雒珺瑜， 張 帥， 呂麗敏， 王春義， 朱香鎮(zhèn)， 李春花， 崔金杰

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所，棉花生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 安陽(yáng) 455000

轉(zhuǎn)基因在給人類帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)利益的同時(shí)，食品與環(huán)境安全的問(wèn)題也備受社會(huì)關(guān)注。其中轉(zhuǎn)基因棉花因大面積種植而顯得尤為重要，其環(huán)境安全性問(wèn)題是國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)注的焦點(diǎn)和熱點(diǎn)，也是需要長(zhǎng)期研究的內(nèi)容(左嬌等，2013)。

轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲(chóng)棉對(duì)棉鈴蟲(chóng)HelicoverpaarmigeraHübner具有良好的控制作用，它的種植減少了化學(xué)殺蟲(chóng)劑的使用，降低了環(huán)境污染和人畜中毒事件，大大提高了農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)效益(馬慧等，2009； 蘇宏華等，2010)。但任何一種作物都遭受多種害蟲(chóng)危害，一個(gè)抗蟲(chóng)基因不能抵御所有害蟲(chóng)，而且不同類型的基因其抗蟲(chóng)機(jī)制、殺蟲(chóng)作用和殺蟲(chóng)譜也不盡相同。單個(gè)轉(zhuǎn)Bt基因棉花隨著種植時(shí)間的推移和種植面積的擴(kuò)大，棉鈴蟲(chóng)對(duì)其抗性上升的風(fēng)險(xiǎn)也在逐年加大(梁革酶等，2000； 徐廣等，2002； Bashir，2014)，而將2個(gè)或2個(gè)以上抗蟲(chóng)基因轉(zhuǎn)入同一植物，可使受體植物獲得多機(jī)制的抗蟲(chóng)性，不僅可進(jìn)一步加強(qiáng)轉(zhuǎn)基因植物的抗蟲(chóng)能力，拓寬其抗蟲(chóng)譜，并有助于延緩害蟲(chóng)產(chǎn)生耐受性，從而延長(zhǎng)轉(zhuǎn)基因棉花的使用壽命(McGaugheyetaletal.,1992; Tabashniketal.,1997)。

本文以中國(guó)農(nóng)科院棉花研究所生物技術(shù)研究室新轉(zhuǎn)化成功的轉(zhuǎn)Cry1Ac+Cry2Ab棉花為試驗(yàn)材料，以轉(zhuǎn)單個(gè)Cry1Ac基因棉花和非轉(zhuǎn)基因棉花為對(duì)照，從棉花的生長(zhǎng)勢(shì)及其對(duì)棉田節(jié)肢動(dòng)物物種豐富度的影響系統(tǒng)進(jìn)行了研究，為新型轉(zhuǎn)基因棉花的生產(chǎn)應(yīng)用價(jià)值進(jìn)一步進(jìn)行評(píng)估，同時(shí)為轉(zhuǎn)基因棉花環(huán)境安全評(píng)價(jià)提供科學(xué)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

639020為轉(zhuǎn)Cry1Ac+Cry2Ab棉花，由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所生物技術(shù)研究室提供；中棉所41為轉(zhuǎn)Cry1Ac棉花，中棉所49為非轉(zhuǎn)基因棉花，均由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所遺傳育種研究室提供。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所試驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行，棉花播種時(shí)間為4月28日。試驗(yàn)共設(shè)3個(gè)處理：轉(zhuǎn)Cry1Ac+Cry2Ab棉田、Cry1Ac棉田和非轉(zhuǎn)基因棉田；每個(gè)品種3個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)面積122 m2，小區(qū)間隨機(jī)排列，共9個(gè)小區(qū)；棉花種植株距0.27 m，行距0.80 m；棉花全生育期不進(jìn)行化學(xué)防治，其他農(nóng)事操作按常規(guī)棉田操作和管理。

1.2.2 棉花生長(zhǎng)勢(shì)和產(chǎn)量構(gòu)成參數(shù)調(diào)查 葉綠素：在棉花生長(zhǎng)的苗期(05-27)、蕾期(06-20)和花鈴期(07-24)采集棉花頂部第1片完全展開(kāi)葉，每處理每小區(qū)隨機(jī)采集5片葉片，室內(nèi)通過(guò)SPAD測(cè)定儀進(jìn)行檢測(cè)。

