崔 蕾， 王振營(yíng)， 何康來(lái)， 白樹(shù)雄

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

轉(zhuǎn)Bt-cry1Ah基因玉米花粉對(duì)龜紋瓢蟲(chóng)解毒酶和中腸蛋白酶活性的影響

崔 蕾， 王振營(yíng)， 何康來(lái)， 白樹(shù)雄

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

研究了取食轉(zhuǎn)Bt-cry1Ah基因玉米花粉對(duì)龜紋瓢蟲(chóng)Propylaeajaponica(Thunberg)體內(nèi)解毒酶和中腸蛋白酶活性的影響。利用飼喂結(jié)合比色方法，比較龜紋瓢蟲(chóng)取食轉(zhuǎn)Bt-cry1Ah基因玉米花粉和非轉(zhuǎn)基因玉米花粉后體內(nèi)α-乙酸萘酯酶、乙酰膽堿酯酶、谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶、中腸總蛋白酶、類(lèi)胰蛋白酶和類(lèi)胰凝乳蛋白酶的酶活性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在解毒酶方面，取食Bt玉米花粉的龜紋瓢蟲(chóng)4齡幼蟲(chóng)和蛹的α-乙酸萘酯酶活性顯著低于取食非Bt玉米花粉的龜紋瓢蟲(chóng)(對(duì)照組)，取食Bt玉米花粉的龜紋瓢蟲(chóng)的乙酰膽堿酯酶和谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶活性在各個(gè)發(fā)育時(shí)期與對(duì)照相比均無(wú)顯著差異。在中腸蛋白酶方面，與對(duì)照組相比，取食Bt玉米花粉的龜紋瓢蟲(chóng)的總蛋白酶和強(qiáng)堿性類(lèi)胰蛋白酶活性在各個(gè)發(fā)育時(shí)期均無(wú)顯著差異；但取食Bt玉米花粉的龜紋瓢蟲(chóng)的弱堿性類(lèi)胰凝蛋白酶和類(lèi)胰凝乳蛋白酶活性在蛹期顯著低于取食非Bt玉米花粉的龜紋瓢蟲(chóng)。由此可見(jiàn)，龜紋瓢蟲(chóng)取食含有Cry1Ah殺蟲(chóng)蛋白的玉米花粉后,體內(nèi)代謝解毒酶和中腸蛋白酶與Cry1Ah殺蟲(chóng)蛋白相互作用，可能會(huì)引起某些酶活性的變化。因此，轉(zhuǎn)cry1Ah基因玉米花粉對(duì)龜紋瓢蟲(chóng)的潛在影響還需要進(jìn)一步的研究。

轉(zhuǎn)Bt-cry1Ah基因玉米； 花粉； 龜紋瓢蟲(chóng)； 解毒酶； 中腸蛋白酶； 酶活性

隨著轉(zhuǎn)基因技術(shù)的飛速發(fā)展以及轉(zhuǎn)基因玉米的大面積推廣，轉(zhuǎn)基因玉米在帶來(lái)巨大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益的同時(shí)，其安全性問(wèn)題也引起了世界范圍內(nèi)的廣泛關(guān)注(Berglsonetal.,1998; Crawleyetal.,2001; Conneretal.,2003; Hancock,2003)。自L(fǎng)oseyetal.(1999)報(bào)道了轉(zhuǎn)基因玉米花粉對(duì)非靶標(biāo)昆蟲(chóng)帝王斑蝶Danausplexippus生長(zhǎng)發(fā)育有不利影響之后，轉(zhuǎn)基因植物對(duì)非靶標(biāo)昆蟲(chóng)潛在的影響倍受重視。非靶標(biāo)害蟲(chóng)玉米跳蟲(chóng)Chaetocnemapulicar、日本麗金龜Popilliajaponica和十一星根螢葉甲Diabroticaundecimpunctata取食表達(dá)Cry1Ab殺蟲(chóng)蛋白的Bt玉米后，體內(nèi)都含有相當(dāng)數(shù)量的Cry1Ab殺蟲(chóng)蛋白(Harwoodetal.,2005)。綠草蛉Chrysoperlacarnea取食添加雪花蓮凝集素(Galanthusnivalisagglutinin,GNA)的人工飼料后，成蟲(chóng)的壽命未受到影響，但GNA的聚集會(huì)對(duì)其產(chǎn)卵前期、日產(chǎn)卵量和總產(chǎn)卵量產(chǎn)生負(fù)面的影響；用添加了GNA的人工飼料飼喂的草蛉幼蟲(chóng)羽化后成蟲(chóng)的體重、產(chǎn)卵前期、日產(chǎn)卵量和總產(chǎn)卵量沒(méi)有區(qū)別，但卵的孵化率則顯著減少，所以濃度較高的GNA會(huì)對(duì)草蛉造成一些不利的影響(Li amp; Romeis,2009)。將轉(zhuǎn)cry1Ab基因玉米花粉、純化的Cry1Ab蛋白和大豆胰蛋白酶抑制劑(SBTI)分別拌入糖漿飼喂蜜蜂成蟲(chóng)，結(jié)果表明,取食花粉、Cry1Ab蛋白的蜜蜂存活率和下咽腺的生長(zhǎng)發(fā)育均無(wú)明顯差異，而取食SBTI的蜜蜂下咽腺管的平均重量、平均直徑顯著降低(Babendreieretal.,2005)。

