的評(píng)價(jià)對(duì)象與方法

目前，已獲得的轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲(chóng)作物主要有棉花［2－4］、玉 米［5－7］、水 稻［8－10］、大 豆［11－13］、煙 草［14－16］、番茄［17－19］、油菜［20－21］、茄子［22］和馬鈴薯［17，23］等。面對(duì)如此眾多的轉(zhuǎn)基因作物，若要完成對(duì)所有的非靶標(biāo)生物進(jìn)行安全性評(píng)價(jià)是不現(xiàn)實(shí)的，因此只有選擇部分可能暴露于Bt殺蟲(chóng)蛋白下的非靶標(biāo)生物作為安全性評(píng)價(jià)的對(duì)象。在評(píng)價(jià)對(duì)象的選擇上，可以參考在相關(guān)生境中用于常規(guī)毒性檢測(cè)和環(huán)境檢測(cè)的代表性生物［24－28］。目前用于安全性評(píng)價(jià)的非靶標(biāo)生物可分為3類：第一是非靶標(biāo)的植食者（如蚜蟲(chóng)、葉蟬、飛虱、盲蝽等），由于轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲(chóng)作物對(duì)這些非靶標(biāo)害蟲(chóng)可能具有未知的影響從而引起暴發(fā)成災(zāi)的可能性，因此對(duì)它們進(jìn)行安全性評(píng)價(jià)十分必要；第二是非靶標(biāo)的天敵（如花蝽、草蛉、瓢蟲(chóng)、蜘蛛、寄生蜂等），由于各種天敵在生物防治中的重要作用，對(duì)天敵的評(píng)價(jià)一直都沒(méi)停止；第三是非靶標(biāo)的經(jīng)濟(jì)或觀賞昆蟲(chóng)（如蜜蜂、家蠶和蝴蝶等），由于這些昆蟲(chóng)在經(jīng)濟(jì)或文化上所具有的特殊價(jià)值，轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲(chóng)作物對(duì)其是否安全一直以來(lái)也都是人們關(guān)注的焦點(diǎn)之一。

目前傳統(tǒng)化學(xué)農(nóng)藥對(duì)非靶標(biāo)生物的評(píng)價(jià)體系較為完善，其采用的層次檢測(cè)法（tiered testing）可以十分嚴(yán)格、有效的對(duì)農(nóng)藥的安全性做出判定［29］。盡管轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲(chóng)作物表達(dá)的殺蟲(chóng)蛋白和化學(xué)農(nóng)藥不同，但轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲(chóng)作物對(duì)非靶標(biāo)生物安全性評(píng)價(jià)的方式和傳統(tǒng)的化學(xué)農(nóng)藥的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方式相似［30］。因此，在現(xiàn)行的轉(zhuǎn)基因作物安全性評(píng)價(jià)的體系中也采用了類似層次遞進(jìn)的程序［31］。整個(gè)評(píng)價(jià)程序分為3個(gè)層次：室內(nèi)試驗(yàn)評(píng)價(jià)、室內(nèi)擴(kuò)展或半田間試驗(yàn)評(píng)價(jià)、田間試驗(yàn)評(píng)價(jià)。在室內(nèi)條件下可精確、有效地評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲(chóng)作物對(duì)非靶標(biāo)生物是否具有潛在的風(fēng)險(xiǎn)，評(píng)估時(shí)使非靶標(biāo)生物暴露于田間Bt殺蟲(chóng)蛋白劑量的數(shù)倍含量的殺蟲(chóng)蛋白下以充分反映其潛在的影響。室內(nèi)試驗(yàn)通常以一種或一組可以容易評(píng)估且與種群增長(zhǎng)相關(guān)的生命周期參數(shù)（如存活率，發(fā)育歷期，體重和繁殖力等）作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，不過(guò)應(yīng)當(dāng)盡量避免選用與種群增長(zhǎng)沒(méi)有直接關(guān)系的參數(shù)［32］。如果在室內(nèi)條件下評(píng)價(jià)結(jié)果表明轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲(chóng)作物對(duì)非靶標(biāo)生物無(wú)有害作用則評(píng)價(jià)結(jié)束，并判定該轉(zhuǎn)基因作物對(duì)該非靶標(biāo)生物是無(wú)安全性風(fēng)險(xiǎn)的。如果室內(nèi)試驗(yàn)表明轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲(chóng)作物對(duì)非靶標(biāo)生物產(chǎn)生不利影響，則須進(jìn)入第2層室內(nèi)擴(kuò)展或半田間試驗(yàn)。以此類推做出評(píng)價(jià)判定或再進(jìn)入下一層直至最終可以做出安全性評(píng)價(jià)的判定。