比葉面積：在棉花生長(zhǎng)的苗期(05-27)、蕾期(06-20)和花鈴期(07-24)采集棉花頂部第1片完全展開(kāi)葉，每處理每小區(qū)隨機(jī)采集5片葉片，室內(nèi)測(cè)定葉面積，然后將葉片置于108 ℃殺青0.5 h，再于80 ℃烘12 h后，葉片干重稱重；計(jì)算比葉面積。

棉花生長(zhǎng)勢(shì)和產(chǎn)量構(gòu)成參數(shù)：在棉花生長(zhǎng)的初蕾期(06-20)、盛蕾期(07-24)和花鈴期(08-18)，分別測(cè)定棉株株高，調(diào)查棉花果枝數(shù)、蕾數(shù)、幼鈴數(shù)、成鈴數(shù)和脫落蕾鈴數(shù)，每小區(qū)選取3個(gè)點(diǎn)，每點(diǎn)順行連續(xù)測(cè)定和調(diào)查10株棉花。

1.2.3 昆蟲(chóng)群落調(diào)查方法 試驗(yàn)采用對(duì)角線五點(diǎn)取樣方法(中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)部，2007)，分別在二代、三代和四代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生高峰期，調(diào)查不同棉田主要害蟲(chóng)及其天敵的種群數(shù)量，每個(gè)棉鈴蟲(chóng)發(fā)生世代每隔1 d調(diào)查1次，共計(jì)調(diào)查3次，每次每小區(qū)調(diào)查5個(gè)樣點(diǎn)，每個(gè)樣點(diǎn)連續(xù)調(diào)查2行20株棉花，共100株。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

對(duì)每個(gè)棉鈴蟲(chóng)發(fā)生世代調(diào)查的每種節(jié)肢動(dòng)物的3次數(shù)值進(jìn)行平均，以非轉(zhuǎn)基因棉田和轉(zhuǎn)Cry1Ac基因棉田每種主要節(jié)肢動(dòng)物每世代出現(xiàn)的個(gè)體平均值占該世代調(diào)查到的節(jié)肢動(dòng)物個(gè)體總數(shù)的比率代表該節(jié)肢動(dòng)物的豐度。運(yùn)用SPSS 17.0軟件對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用單因素方差分析(One-way analysis，ANO-VA)和Duncan′s差異顯著性分析，檢驗(yàn)同一時(shí)期不同小區(qū)內(nèi)棉花生長(zhǎng)勢(shì)、產(chǎn)量構(gòu)成參數(shù)和節(jié)肢動(dòng)物物種豐富度的差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)棉花生長(zhǎng)勢(shì)和產(chǎn)量構(gòu)成參數(shù)的影響

2.1.1 葉綠素含量 3種棉田不同時(shí)期棉花葉片葉綠素含量如表1。苗期(05-27)、蕾期(06-20)和花鈴期(07-24)3種棉花頂部葉片葉綠素含量在同一時(shí)期變化無(wú)顯著差異；隨著棉花生長(zhǎng)，頂部葉片的葉綠素含量呈逐漸下降的趨勢(shì)。

表1 3種棉花葉片葉綠素含量Table 1 Content of chlorophyll of 3 studied types of cotton

數(shù)據(jù)為平均數(shù)±SD。大寫字母表示差異極顯著(P<0.01)，小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。

Values are means±SD. Captical letters show highly extremely significant differences(P<0.01), and small letters show significant differences (P<0.05) .