Bt-cry1Ah基因是從我國(guó)蘇云金芽孢桿菌(Bacillusthuringiensis,Bt)分離株BT8中克隆鑒定的新型殺蟲(chóng)蛋白基因，其編碼的蛋白對(duì)亞洲玉米螟Ostriniafurnacalis、棉鈴蟲(chóng)Helicoverpaarmigera和水稻二化螟Chilosupperssalis等有很強(qiáng)的殺蟲(chóng)活性(Xueetal.,2008)。我國(guó)已經(jīng)將優(yōu)化的Bt-cry1Ah基因活性片段轉(zhuǎn)入玉米，獲得了遺傳穩(wěn)定的轉(zhuǎn)Bt-cry1Ah基因抗蟲(chóng)玉米，并證明表達(dá)該基因的玉米對(duì)玉米螟有顯著抗性(Wangetal.,2008;岳同卿等,2010)。瓢蟲(chóng)有取食花粉的習(xí)性(Woldetal., 2001)，由于玉米散粉期有大量的花粉沉積在植株葉腋處，而瓢蟲(chóng)等捕食性天敵常在葉腋處活動(dòng)，這增加了瓢蟲(chóng)接觸到殺蟲(chóng)蛋白的風(fēng)險(xiǎn)(邢珍娟等，2008)。研究表明，轉(zhuǎn)cry1Ab基因玉米花粉對(duì)斑鞘飾瓢蟲(chóng)Coleomegillamaculata和異色瓢蟲(chóng)Harmoniaaxyridis的生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)卵情況等沒(méi)有不利的影響(Lundgren amp; Wiedenmann,2002;張永軍等,2005)，但是否對(duì)龜紋瓢蟲(chóng)Propylaeajaponica的生理代謝有影響，尚未見(jiàn)報(bào)道。本試驗(yàn)研究轉(zhuǎn)Bt-cry1Ah基因玉米花粉對(duì)龜紋瓢蟲(chóng)體內(nèi)解毒酶和中腸蛋白酶活性的影響，以期為轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)玉米的環(huán)境安全性研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試玉米花粉

轉(zhuǎn)Bt-cry1Ah基因玉米(以下簡(jiǎn)稱(chēng)Bt玉米)及其親本X090(以下簡(jiǎn)稱(chēng)非Bt玉米)由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所提供。玉米種植于中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院廊坊試驗(yàn)基地農(nóng)業(yè)部轉(zhuǎn)基因植物環(huán)境安全監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心(北京)試驗(yàn)地。散粉前在玉米雄穗上套上授粉袋，分別收集Bt玉米和非Bt玉米花粉，迅速帶回實(shí)驗(yàn)室，將花粉轉(zhuǎn)移到密封塑料袋中，置于-80 ℃冰箱中保存。