3 轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲(chóng)作物對(duì)節(jié)肢動(dòng)物群落的影響

目前，多數(shù)研究都表明Bt玉米、Bt棉花和Bt水稻對(duì)其田間的非靶標(biāo)節(jié)肢動(dòng)物群落的結(jié)構(gòu)、多樣性、豐富度和均勻度等參數(shù)都沒(méi)有影響。

在生態(tài)系統(tǒng)中，存在著錯(cuò)綜復(fù)雜的食物網(wǎng)。非靶標(biāo)植食者的種群數(shù)量對(duì)上一營(yíng)養(yǎng)階層的種群至關(guān)重要。就玉米而言，Rauschen等連續(xù)2年采用4種不同的調(diào)查方法對(duì)半翅目頸喙亞目昆蟲(chóng)在轉(zhuǎn)基因玉米MON810田間的多樣性和豐富度進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn) 一 種 葉 蟬 ［Zyginidia scutell aris （Herrich－Sch?ffer）］占所有捕獲種類的94%，并且在轉(zhuǎn)基因玉米田間與其非轉(zhuǎn)基因親本玉米田間的數(shù)量沒(méi)有顯著差異［33］。轉(zhuǎn)cr y1Ab 基因玉米［34］、轉(zhuǎn)cr y1F 基因玉米［35］對(duì)田間地上部分的非靶標(biāo)植食者的種群沒(méi)有影響；轉(zhuǎn)cry1Ab基因甜玉米在整個(gè)植物的生長(zhǎng)期對(duì)一些特殊的植食性昆蟲(chóng)的種群密度也沒(méi)有影響［36］。

從捕食者的角度來(lái)看，雖然不同的調(diào)查方法獲得的捕食性天敵的優(yōu)勢(shì)種不一樣且年度間也有變化，但是有關(guān)捕食者的豐富度在轉(zhuǎn)基因與非轉(zhuǎn)基因作物之間沒(méi)有差異［37］。又有報(bào)道，轉(zhuǎn)cry1Ab基因玉米田與非轉(zhuǎn)基因玉米田相比，其步甲和彈尾蟲(chóng)的物種多樣性和均勻度沒(méi)有顯著變化［38］；在德國(guó)對(duì)轉(zhuǎn)cr y1Ab基因玉米田和非轉(zhuǎn)基因玉米田的地表節(jié)肢動(dòng)物進(jìn)行3年調(diào)查，發(fā)現(xiàn)在第1年轉(zhuǎn)基因玉米田蜘蛛和步甲的豐富度與其非轉(zhuǎn)基因玉米田相比有顯著差異，而其后的兩年內(nèi)轉(zhuǎn)基因玉米田和非轉(zhuǎn)基因玉米田的蜘蛛和步甲的豐富度不存在顯著差異；而第1年的差異可能是由于下雨過(guò)多而引起農(nóng)田小氣候變化所引起的［39］。這就表明氣候的變化本身比轉(zhuǎn)基因作物對(duì)田間生物的種群多樣性和均勻度的影響要顯著得多［38］。

也有一些研究結(jié)果與上述研究存在一些差異，如對(duì)cry1Ab基因玉米田間的蚜蟲(chóng)、葉蟬、毛蟲(chóng)和線蟲(chóng)的豐富度進(jìn)行了連續(xù)3年的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)與非轉(zhuǎn)基因玉米田相比較，蚜蟲(chóng)的數(shù)量顯著增多，進(jìn)一步從特定種數(shù)量的角度分析，發(fā)現(xiàn)這種統(tǒng)計(jì)學(xué)上的差異是由于其中麥長(zhǎng)管蚜［Sitobion avenae （Fabricius）］的數(shù)量引起的，而其他3種主要蚜蟲(chóng)：麥無(wú)網(wǎng)長(zhǎng)管蚜［Metopol ophiu m dir hodu m （Wal ker）］、禾谷縊管蚜（Rhopalosiphum padi L．）和馬鈴薯長(zhǎng)管蚜［Macrosiphu m euphorbiae （Tho mas）］的數(shù)量沒(méi)有顯著的變化；同時(shí)對(duì)蚜蟲(chóng)的年齡結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因田的蚜蟲(chóng)部分蟲(chóng)態(tài)的數(shù)量始終要多一些，其中轉(zhuǎn)基因田禾谷縊管蚜的有翅成蟲(chóng)、無(wú)翅成蟲(chóng)、若蟲(chóng)，麥長(zhǎng)管蚜的無(wú)翅成蟲(chóng)、無(wú)翅4齡若蟲(chóng)，馬鈴薯長(zhǎng)管蚜的有翅成蟲(chóng)、無(wú)翅成蟲(chóng)和無(wú)翅4齡若蟲(chóng)的數(shù)量顯著高于對(duì)照田，老熟若蟲(chóng)的數(shù)量尤其要高一些。但是轉(zhuǎn)基因玉米田與其對(duì)照相比，葉蟬的數(shù)量卻沒(méi)有差異。雖然蚜蟲(chóng)的數(shù)量有所不同，但是都沒(méi)有造成產(chǎn)量損失［40］。目前，前人的研究結(jié)果均認(rèn)為Bt玉米對(duì)田間節(jié)肢動(dòng)物群落的影響可以忽略。