2.1.2 比葉面積 由表2可知，與非轉(zhuǎn)基因棉花和轉(zhuǎn)Cry1Ac基因棉花相比，苗期(05-27)轉(zhuǎn)Cry1Ac+Cry2Ab棉花比葉面積分別降低5.6%和22.5%，前者差異不顯著，后者差異顯著；蕾期(06-20)轉(zhuǎn)Cry1Ac+Cry2Ab棉花的比葉面積分別增加9.6%和5.2%，差異均不顯著；花鈴期(07-24)轉(zhuǎn)Cry1Ac+Cry2Ab棉花的比葉面積分別增加5.7%和62.9%，前者差異不顯著，后者差異達(dá)極顯著水平。

表2 3種棉花葉片比葉面積 Table 2 Specific leaf areas of 3 studied types of cotton

數(shù)據(jù)為平均數(shù)±SD。大寫字母表示差異極顯著(P<0.01)，小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。

Values are means±SD. Captical letters show highly extremely significant differences(P<0.01), and small letters show significant differences (P<0.05) .

2.1.3 生長(zhǎng)勢(shì)及產(chǎn)量構(gòu)成參數(shù) 3種棉田不同時(shí)期棉花生長(zhǎng)勢(shì)和產(chǎn)量構(gòu)成參數(shù)見(jiàn)表3。蕾期(06-20)和花鈴期(07-24)轉(zhuǎn)Cry1Ac+Cry2Ab棉花株高、主莖葉片數(shù)、果枝數(shù)和蕾數(shù)均與非轉(zhuǎn)基因棉花和轉(zhuǎn)Cry1Ac基因棉花相當(dāng)，差異不顯著?；ㄢ徠?07-24)成鈴數(shù)、幼鈴數(shù)和脫落率均與轉(zhuǎn)Cry1Ac棉相當(dāng)，但成鈴數(shù)和幼鈴數(shù)分別比非轉(zhuǎn)基因棉花增加395.6%和211.3%，差異達(dá)極顯著水平；蕾鈴脫落數(shù)較非轉(zhuǎn)基因棉花降低83.0%，差異顯著。盛鈴期(08-18)轉(zhuǎn)Cry1Ac+Cry2Ab棉花主莖葉片數(shù)、果枝數(shù)和成鈴數(shù)均與非轉(zhuǎn)基因棉花和轉(zhuǎn)Cry1Ac基因棉花相當(dāng)，差異不顯著；蕾數(shù)和幼鈴數(shù)與轉(zhuǎn)Cry1Ac基因棉花相當(dāng)，差異不顯著，與非轉(zhuǎn)基因棉花相比，蕾數(shù)增加63.0%，幼鈴數(shù)減少69.3%；蕾鈴脫落數(shù)均較非轉(zhuǎn)基因棉花和轉(zhuǎn)Cry1Ac基因棉花降低51.0%和35.9%，差異均達(dá)到顯著水平。

表3 3種棉花田間生長(zhǎng)勢(shì)及產(chǎn)量構(gòu)成參數(shù)Table 3 Growth potential and yield component parameters of 3 studied types of cotton

數(shù)據(jù)為平均數(shù)±SD。大寫字母表示差異極顯著(P<0.01)，小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。

Values are means±SD. Captical letters show highly extremely significant differences(P<0.01), and small letters show significant differences (P<0.05) .

2.2 對(duì)棉田節(jié)肢動(dòng)物物種豐富度的影響

2.2.1 靶標(biāo)害蟲(chóng) 棉鈴蟲(chóng)卵：二代、三代和四代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期，3種棉田棉鈴蟲(chóng)落卵量豐度如圖1所示。3種棉田落卵量在二代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期種群豐度較高，其次是三代，四代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期落卵豐度最低；與非轉(zhuǎn)基因棉田相比，二代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期轉(zhuǎn)Cry1Ac+Cry2Ab基因棉田棉鈴蟲(chóng)落卵量豐度提高了76.4%，差異達(dá)顯著水平；與轉(zhuǎn)Cry1Ac基因棉田相比，轉(zhuǎn)Cry1Ac+Cry2Ab基因棉田棉鈴蟲(chóng)落卵量豐度降低了8.9%，差異不顯著；三代棉鈴蟲(chóng)和四代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期，3種棉田落卵量豐度均較低，均未達(dá)到顯著差異。