1.2 供試?yán)ハx(chóng)及飼養(yǎng)方法

龜紋瓢蟲(chóng)由北京市農(nóng)林科學(xué)院植物保護(hù)環(huán)境保護(hù)研究所提供，麥長(zhǎng)管蚜Sitobionavenae由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所小麥害蟲(chóng)組提供。瓢蟲(chóng)飼養(yǎng)在塑料養(yǎng)蟲(chóng)籠(30 cm×25 cm×30 cm)中，置于光照培養(yǎng)箱(溫度25 ℃，RH60%～70%，L∶D=16∶8)待產(chǎn)卵。麥長(zhǎng)管蚜飼養(yǎng)在小麥苗上，并置于光照培養(yǎng)箱(溫度23 ℃，RH60%～70%，L∶D=16∶8)中。待瓢蟲(chóng)卵孵化后，將初孵的龜紋瓢蟲(chóng)幼蟲(chóng)單頭飼養(yǎng)在塑料培養(yǎng)皿(6 cm×6 cm)內(nèi)，置于光照培養(yǎng)箱中，培養(yǎng)皿中放清潔保濕棉球，每天更換1次。瓢蟲(chóng)幼蟲(chóng)和成蟲(chóng)每天飼喂足量的蚜蟲(chóng)1次。

1.3 瓢蟲(chóng)體內(nèi)代謝解毒酶活性測(cè)定

1.3.1 酶提取液的制備 每24頭初孵瓢蟲(chóng)幼蟲(chóng)為1組，共10組。其中，5組用Bt玉米花粉與蚜蟲(chóng)按2∶1(重量比)混合喂養(yǎng)，作為處理組；5組用非Bt玉米花粉與蚜蟲(chóng)按2∶1混合喂養(yǎng)，作為對(duì)照組。分別取瓢蟲(chóng)2、3、4齡幼蟲(chóng)，蛹和羽化后第10 d的成蟲(chóng)蟲(chóng)體各8頭，放入玻璃勻漿器中，加入500 μL pH 8.0的0.1 mol·L-1磷酸緩沖液(含0.1% TritonX-100)，冰浴勻漿，勻漿液在4 ℃、12000×g離心機(jī)上離心30 min，取上清液作為酶提取液。每個(gè)處理重復(fù)3次。

1.3.2 α-乙酸萘酯酶活性測(cè)定 測(cè)定方法參照van Asperen (1962)并加以改進(jìn)。反應(yīng)混合液中含有10 μL酶液、90 μL 0.04 mol·L-1磷酸緩沖液(pH 7.0)、50 μL 0.0004 mol·L-1α-乙酸萘酯液。在37 ℃水浴中保溫30 min,加入50 μL顯色劑(1%固牢藍(lán)B鹽與SDS溶液按2∶5混合)，室溫下放置10 min, 置于酶標(biāo)儀(Bio-Rad公司，Microplate Reader550)中，在600 nm處比色，測(cè)其D值。設(shè)定每15 s記錄1次D值，共記錄30次。

1.3.3 乙酰膽堿酯酶活性測(cè)定 測(cè)定方法參照Ellman (1961)并加以改進(jìn)。取10 μL酶液、90 μL 0.1 mol·L-1磷酸緩沖液(pH 8.0)、20 μL 0.075 mol·L-1碘化乙酰膽堿、30 μL 0.01 mol·L-1DTNB液，在25 ℃水浴中保溫15 min，加入50 μL 0.01 mol·L-1毒扁豆堿，置于酶標(biāo)儀中，在410 nm處比色，測(cè)其D值。記錄方式同1.3.2。

1.3.4 谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶活性測(cè)定 測(cè)定方法參照Booth (1961)并加以改進(jìn)。反應(yīng)混合液中含有10 μL酶液、90 μL 0.1 mol·L-1磷酸緩沖液(pH 8.0)、50 μL 0.03 mol·L-1谷胱甘肽液、50 μL 0.1 mol·L-1CDNB液。在25 ℃水浴中反應(yīng)30 min，加熱使其失活，置于酶標(biāo)儀中，在340 nm處比色，測(cè)其D值。記錄方式同1.3.2。