Bt棉花對(duì)棉鈴蟲(chóng)的控制作用顯著，自商業(yè)化種植以來(lái)取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益［41］。Bt棉花對(duì)其非靶標(biāo)節(jié)肢動(dòng)物群落的影響與Bt玉米相似，目前大部分的研究都表明Bt棉花對(duì)非靶標(biāo)昆蟲(chóng)的種群密度［42－47］、多樣性［44，48－49］和豐富度［48，50－51］沒(méi)有影響。僅少數(shù)研究發(fā)現(xiàn)對(duì)個(gè)別物種有影響，如轉(zhuǎn)vip基因棉花上的B型煙粉虱［Bemisia tabaci（Gennadius）］的數(shù)量較多［52］，轉(zhuǎn)cry1Ac基因棉田中的盲蝽從次要害蟲(chóng)變成棉田的主要害蟲(chóng)［53］；而前者可能是因?yàn)檗D(zhuǎn)基因棉花與非轉(zhuǎn)基因棉花葉片上的絨毛差異所導(dǎo)致［52］，后者則是因?yàn)檗D(zhuǎn)基因棉花的種植減少了農(nóng)藥的使用以及其他作物生境盲蝽的遷入，使得其在棉田的種群數(shù)量有所上升［53］。也有人認(rèn)為Bt棉田中節(jié)肢動(dòng)物的減少可能是因?yàn)轺[翅目昆蟲(chóng)作為獵物的減少而引起的，而非Bt棉花直接對(duì)非靶標(biāo)節(jié)肢動(dòng)物的影響［54］。

Bt水稻對(duì)田間非靶標(biāo)節(jié)肢動(dòng)物群落的影響已有數(shù)例報(bào)道［55－59］。Li等［57］認(rèn)為節(jié)肢動(dòng)物共位群的優(yōu)勢(shì)種、屬組成、共位群的優(yōu)勢(shì)分布，每個(gè)共位群的個(gè)體數(shù)量和兩個(gè)群落指數(shù)（Shannon－Weaver多樣性指數(shù)和優(yōu)勢(shì)集中性指數(shù)）在轉(zhuǎn)基因田和非轉(zhuǎn)基因田之間沒(méi)有顯著差異。從其中任意物種來(lái)看，采用馬氏掛網(wǎng)和吸蟲(chóng)兩種方法調(diào)查結(jié)果都表明作為早稻的優(yōu)勢(shì)種白背飛虱［Sogatell a furcifer a （Hor váth）］占了飛虱總量的50%以上，而白背飛虱的種群密度在轉(zhuǎn)cry1Ab／cry1Ac基因水稻和其非轉(zhuǎn)基因親本水稻之間沒(méi)有差異［56］。與此類似，黃板取樣結(jié)果表明：葉蟬和飛虱的種類組成和密度在Bt水稻田和非Bt水稻田間沒(méi)有顯著差異，且葉蟬和飛虱的種群密度受取樣時(shí)間和取樣地點(diǎn)的影響，但是不受水稻品種的影響［55］。同樣，轉(zhuǎn)cr y1 Ac／sck雙基因抗蟲(chóng)水稻系‘MSA’、‘MSB’、‘MSA4’移栽后，對(duì)白背飛虱和褐飛虱［Nil apar vata l ugens （St?l）］的種群數(shù)量沒(méi)有影響，也沒(méi)有引起葉蟬數(shù)量的明顯變化［58］。此外，在休田期，對(duì)Bt水稻和非Bt水稻田彈尾蟲(chóng)的種群進(jìn)行了連續(xù)3年的調(diào)查，結(jié)果表明，地上居住的彈尾蟲(chóng)種類豐富，其中灰橄欖長(zhǎng)角跳蟲(chóng)（Entomobr ya griseoolivata）、球角跳蟲(chóng)（Hypogastr ur a matur a）和鉤圓跳蟲(chóng)（Bourletiell a christianseni）為優(yōu)勢(shì)種，并且種的構(gòu)成和豐富度在轉(zhuǎn)基因和非轉(zhuǎn)基因田間沒(méi)有顯著差異［59］。目前為止，認(rèn)為轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲(chóng)水稻不會(huì)引起節(jié)肢動(dòng)物群落的變化和非靶標(biāo)害蟲(chóng)種群數(shù)量的上升。