棉鈴蟲(chóng)幼蟲(chóng)：二代、三代和四代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期3種棉田棉鈴蟲(chóng)幼蟲(chóng)豐度如圖2所示。3種棉田棉鈴蟲(chóng)幼蟲(chóng)在二代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期種群豐度較高；與非轉(zhuǎn)基因棉田和轉(zhuǎn)Cry1Ac基因棉田相比，二代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期轉(zhuǎn)Cry1Ac+Cry2Ab基因棉田棉鈴蟲(chóng)幼蟲(chóng)豐度分別降低了49.2%和26.19%，前者差異顯著，后者差異不顯著；三代棉鈴蟲(chóng)和四代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期，3種棉田棉鈴蟲(chóng)幼蟲(chóng)豐度均較低，均未達(dá)到顯著差異。

圖1 二代、三代和四代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期三種棉田棉鈴蟲(chóng)落卵量豐度Fig.1 The species abundance of eggs of cotton bollworm during different generation in the fields of the 3 studied types of cotton

圖2 二代、三代和四代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期3種棉田棉鈴蟲(chóng)幼蟲(chóng)數(shù)量豐度Fig.2 The species abundance of larvae of cotton bollworm during different generation in the fields of the 3 studied types of cotton

2.2.2 刺吸性害蟲(chóng) 棉蚜：二代、三代和四代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期3種棉田棉蚜豐度如圖3所示。3種棉田棉蚜在四代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期種群豐度最高，其次是三代和二代；與非轉(zhuǎn)基因棉田和轉(zhuǎn)Cry1Ac基因棉田相比，二代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期轉(zhuǎn)Cry1Ac+Cry2Ab基因棉田棉蚜豐度分別提高了10.3%和32.3%，差異均不顯著；三代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期，轉(zhuǎn)Cry1Ac+Cry2Ab基因棉田棉蚜豐度分別降低了48.6%和-0.9%，前者差異顯著，后者差異不顯著；四代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期，轉(zhuǎn)Cry1Ac+Cry2Ab基因棉田棉蚜豐度分別降低了3.0%和-30.4%，差異均不顯著。

棉薊馬：二代、三代和四代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期3種棉田棉薊馬豐度如圖4所示。二代和三代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期，3種棉田棉薊馬種群豐度較高，四代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期，種群豐度較低；與非轉(zhuǎn)基因棉田和轉(zhuǎn)Cry1Ac基因棉田相比，二代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期轉(zhuǎn)Cry1Ac+Cry2Ab基因棉田棉薊馬豐度分別升高了1.4%和11.9%，差異均不顯著；三代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期，轉(zhuǎn)Cry1Ac+Cry2Ab基因棉田棉薊馬豐度比常規(guī)棉田增加113.5%，比轉(zhuǎn)Cry1Ac基因棉田降低5.7%，前者差異極顯著，后者差異不顯著；四代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期，轉(zhuǎn)Cry1Ac+Cry2Ab基因棉田棉薊馬豐度均降低了79.6%，差異均達(dá)顯著水平。

煙粉虱Bemisiatabaci(Gennadius)：二代、三代和四代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期三種棉田煙粉虱豐度如圖5所示。四代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期，3種棉田煙粉虱種群豐度最高，二代和三代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期種群豐度較低；與非轉(zhuǎn)基因棉田和轉(zhuǎn)Cry1Ac基因棉田相比，二代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期轉(zhuǎn)Cry1Ac+Cry2Ab基因棉田煙粉虱豐度均降低了350.0%，差異極顯著；三代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期，轉(zhuǎn)Cry1Ac+Cry2Ab基因棉田煙粉虱豐度分別增加17.3%和50%，前者差異不顯著，后者差異顯著；四代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期，轉(zhuǎn)Cry1Ac+Cry2Ab基因棉田煙粉虱豐度分別降低了-4.3%和3.1%，差異均未達(dá)顯著水平。

圖3 二代、三代和四代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期3種棉田蚜蟲(chóng)數(shù)量豐度Fig.3 The species abundance of cotton aphids during different generation in the fields of the 3 studied types of cotton

圖4 二代、三代和四代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期3種棉田薊馬豐度Fig.4 The species abundance of thrips during different generation in the fields of the 3 studied types of cotton