1.4 主要中腸蛋白酶活性測(cè)定

測(cè)定方法參照王琛柱和欽俊德(1996)并加以改進(jìn)。

1.4.1 中腸酶液的制備 每24頭初孵瓢蟲(chóng)幼蟲(chóng)為1組，共10組，試蟲(chóng)同1.3.1。分別取瓢蟲(chóng)2、3、4齡幼蟲(chóng)，蛹和羽化后第10 d的成蟲(chóng)蟲(chóng)體各8頭，放入玻璃勻漿器中，加入預(yù)冷的0.15 mol·L-1氯化鈉后，冰浴勻漿，然后將勻漿液轉(zhuǎn)入離心管離心15 min (4 ℃，12000×g)，取上清液作為酶液，-20 ℃貯存?zhèn)溆谩?/p>

1.4.2 中腸總蛋白酶活性測(cè)定 將20 mg·mL-1偶氮酪蛋白溶于0.15 mol·L-1氯化鈉中，取40 μL該液加入5 μL酶液及20 μL 0.2 mol·L-1甘氨酸—?dú)溲趸c(pH 10.0),整個(gè)反應(yīng)體系于30 ℃育溫2 h,然后加入預(yù)冷的10%(V/V)三氯乙酸65 μL終止反應(yīng)。最后于12000×g離心15 min，取上清液60 μL及40 μL 1 mol·L-1氫氧化鈉置于酶標(biāo)儀中，于405 nm處測(cè)定D值。記錄方式同1.3.2。

1.4.3 類(lèi)胰蛋白酶活性測(cè)定 (1)強(qiáng)堿性類(lèi)胰蛋白酶。以BAPNA作為底物，將20 mg·mL-1BAPNA溶于二甲基亞砜，取45 μL該液加入90 μL 0.1 mol·L-1甘氨酸—?dú)溲趸c(pH 10.0)和5 μL酶液后立即置于酶標(biāo)儀中，于405 nm處測(cè)其D值。(2)弱堿性類(lèi)胰蛋白酶。以TAME作為底物，將2 mmol·L-1TAME溶于0.15 mol·L-1氯化鈉中，取45 μL該液加入90 μL Tris-HCl緩沖液(pH 8.5)和5 μL酶液后立即置于酶標(biāo)儀中，于248 nm處測(cè)定D值。記錄方式同1.3.2。

1.4.4 類(lèi)胰凝乳蛋白酶活性測(cè)定 以BTEE作為底物，將1 mmol·L-1BTEE溶于含10%(V/V)甲醇的0.15 mol·L-1氯化鈉溶液中，取50 μL該液加入45 μL 0.2 mol·L-1Tris-HCl溶液(pH8.5)和5 μL酶液后置于酶標(biāo)儀中，在256 nm處測(cè)D值。記錄方式同1.3.2。

1.5 酶活性的計(jì)算

酶活性的計(jì)算參照印芳等(2008)。

酶活性=(△D×VT)/(W×VS×0.01×t)

其中,△D為1.3和1.4中不同波長(zhǎng)下，反應(yīng)時(shí)間內(nèi)D的變化；VT為酶液總體積/mL；W為試驗(yàn)材料鮮重/g；VS為測(cè)定時(shí)所取的酶液體積/mL；t為反應(yīng)時(shí)間/min。酶活性單位為U· g-1· min-1。

1.6 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS11.5軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，差異顯著性(Plt;0.05)比較采用獨(dú)立樣本t測(cè)驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1瓢蟲(chóng)取食Bt玉米花粉時(shí)體內(nèi)主要代謝解毒酶活性的變化

從表1可以看出，取食Bt玉米花粉的龜紋瓢蟲(chóng)的α-乙酸萘酯酶活性在4齡幼蟲(chóng)和蛹期與對(duì)照組相比顯著降低，而在2、3齡幼蟲(chóng)和成蟲(chóng)期與對(duì)照相比均無(wú)顯著差異。取食Bt玉米花粉的龜紋瓢蟲(chóng)的乙酰膽堿酯酶和谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶活性在各個(gè)發(fā)育時(shí)期與對(duì)照相比均無(wú)顯著差異。