4 轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲(chóng)作物對(duì)非靶標(biāo)植食性昆蟲(chóng)的影響

轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲(chóng)作物的非靶標(biāo)植食性昆蟲(chóng)包括蚜蟲(chóng)、葉蟬、飛虱、盲蝽等多種昆蟲(chóng)和螨類。已有研究結(jié)果表明，Bt水稻對(duì)褐飛虱的取食選擇性［60－61］、產(chǎn)卵選擇性［61］、生長(zhǎng)發(fā)育和存活率沒(méi)有影響［60］；亦有發(fā)現(xiàn)Bt水稻對(duì)褐飛虱的取食是不利的［62］，并且會(huì)降低褐飛虱［63］和稻薊馬［64］的產(chǎn)卵量，因此不會(huì)引起這類非靶標(biāo)植食性昆蟲(chóng)的田間暴發(fā)成災(zāi)。

蚜蟲(chóng)是多種捕食性天敵的獵物同時(shí)也是一些寄生性天敵的寄主，并且它分泌的蜜露為許多節(jié)肢動(dòng)物提供了重要的營(yíng)養(yǎng)。蚜蟲(chóng)對(duì)不同類型作物的選擇性會(huì)影響其后代的生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖。在室內(nèi)對(duì)棉蚜（Aphis gossy pii Glover）在3種Bt棉花及其親本非轉(zhuǎn)基因棉花上的行為選擇研究，發(fā)現(xiàn)Bt棉花對(duì)棉蚜的行為沒(méi)有影響［65］；同樣在溫室內(nèi)采用獨(dú)立籠子飼養(yǎng)棉蚜，有翅棉蚜對(duì)Bt棉花和它的非轉(zhuǎn)基因親本棉花的定殖沒(méi)有偏好性［66］；Bt馬鈴薯對(duì)桃蚜［Myzus persicae（Sulzer）］的行為選擇沒(méi)有影響［67］。從生物學(xué)角度來(lái)看，大部分的研究都表明轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲(chóng)作物對(duì)蚜蟲(chóng)的生物學(xué)特性沒(méi)有顯著影響。如：取食轉(zhuǎn)基因棉花和非轉(zhuǎn)基因棉花的蚜蟲(chóng)產(chǎn)卵前期、產(chǎn)卵期、壽命、存活曲線和日產(chǎn)卵量等沒(méi)有顯著差異［66］；實(shí)驗(yàn)室條件下，Bt玉米對(duì)麥長(zhǎng)管蚜的有翅后代的數(shù)量、無(wú)翅蚜的存活率、壽命、內(nèi)稟增長(zhǎng)率、周限增長(zhǎng)率和種群倍增時(shí)間都沒(méi)有顯著影響，并且無(wú)翅蚜的產(chǎn)卵前期和產(chǎn)卵期也沒(méi)有差異［68］；Bt馬鈴薯對(duì)桃蚜若蟲(chóng)的發(fā)育時(shí)間、孤雌胎生蚜的壽命和平均產(chǎn)卵量都沒(méi)有影響［67］。

蚜蟲(chóng)是許多捕食性天敵的獵物，同時(shí)蚜蟲(chóng)的蜜露還為寄生性天敵提供營(yíng)養(yǎng)，因此蚜蟲(chóng)體內(nèi)或者它的蜜露是否存在Bt殺蟲(chóng)蛋白一度成為研究的熱點(diǎn)。在取食Bt油菜的桃蚜體內(nèi)檢測(cè)到微量的Cry1Ab蛋白［69］；在取食Bt玉米的禾谷縊管蚜體內(nèi)檢測(cè)到痕量Cr y1 Ab蛋白［70］；而在取食Bt棉花的棉蚜體內(nèi)檢測(cè)不到Cry1 Ac蛋白［65］；取食Bt玉米的麥長(zhǎng)管蚜體內(nèi)檢測(cè)不到Cry1Ab蛋白［68］。鑒于大部分的研究都表明在蚜蟲(chóng)體內(nèi)檢測(cè)不到Bt殺蟲(chóng)蛋白或者檢測(cè)到痕量的殺蟲(chóng)蛋白，因此認(rèn)為蚜蟲(chóng)作為捕食性天敵的獵物不會(huì)影響下一營(yíng)養(yǎng)階層的捕食者的生長(zhǎng)發(fā)育。而有研究表明3種轉(zhuǎn)基因棉花品種與其親本非轉(zhuǎn)基因品種上的蚜蟲(chóng)蜜露組成存在顯著差異［65］，也有對(duì)玉米韌皮部汁液進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)不同玉米品系中的氨基酸含量不同，Bt玉米品系中的氨基酸含量要略高一些，這就有可能改變蚜蟲(chóng)對(duì)玉米植株的選擇性，導(dǎo)致Bt玉米上的蚜蟲(chóng)密度要略高一些但不顯著，以至于Bt玉米上的蜜露增多，為寄生蜂類提供了豐富的營(yíng)養(yǎng)［71］。