圖5 二代、三代和四代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期3種棉田煙粉虱豐度Fig.5 The species abundance of B.tabaci during different generation in the fields of the 3 studied types of cotton

綠盲蝽Llyguslucorμm(Meyer-Dür．)：二代、三代和四代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期3種棉田綠盲蝽豐度如圖6所示。三代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期，3種棉田綠盲蝽種群豐度較高，二代和四代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期種群豐度相對(duì)較低；與非轉(zhuǎn)基因棉田和轉(zhuǎn)Cry1Ac基因棉田相比，二代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期轉(zhuǎn)Cry1Ac+Cry2Ab基因棉田綠盲蝽豐度均降低了50.0%和0.00%，差異均不顯著；三代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期，轉(zhuǎn)Cry1Ac+Cry2Ab基因棉田綠盲蝽豐度分別降低57.1%和40.0%，差異不顯著；四代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期，轉(zhuǎn)Cry1Ac+Cry2Ab基因棉田綠盲蝽豐度分別降低了71.4%和50.0%，前者差異顯著，后者差異不顯著。

2.2.3 天敵 龜紋瓢蟲(chóng)Propylaeajaponica(Thunberg)：二代、三代和四代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期3種棉田龜紋瓢蟲(chóng)豐度如圖7所示。3種棉田龜紋瓢蟲(chóng)在二代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期時(shí)發(fā)生數(shù)量最多，四代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期次之，三代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期種群豐度最低；與非轉(zhuǎn)基因棉田和轉(zhuǎn)Cry1Ac基因棉田相比，二代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期轉(zhuǎn)Cry1Ac+Cry2Ab基因棉田龜紋瓢蟲(chóng)豐度均增加了131.3%和94.7%，差異均達(dá)顯著水平；三代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期，轉(zhuǎn)Cry1Ac+Cry2Ab基因棉田龜紋瓢蟲(chóng)豐度分別升高-33.3%和50.0%，差異不顯著；四代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期，轉(zhuǎn)Cry1Ac+Cry2Ab基因棉田煙粉虱豐度分別增加75.0%和55.6%，前者差異顯著，后者差異不顯著。

圖6 二代、三代和四代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期3種棉田綠盲蝽豐度Fig.6 The species abundance of L.lucorum during different generation in the fields of the 3 studied types of cotton

圖7 二代、三代和四代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期棉田龜紋瓢蟲(chóng)豐度Fig.7 The species abundance of P.japonica during different generation in the fields of the 3 studied types of cotton

草間小黑蛛Erigonidiumgraminicolum(Sundevall)：二代、三代和四代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期3種棉田草間小黑蛛豐度如圖8所示。3種棉田草間小黑蛛在二代和四代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期發(fā)生數(shù)量較多，三代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期種群豐度相對(duì)較低；與非轉(zhuǎn)基因棉田和轉(zhuǎn)Cry1Ac基因棉田相比，二代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期轉(zhuǎn)Cry1Ac+Cry2Ab基因棉田草間小黑蛛豐度在3種棉田種群豐度相當(dāng)；三代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期，轉(zhuǎn)Cry1Ac+Cry2Ab基因棉田草間小黑蛛豐度分別降低10.0%和25.0%，差異不顯著；四代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期，轉(zhuǎn)Cry1Ac+Cry2Ab基因棉田草間小黑蛛豐度分別降低12.5%和41.7%，差異均未達(dá)顯著水平。

草蛉：二代、三代和四代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期3種棉田草蛉豐度如圖9所示。3種棉田草蛉在三代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期發(fā)生數(shù)量較多，二代和四代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期種群豐度相對(duì)較低；與轉(zhuǎn)Cry1Ac基因棉田相比，二代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期轉(zhuǎn)Cry1Ac+Cry2Ab基因棉田草蛉豐度降低了62.5%，差異顯著，比非轉(zhuǎn)基因棉田增加了36.4%，差異不顯著；三代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期，轉(zhuǎn)Cry1Ac+Cry2Ab基因棉田草蛉豐度較非轉(zhuǎn)基因棉田和轉(zhuǎn)Cry1Ac基因棉田分別降低38.2%和15.0%，差異均不顯著；四代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期，轉(zhuǎn)Cry1Ac+Cry2Ab基因棉田草蛉豐度較非轉(zhuǎn)基因棉田增加62.5%，較轉(zhuǎn)Cry1Ac基因棉田降低55.2%，差異均達(dá)顯著水平。