2.2瓢蟲(chóng)取食Bt玉米花粉時(shí)中腸蛋白酶活性的變化

從表2可以看出，與對(duì)照組相比，取食Bt玉米花粉的龜紋瓢蟲(chóng)的總蛋白酶和強(qiáng)堿性類(lèi)胰蛋白酶活性在各個(gè)發(fā)育時(shí)期均無(wú)顯著差異。但取食Bt玉米花粉的龜紋瓢蟲(chóng)的弱堿性類(lèi)胰蛋白酶和類(lèi)胰凝乳蛋白酶活性在蛹期與對(duì)照組相比顯著降低，而在2、3、4齡幼蟲(chóng)和成蟲(chóng)期與對(duì)照組相比則無(wú)顯著差異。

表1 瓢蟲(chóng)取食Bt玉米花粉和非Bt玉米花粉的主要代謝解毒酶活性比較

數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤，同行數(shù)據(jù)后附*表示差異顯著(Plt;0.05)。
Data in the lable are means±1S.E.,and those in the same row followed by * show significant difference atPlt;0.05.

表2 瓢蟲(chóng)取食Bt玉米花粉和非Bt玉米花粉的中腸蛋白酶活性比較

數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤，同行數(shù)據(jù)后附*表示差異顯著(Plt;0.05)。
Data in the lable are means±1S.E.,and those in the same row followed by * show significant difference atPlt;0.05.

3 討論

有關(guān)轉(zhuǎn)基因植物對(duì)龜紋瓢蟲(chóng)生長(zhǎng)等方面影響的研究較多。李麗莉(2004)研究表明，龜紋瓢蟲(chóng)取食在Bt玉米上繁殖的玉米蚜Rhopalosiphummaidis和表達(dá)CrylAb殺蟲(chóng)蛋白的玉米花粉后未受到影響。Baietal.(2005)研究發(fā)現(xiàn)，取食轉(zhuǎn)cry1Ab基因水稻KMD1系花粉的龜紋瓢蟲(chóng)雌成蟲(chóng)壽命顯著低于取食親本花粉的龜紋瓢蟲(chóng)，在KMD2系中新羽化的雄成蟲(chóng)活性顯著低于親本；但兩者間的生長(zhǎng)發(fā)育、存活和繁殖并無(wú)顯著差異。龜紋瓢蟲(chóng)捕食了表達(dá)Cry1Ac蛋白轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉花上的棉鈴蟲(chóng)后只是體重和體長(zhǎng)減小，幼蟲(chóng)的存活率、生長(zhǎng)發(fā)育、死亡率、產(chǎn)卵和成蟲(chóng)壽命都未受到影響(Zhangetal.,2006)。此外，捕食性瓢蟲(chóng)可能會(huì)通過(guò)取食轉(zhuǎn)基因植物田中的害蟲(chóng)而攝入Bt殺蟲(chóng)蛋白(Obristetal.,2006)。還有研究表明，轉(zhuǎn)cry1Ac/cry1Ab基因棉花對(duì)龜紋瓢蟲(chóng)幼蟲(chóng)沒(méi)有直接的不利影響(Zhangetal.,2006)。

本研究結(jié)果表明，Bt玉米花粉對(duì)龜紋瓢蟲(chóng)體內(nèi)代謝解毒酶和中腸蛋白酶活性有一定的影響。取食轉(zhuǎn)Bt-cry1Ah基因玉米花粉的龜紋瓢蟲(chóng)的α-乙酸萘酯酶、弱堿性類(lèi)胰蛋白酶和類(lèi)胰凝乳蛋白酶活性在蛹期顯著低于取食非Bt玉米花粉的龜紋瓢蟲(chóng)，說(shuō)明瓢蟲(chóng)體內(nèi)代謝解毒酶和中腸蛋白酶在與Bt殺蟲(chóng)蛋白相互作用時(shí)可能會(huì)引起某些酶活性的變化，但個(gè)別酶活性的變化還不足以影響瓢蟲(chóng)的生長(zhǎng)發(fā)育。本試驗(yàn)結(jié)果與表達(dá)Cry1Ab殺蟲(chóng)蛋白的Bt玉米花粉對(duì)異色瓢蟲(chóng)體內(nèi)解毒代謝酶的影響(張永軍等，2005)相似。用表達(dá)Cry1Ac殺蟲(chóng)蛋白的Bt棉花粉飼喂意大利蜜蜂Apismellifera后，蜜蜂體內(nèi)代謝酶和一些消化酶的變化也未對(duì)其生長(zhǎng)發(fā)育造成不利的影響(田巖等,2006)。有關(guān)轉(zhuǎn)Bt-cry1Ah基因玉米花粉對(duì)龜紋瓢蟲(chóng)的潛在影響還需進(jìn)一步研究。

李麗莉.2004.轉(zhuǎn)Bt基因玉米對(duì)玉米蚜及其捕食性天敵龜紋瓢蟲(chóng)的影響.陜西:西北農(nóng)林科技大學(xué).