綜合以上研究結(jié)果認(rèn)為，多數(shù)轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲(chóng)作物對(duì)蚜蟲(chóng)的行為和生長(zhǎng)發(fā)育等生物學(xué)影響是可以忽略的，而蚜蟲(chóng)作為第三營(yíng)養(yǎng)層的獵物或者營(yíng)養(yǎng)源亦不會(huì)對(duì)它們產(chǎn)生影響。

5 轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲(chóng)作物對(duì)天敵的影響

5．1 對(duì)捕食性天敵的影響

目前，對(duì)捕食性天敵的研究大部分集中在草蛉和瓢蟲(chóng)兩大類上。其中對(duì)草蛉的研究比較系統(tǒng)。早在1998年，Hilbeck等［72］發(fā)現(xiàn)以取食轉(zhuǎn)cr y1 Ab玉米的棉貪夜蛾［Spodopter a littor alis （Boisduval）］或者歐洲玉米螟［Ostrinia nubil alis （Hübner）］為獵物的普通草蛉［Chr ysoperl a car nea （Stephens）］的死亡率顯著增高。隨后，又發(fā)現(xiàn)將Cr y1 Ab或者Cr y2 A殺蟲(chóng)蛋白摻入人工飼料中飼喂普通草蛉，其死亡率也顯著增高［73］。這兩例研究引發(fā)了人們的思考，Bt玉米在田間對(duì)草蛉有沒(méi)有毒性，如果有毒性這種作用是直接的還是間接的。

就普通草蛉對(duì)獵物的選擇性進(jìn)行了一系列的試驗(yàn)，普通草蛉對(duì)取食Bt玉米和常規(guī)玉米的棉貪夜蛾或者禾谷縊管蚜的選擇性沒(méi)有顯著差異；而在棉貪夜蛾和禾谷縊管蚜之間，普通草蛉更趨向于選擇取食禾谷縊管蚜［74］。Dutton等［70］對(duì)轉(zhuǎn)基因玉米上的3種植食性昆蟲(chóng)體內(nèi)的殺蟲(chóng)蛋白進(jìn)行了測(cè)定，殺蟲(chóng)蛋白濃度從高到低分別是二斑葉螨（Tetr anychus urticae Koch）、棉貪夜蛾和禾谷縊管蚜。當(dāng)飼喂普通草蛉上述3種植食性昆蟲(chóng)后，取食二斑葉螨和禾谷縊管蚜的普通草蛉的死亡率、發(fā)育歷期和體重沒(méi)有受到影響。相反，當(dāng)普通草蛉飼喂了棉貪夜蛾后，表現(xiàn)出了明顯的死亡率上升和發(fā)育延遲。二斑葉螨和棉貪夜蛾雖然體內(nèi)都含有Bt殺蟲(chóng)蛋白，但是對(duì)普通草蛉的影響卻不相同，作者因此推測(cè)可能是因?yàn)榈筒妒沉亢虰t殺蟲(chóng)蛋白的交互作用共同導(dǎo)致了普通草蛉取食棉貪夜蛾后所產(chǎn)生的負(fù)面效應(yīng)。至此，仍然認(rèn)為Bt殺蟲(chóng)可能對(duì)草蛉存在一些影響。