小花蝽：二代、三代和四代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期3種棉田小花蝽豐度如圖10所示。3種棉田小花蝽在二代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期發(fā)生數(shù)量較多，三代和四代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期種群豐度相對(duì)較低；與非轉(zhuǎn)基因棉田和轉(zhuǎn)Cry1Ac基因棉田相比，二代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期轉(zhuǎn)Cry1Ac+Cry2Ab基因棉田小花蝽豐度分別降低了16.7%和14.6%，差異均不顯著；三代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期，轉(zhuǎn)Cry1Ac+Cry2Ab基因棉田小花蝽豐度較非轉(zhuǎn)基因棉田和轉(zhuǎn)Cry1Ac基因棉田分別增加了16.7%和23.5%，差異均不顯著；四代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期，轉(zhuǎn)Cry1Ac+Cry2Ab基因棉田小花蝽豐度較非轉(zhuǎn)基因棉田增加8.3%，較轉(zhuǎn)Cry1Ac基因棉田降低43.5%，差異均未達(dá)顯著水平。

圖8 二代、三代和四代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期棉田草間小黑蛛豐度Fig.8 The species abundance of E.graminicola during different generation in the fields of the 3 studied types of cotton

圖9 二代、三代和四代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期棉田草蛉豐度Fig.9 The species abundance of lacewing during different generation in the fields of the 3 studied types of cotton

圖10 二代、三代和四代棉鈴蟲(chóng)發(fā)生期棉田小花蝽豐度Fig.10 The species abundance of Orius during different generation in the fields of the 3 studied types of cotton

3 討論

轉(zhuǎn)基因棉花的環(huán)境安全性研究包括對(duì)靶標(biāo)害蟲(chóng)的影響、對(duì)棉田生物多樣性的影響、生存競(jìng)爭(zhēng)能力和基因漂移4個(gè)方面，每個(gè)方面具體的研究?jī)?nèi)容涉及多方位、多角度。基因漂移的研究結(jié)果對(duì)一類植物均可通用，如轉(zhuǎn)Bt基因棉花的基因漂移主要是由蟲(chóng)媒引起，而風(fēng)媒對(duì)其產(chǎn)生的作用比較弱(賀娟等，2013)；朱家林等(2013)通過(guò)網(wǎng)室內(nèi)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)定向風(fēng)基因漂移頻率在6.4 m處漂移頻率為33.33%，最遠(yuǎn)漂移距離為25.6 m；非定向風(fēng)基因漂移頻率在12.8 m為36.67%,最遠(yuǎn)漂移距離為36 m。

棉花生長(zhǎng)勢(shì)對(duì)棉田節(jié)肢動(dòng)物群落尤其是棉田植食性昆蟲(chóng)的影響較大，可為其提供食物資源，生長(zhǎng)勢(shì)弱，其食物資源少且質(zhì)量低，植食性昆蟲(chóng)會(huì)隨之改變，從而改變食物鏈上的其他昆蟲(chóng)的豐富度或多樣性。

本文從棉花葉片葉綠素含量、比葉面積、株高、主莖葉片數(shù)和蕾數(shù)、成鈴數(shù)、幼鈴數(shù)和蕾鈴脫落數(shù)等方面系統(tǒng)研究了不同時(shí)期轉(zhuǎn)Cry1Ac+Cry2Ab基因棉花的生長(zhǎng)勢(shì)和產(chǎn)量構(gòu)成參數(shù)，表明轉(zhuǎn)新型Cry1Ac+Cry2Ab基因棉花的生長(zhǎng)勢(shì)從生存競(jìng)爭(zhēng)能力方面考慮其沒(méi)有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，從生物安全角度考慮該試驗(yàn)材料在本文的研究中沒(méi)有變?yōu)槌?jí)雜草的風(fēng)險(xiǎn)，這與張興華(2012a)的研究結(jié)果一致；馬小艷等(2013a、2013b)在抗病、抗除草劑棉花試驗(yàn)研究中也得到相同結(jié)論。轉(zhuǎn)Cry1Ac+Cry2Ab基因棉花在目標(biāo)性狀方面發(fā)揮出更優(yōu)的產(chǎn)量性狀，可達(dá)到轉(zhuǎn)外源基因的目的，為進(jìn)一步在生產(chǎn)上推廣應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)，與張興華等(2012a、2012b)、李捷等(2013)、喬艷艷等(2013)、雒珺瑜等(2014a、2014b)研究結(jié)果基本一致。