田巖,張永軍,吳孔明,趙奎軍,彭于發(fā),郭予元.2006.轉(zhuǎn)Bt-cry1Ac棉花花粉對(duì)意大利蜜蜂生長(zhǎng)發(fā)育的影響.應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào),12(4):464-467.

王琛柱,欽俊德.1996.棉鈴蟲(chóng)幼蟲(chóng)中腸主要蛋白酶活性的鑒定.昆蟲(chóng)學(xué)報(bào),39(1):7-14.

邢珍娟,王振營(yíng),何康來(lái),白樹(shù)雄.2008.轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲(chóng)玉米植株葉腋處花粉中Cry1Ab殺蟲(chóng)蛋白的田間降解動(dòng)態(tài).應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào),14(2):163-166.

印芳,葛紅,彭克勤,趙伶俐,周玉杰,李秋香.2008.蝴蝶蘭組培褐變與酚酸類(lèi)物質(zhì)及相關(guān)酶活性的關(guān)系.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),41(7):2197-2203.

岳同卿,郎志宏,王延鋒,張杰,何康來(lái),黃大昉.2010.轉(zhuǎn)Btcry1Ah基因抗蟲(chóng)玉米的獲得及其遺傳穩(wěn)定性分析.農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學(xué)報(bào),18(4):638-644.

張永軍,孫毅,袁海濱,吳孔明,彭于發(fā).2005.轉(zhuǎn)Bt-cry1Ab玉米花粉對(duì)異色瓢蟲(chóng)生長(zhǎng)發(fā)育及體內(nèi)三種代謝酶活性的影響.昆蟲(chóng)學(xué)報(bào),48(6):898-902.

Babendreier D, Kalberer N M, Romeis J, Fluri P, Mulligan E and Bigler F. 2005. Influence ofBt-transgenic pollen,Bt-toxin and protease inhibitor (SBTI) ingestion on development of the hypopharyngeal glands in honeybees.Apidologie,36:585-594.

Bai Y Y, Jiang M X and Cheng J A. 2005. Effects of transgeniccry1Ab rice pollen on fitness ofPropyleajaponica(Thunberg).JournalofPestScience, 78:123-128.

Berglson J, Purrington C B and Wichmann G. 1998. Promiscuity in transgenic plants.Nature, 395:25.

Booth J E. 1961. An enzyme from rat liver catalyzing conjugation with glutathione.BiochemicalJournal, 79:248-254.

Conner A J, Glare T R and Nap J P. 2003. The release of genetically modified crops into the environment. Part 2. Overview of ecological risk assessment.ThePlantJournal, 33:19-46.

Crawley M J, Brown S L, Hails R S, Kohn D D and Rees M. 2001. Transgenic crops in nature habitats.Nature, 409:682-683.

Ellman G L. 1961. A new and rapid colorimetric determination of acetylcholinesterase activity.BiochemicalPharmacology,7:88-94.

Hancock J F. 2003. A framework for assessing the risk of transgenic crops.BioScience, 53:512-519.

Harwood J D, Wallin W G and Obrycki J J. 2005. Uptake ofBtendotoxins by nontarget herbivores and higher order arthropod predators: molecular evidence from a transgenic corn agroecosystem.MolecularEcology, 14:2815-2823.

Li Y H and Romeis J. 2009. Impact of snowdrop lectin (Galanthusnivalisagglutinin; GNA) on adults of the green lacewing,Chrysoperlacarnea.JournalofInsectPhysiology, 55:136-143.

Losey J E, Rayor L S and Carter M E. 1999. Transgenic pollen harms monarch larvae.Nature, 399:214.

Lundgren J G and Wiedenmann R N. 2002. Coleopteran-specific Cry3Bb toxin from transgenic corn pollen does not affect the fitness of a nontarget species,ColeomegillamaculataDetreer (Coleoptera: Coccinellidae).EnvironmentalEntomology, 3:1213-1218.