也有一些研究表明Bt作物對(duì)草蛉沒(méi)有影響。如：普通草蛉的捕食力和適應(yīng)性沒(méi)有受到Bt玉米的影響［75］；取食Bt棉花上棉蚜的中華草蛉（Chr ysoperl a sinica Tjeder），其生長(zhǎng)和繁殖未見(jiàn)顯著不利影響［76］。Ro meis 等［77］則 認(rèn) 為 綠 草 蛉 （Chr ysopa nigricor nis Bur meister）的幼蟲(chóng)對(duì)Cry1 Ab不敏感，并且鱗翅目幼蟲(chóng)在田間不是綠草蛉的主要獵物，表達(dá)Cry1 Ab殺蟲(chóng)蛋白的轉(zhuǎn)基因玉米對(duì)綠草蛉的危險(xiǎn)可以忽略。2008年，對(duì)現(xiàn)行的轉(zhuǎn)基因作物安全性評(píng)價(jià)采用了類似層次遞進(jìn)的程序［31］，得到眾人的認(rèn)可，在這個(gè)評(píng)價(jià)程序中，在室內(nèi)條件下采用該物種暴露于田間Bt殺蟲(chóng)蛋白的100倍劑量作為評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)。同年，有報(bào)道Cry1 Ac和Cry1Ab蛋白對(duì)普通草蛉沒(méi)有負(fù)面的影響［78］。目前，多數(shù)研究結(jié)果表明，Bt殺蟲(chóng)蛋白對(duì)草蛉沒(méi)有直接影響，而觀測(cè)到一些對(duì)草蛉的影響則是因?yàn)锽t殺蟲(chóng)蛋白對(duì)獵物質(zhì)量的影響而引起的間接影響。

蜘蛛是廣譜性捕食天敵，它能有效地控制很多害蟲(chóng)，在生物防治中起著十分重要的作用［79－80］，因此轉(zhuǎn)基因作物對(duì)它的影響也是人們關(guān)注的熱點(diǎn)之一［81］。在以稻縱卷葉螟［Cnaphal ocrocis medinalis（Gueneé）］為獵物的食物鏈中，雖然在稻縱卷葉螟和擬水狼蛛（Pir ata subpir aticus Boes．et Str．）體內(nèi)檢測(cè)到了Cry1 Ab蛋白，但擬水狼蛛的中腸不存在Cr y1 Ab的結(jié)合蛋白，且以取食Cr y1 Ab蛋白的稻縱卷葉螟為獵物的擬水狼蛛與那些以不含有Cr y1 Ab蛋白的稻縱卷葉螟為獵物的相比，它們的存活率和產(chǎn)卵量沒(méi)有顯著差異，盡管其發(fā)育時(shí)間顯著的延長(zhǎng)了，但Bt水稻對(duì)擬水狼蛛的田間種群密度沒(méi)有顯著的影響，因此Cry1Ab蛋白不會(huì)對(duì)該蜘蛛產(chǎn)生影響［82］。類似的結(jié)果隨后再次被報(bào)道，以取食轉(zhuǎn)cr y1 Ab基因水稻的褐飛虱為獵物的食蟲(chóng)溝瘤蛛［Ummeliata insecticeps （B?senber g ＆ Strand）］的存活率、發(fā)育歷期和繁殖力與對(duì)照相比無(wú)任何顯著差異，同時(shí)3年2地的田間調(diào)查結(jié)果也表明Bt水稻對(duì)該蜘蛛的種群動(dòng)態(tài)無(wú)影響［83］。而褐飛虱的另一種天敵黑肩綠盲蝽（Cyrtor hinus lividipennis Reuter）取食以Bt水稻飼養(yǎng)的褐飛虱后也未見(jiàn)負(fù)面影響［60］。