轉(zhuǎn)Cry1Ac+Cry2Ab基因棉田節(jié)肢動(dòng)物的物種豐富度表現(xiàn)出，該新型基因棉花對(duì)靶標(biāo)害蟲(chóng)棉鈴蟲(chóng)具有良好的控制作用，這與雒珺瑜等(2014a)在對(duì)鱗翅目害蟲(chóng)小地老虎的研究不完全一致，其原因在于本文研究的是鱗翅目害蟲(chóng)中的靶標(biāo)害蟲(chóng)棉鈴蟲(chóng)，而雒珺瑜等(2014a)是對(duì)鱗翅目非靶標(biāo)害蟲(chóng)的研究，雖然都是鱗翅目，但Cry1Ac+Cry2Ab基因是有特異性和專一性的，對(duì)非靶標(biāo)鱗翅目雖然有一定的影響，但具體情況不完全和棉鈴蟲(chóng)一致，這和李海強(qiáng)(2012)研究抗蟲(chóng)抗除草劑對(duì)棉鈴蟲(chóng)和小弟老虎的研究結(jié)論基本一致；對(duì)非靶標(biāo)害蟲(chóng)和主要天敵的物種豐富度總體上沒(méi)有明顯的影響，表明該新型轉(zhuǎn)基因棉花材料在本文的研究中對(duì)棉田節(jié)肢動(dòng)物物種沒(méi)有負(fù)面的影響，這與雒珺瑜等(2011a、2011b、2012)的研究結(jié)果一致。

植物的比葉面積是反映植物生長(zhǎng)勢(shì)和氮代謝的重要指標(biāo)，比葉面積越大，生長(zhǎng)勢(shì)和氮代謝越強(qiáng)。王香河(2003)在研究中發(fā)現(xiàn)，棉花在不同生長(zhǎng)時(shí)期，由于生長(zhǎng)環(huán)境和自身生長(zhǎng)發(fā)育的變化，各有不同的補(bǔ)償效應(yīng)。本文研究結(jié)果中，轉(zhuǎn)Cry1Ac+Cry2Ab基因棉花在生長(zhǎng)前期生長(zhǎng)弱，氮代謝差，比葉面積低；而在生長(zhǎng)后期，由于抗蟲(chóng)性較好、生長(zhǎng)旺盛，表明其補(bǔ)償能力強(qiáng)，生長(zhǎng)勢(shì)和氮代謝均有所提高。

棉花生長(zhǎng)勢(shì)的強(qiáng)弱，直接影響棉田植食性害蟲(chóng)的生長(zhǎng)和繁衍。本文對(duì)節(jié)肢動(dòng)物物種豐富度的研究中，個(gè)別時(shí)期有些害蟲(chóng)或天敵物種豐富度的變化可能與該新型轉(zhuǎn)基因棉花的生長(zhǎng)勢(shì)有關(guān)。生長(zhǎng)勢(shì)弱，植食性害蟲(chóng)豐富度降低，引起食物鏈上的天敵豐富度降低；當(dāng)棉花生長(zhǎng)勢(shì)增強(qiáng)，葉片、蕾鈴增多時(shí)，可以為棉田植食性害蟲(chóng)提供更多的食物資源，從而其食物鏈上的天敵昆蟲(chóng)也跟隨增多。因此其對(duì)環(huán)境安全方面的研究需長(zhǎng)期跟蹤，并可以考慮從建立模型等方面進(jìn)一步深入研究。

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