Obrist L B, Dutton A, Albajes R and Bigler F. 2006. Exposure of arthropod predators to Cry1Ab toxin inBtmaize fields.EcologicalEntomology, 31:143-154.

van Asperen K A. 1962. Study of housefly esterase by means of a sensitive colormetric method.JournalofInsectPhysiology, 8:401-406.

Wang Y B, Lang Z H, Zhang J, He K L, Song F P and Huang D F. 2008. Ubi1 intron mediated enhancement of the expression ofBtcry1Ah gene in transgenic maize (ZeamaysL.).ChineseScienceBulletin, 53:3185-3190.

Wold S J, Burkms E C, Hlltchinson W D and Venette R C. 2001. In-field monitoring of beneficial insect populations in transgenic corn expressing aBacillusthuringenisistoxin.JournalofEntomologicalScience, 36:177-187.

Xue J, Liang G M, Crickmore N, Li H T, He K L, Song F P, Feng X, Huang D F and Zhang J. 2008. Cloning and characterization of a novel Cry1A toxin fromBacillusthuringiensiswith high toxicity to the Asian corn borer and other lepidopteran insects.FederationofEuropeanMicrobiologicalSocieties, 280:95-101.

Zhang G F, Wan F H, Liu W X and Guo J Y. 2006. Early instar response to plant-deliveredBt-toxin in a herbivore (Spodopteralitura) and a predator (Propylaeajaponica).CropProtection, 25:527-533.

Zhang S Y, Li D M, Cui J and Xie B Y. 2006. Effects ofBt-toxin Cry1Ac onPropylaeajaponicaThunberg (Col., Coccinellidae) by feeding onBt-treatedBt-resistantHelicoverpaarmigera(Hübner) (Lep., Noctuidae) larvae.JournalofAppliedEntomology, 130:206-212.

EffectsoftransgenicBt-cry1Ahmaize(ZeamaysL.)pollenontheactivityofdetoxificationenzymesandmidgutproteaseinPropylaeajaponica(Thunberg) (Coleoptera:Coccinellidae)

Lei CUI, Zhen-ying WANG, Kang-lai HE, Shu-xiong BAI

StateKeyLaboratoryfortheBiologyofthePlantDiseasesandInsectPests,InstituteofPlantProtection,ChineseAcademyofAgriculturalSciences,Beijing100193，China

The experiments were conducted in laboratory to explore the effects of transgenic. The activtiy changes of detoxification enzymes and midgut protease after feeding on the pollen of transgenicBt(Bt-cry1Ah) maize in the ladybird beetlePropylaeajaponica(Thunberg) was examined. The activities of the α-naphthylacetate esterase， acetylcholinesterase, glutathione-S-transferase, total protease, alkaline trysin-like proteinase and chymotrypsin-like proteinase in beetles rearedBtand non-Btmaize pollen were compared by feeding the on transgenicBt-cry1Ah maize pollen combinded with colorimetric method. The results indicated that there were no differences in the activities of acetylcholinesterase, glutathione-S-transferase, total protease and active alkaline trysin-like proteinase inP.japonicain any examined larval instars of larvae and adults fed on transgenicBtmaize pollen vs. those fed on nonBtpollen (the control). The activity levels of α-naphthylacetate esterase in 4th instar larvae and pupae, and the weak alkaline trysin-like proteinase and chymotrypsin-like proteinase inP.japonicaat pupae fed on transgenicBtmaize pollen were significantly lower in beetles feeding on transgenic pollen than that in the control. Therefore, the interation of the detoxification enzymes and midgut proteases and Cry1Ah protein may cause some of the enzymes activities. The potential impact of transgenicBt-cry1Ah maize pollen onP.japonicaneed to futher study.

transgenicBt-cry1Ah maize; pollen;Propylaeajaponica; detoxification enzyme; midgut protease; enzyme activity

2011-01-10接受日期2011-01-25

轉(zhuǎn)基因生物新品種培育科技重大專(zhuān)項(xiàng)(2008ZX08011-003)

王振營(yíng),E-mail：zywang@ippcaas.cn