5．2 對(duì)寄生蜂的影響

寄生蜂包括內(nèi)寄生蜂和外寄生蜂。在自然條件下對(duì)靶標(biāo)和非靶標(biāo)害蟲(chóng)的調(diào)控作用不可忽視，且寄生蜂與寄主的特殊關(guān)系使其更容易暴露于Bt殺蟲(chóng)蛋白，因此轉(zhuǎn)基因植物對(duì)寄生蜂直接的或者間接的影響也成為研究的熱點(diǎn)。目前大多數(shù)研究結(jié)果表明，當(dāng)寄生蜂以取食了Bt作物的敏感靶標(biāo)害蟲(chóng)為寄主時(shí)，寄生蜂受到不同程度的不利影響［84］。Vojtech等人［85］發(fā)現(xiàn)當(dāng)莎草黏蟲(chóng)盤絨繭蜂［Cotesia mar giniventris（Cresson）］寄生取食轉(zhuǎn)cr y1Ab基因玉米的棉貪夜蛾時(shí)，寄生蜂的存活率、發(fā)育歷期和繭重都受到顯著的負(fù)面影響。以取食轉(zhuǎn)cr y1 Ab基因玉米的粉紅螟［Chilo partell us（Swinhoe）］為寄主時(shí)，螟黃足盤絨繭蜂［Cotesia f l avipes（Cameron）］繭的鮮重和成蜂的干重與對(duì)照相比明顯下降。Baur和Boethel［86］研究發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)cr y1Ac基因棉花對(duì)大豆夜蛾［Pseudopl usia incl udens（Wal ker）］的兩種寄生蜂，即莎草黏蟲(chóng)盤絨繭蜂和緣跳小蜂［Copidosoma f loridanu m （Ash mead）］均有不利影響，其中莎草黏蟲(chóng)盤絨繭蜂表現(xiàn)為發(fā)育延長(zhǎng)、壽命縮短和雌蟲(chóng)卵巢數(shù)減少，而緣跳小蜂則表現(xiàn)為成峰數(shù)量的減少。對(duì)棉鈴蟲(chóng)齒唇姬蜂（Campoletis chlorideae Uchida）的研究也得到類似的結(jié)果，以取食轉(zhuǎn)cr y1 Ac基因棉48 h的棉鈴蟲(chóng)［Helicover pa ar miger a （Hübner）］為寄主時(shí)，該寄生蜂的發(fā)育歷期延長(zhǎng)，繭和成蟲(chóng)重量都顯著下降。在對(duì)Bt馬鈴薯、Bt水稻和Bt花椰菜的研究中同樣發(fā)現(xiàn)Bt作物對(duì)寄生蜂有消極影響。當(dāng)寄主馬鈴薯甲蟲(chóng)［Leptinotarsa decemlineata （Say）］取食轉(zhuǎn)cr y3 Aa基因馬鈴薯時(shí)，蚜繭蜂［Aphidius nigripes（Ash mead）］的存活率和成蜂大小與對(duì)照相比都有所下降［87］。姜永厚等［88］對(duì)二化螟絨繭蜂［Apanteles chilonis（Munakata）］進(jìn)行了研究，當(dāng)該寄生蜂寄生經(jīng)轉(zhuǎn)cr y1Ab基因水稻處理后的二化螟［Chilo sup pressalis （Walker）］時(shí)，其寄生率顯著下降、結(jié)繭率顯著降低、繭長(zhǎng)顯著短于對(duì)照。雖然在取食轉(zhuǎn)cr y1 Ac基因、轉(zhuǎn)cr y1C 基因和轉(zhuǎn)cr y1 Ac／cr y1C基因花椰菜的菜青蟲(chóng)［Pieris r apae（L．）］體內(nèi)生長(zhǎng)的蝶蛹金小蜂（Pter omal us pupar u m L．）可以寄生正常的菜青蟲(chóng)且對(duì)后代沒(méi)有影響，但是與在正常菜青蟲(chóng)體內(nèi)生長(zhǎng)的蝶蛹金小蜂相比，其發(fā)育歷期延長(zhǎng)，寄生率和成蟲(chóng)壽命顯著降低［89］。這些結(jié)果都是以對(duì)Bt作物敏感的寄主為實(shí)驗(yàn)材料完成的，取食Bt作物對(duì)這些寄主都會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的負(fù)面影響（死亡率上升、發(fā)育歷期延長(zhǎng)、體重下降等）。而寄生蜂的生長(zhǎng)發(fā)育與寄主密切相關(guān)，寄主質(zhì)量的改變將直接影響到寄生蜂［90］。因此，以上的研究表明Bt作物只是通過(guò)影響了寄主的質(zhì)量間接影響了寄生蜂。而隨著B(niǎo)t抗性小菜蛾［Plutella xylostella （L．）］的出現(xiàn)，以其為研究材料的結(jié)果表明在轉(zhuǎn)cry1Ac基因油菜和轉(zhuǎn)cry1C基因花椰菜不影響寄主質(zhì)量的情況下對(duì)菜蛾盤絨繭蜂［Cotesia pl utellae（Kurdju mov）］和島嶼彎尾姬蜂［Diadeg ma insulare （Cresson）］均沒(méi)有影響［91－92］。

6 轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲(chóng)作物花粉對(duì)其他有益昆蟲(chóng)的影響

由于Bt蛋白專一性地針對(duì)某類昆蟲(chóng)如鱗翅目昆蟲(chóng)，而不是專一性地針對(duì)某一種昆蟲(chóng)，因此對(duì)同一類昆蟲(chóng)仍有產(chǎn)生影響的可能。如君王斑蝶（Danaus plexip pus L．）事件，Losey等［93］報(bào)道，在實(shí)驗(yàn)室中用沾有大量Bt玉米（N4640）花粉的馬利筋（Asclepias syriaca）葉片飼喂大斑蝶的幼蟲(chóng)，死亡率高達(dá)44%，從而引發(fā)了Bt玉米環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的爭(zhēng)論。隨后的研究結(jié)論是，目前商業(yè)化栽培的Bt玉米雜種的花粉對(duì)大斑蝶種群的影響可忽略不計(jì)［94－98］，其根據(jù)是：大部分雜種玉米花粉中Bt殺蟲(chóng)蛋白的表達(dá)量很低，在田間達(dá)不到急性毒性值，玉米散粉期與大斑蝶幼蟲(chóng)發(fā)生期很少重疊。帝王斑蝶減少的真正原因是農(nóng)藥的過(guò)度使用及墨西哥生境的破壞。Losey等的研究結(jié)果并不能代表田間實(shí)際狀況，因此安全性評(píng)價(jià)必須遵循層次檢測(cè)原則，在下結(jié)論之前必須謹(jǐn)慎嚴(yán)格的通過(guò)相應(yīng)層次的檢測(cè)。

蜜蜂是地球上數(shù)量豐富分布廣泛的傳粉昆蟲(chóng)，且蜂蜜產(chǎn)品深受大眾喜愛(ài)，因此它在各種安全性評(píng)價(jià)中作為一種重要的指示昆蟲(chóng)備受人們關(guān)注。目前針對(duì)Bt作物對(duì)蜜蜂的影響開(kāi)展了大量的研究，研究結(jié)果表明Bt作物對(duì)蜜蜂的存活率、成蜂壽命、取食行為、學(xué)習(xí)能力、過(guò)氧化物酶活性和腸道細(xì)菌群落都沒(méi)有影響［99－105］。同時(shí)田間調(diào)查結(jié)果顯示Bt作物對(duì)蜜蜂的物種豐富度和種群數(shù)量都沒(méi)有影響［36，106］。

家蠶是一種重要經(jīng)濟(jì)昆蟲(chóng)，且在我國(guó)和一些亞洲國(guó)家水稻和桑林經(jīng)常相鄰種植，因此水稻花粉有可能飄落至桑葉從而影響家蠶。目前研究結(jié)果表明，在花粉高密度的情況下部分Bt水稻對(duì)家蠶有致死作用，但考慮到田間很難達(dá)到致死的高密度，因此Bt水稻對(duì)家蠶的作用可以忽略不計(jì)［107－108］。同時(shí)，李文東等［109］用抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因棉花粉處理的遼東櫟（Quercus liaotungensis Koidz．）葉片飼養(yǎng)柞蠶（Anther aea per nyi Guerin－Meneville），結(jié)果顯示，與非轉(zhuǎn)基因棉花粉處理相比柞蠶的死亡率、發(fā)育歷期以及食物利用率、食物轉(zhuǎn)化率、相對(duì)代謝速率、相對(duì)取食量和近似消化率等營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)均無(wú)顯著差別。

7 結(jié)束語(yǔ)

過(guò)去十多年來(lái)，國(guó)際國(guó)內(nèi)對(duì)于轉(zhuǎn)Bt基因作物的環(huán)境安全性評(píng)價(jià)已經(jīng)積累了大量的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)，多數(shù)試驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)非靶標(biāo)生物沒(méi)有不利的影響。偶爾也有不同結(jié)論的報(bào)道，如Sch midt等報(bào)道Cr y1 Ab和Cr y3Bb對(duì)二星瓢蟲(chóng)［Adalia bipunctata（L．）］有負(fù)面影響［110］。該文章還被德國(guó)政府引用為禁止Bt玉米在德國(guó)種植的證據(jù)之一。然而進(jìn)一步考證認(rèn)為，該試驗(yàn)無(wú)論是在試驗(yàn)設(shè)計(jì)還是結(jié)果分析上都有問(wèn)題，其結(jié)論不能讓人信服［111］。另L?vei等稱通過(guò)分析大量的研究結(jié)果表明Cr y蛋白對(duì)非靶標(biāo)生物確實(shí)有不利影響，特別是寄生蜂，有66．1%的研究結(jié)果表明Bt作物對(duì)寄生蜂有不利的影響［112］。該文章發(fā)表后，Shelton等人對(duì)文章進(jìn)行分析研究后發(fā)現(xiàn)L?vei等人利用片面的數(shù)據(jù)，通過(guò)不合理的分析方法得到錯(cuò)誤的結(jié)果，如將Bt蛋白通過(guò)對(duì)寄主或獵物的影響偷換為Bt蛋白對(duì)非靶標(biāo)生物的直接影響等［113］。因此，就目前研究結(jié)果來(lái)看，抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)Bt基因作物對(duì)非靶標(biāo)生物并沒(méi)有直接的不利影響，對(duì)生態(tài)環(huán)境是安全的。目前開(kāi)發(fā)應(yīng)用的Bt基因數(shù)量相對(duì)較少，隨著越來(lái)越多的Bt基因和抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因材料的開(kāi)發(fā)，按照個(gè)案分析的原則對(duì)非靶標(biāo)生物影響的評(píng)價(jià)還是十分必要的。

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