轉基因水稻表達的Bt殺蟲蛋白對擬環(huán)紋豹蛛(Pardosa pseudoannulata)的安全性評價.pdf

1、為探明轉基因水稻表達的Bt殺蟲蛋白沿捕食性食物鏈傳遞過程中對田間害蟲的自然天敵的影響，本文以轉CrylAb/CrylAc基因水稻汕優(yōu)63(簡稱Bt水稻)作為食物鏈中的生產者(以常規(guī)品種汕優(yōu)63為對照)；以取食該水稻葉片的3-4齡稻縱卷葉螟Cnaphalocrocismedinalis(Guenée)幼蟲為初級消費者；以稻田優(yōu)勢種蜘蛛—擬環(huán)紋豹蛛(Pardosa pseudoannuIata)為次級消費者，分別從水稻表達的Bt殺蟲蛋白在食

2、物鏈中各營養(yǎng)級的傳遞規(guī)律及其對次級消費者擬環(huán)紋豹蛛各生育期安全性的影響進行了探討，現將所獲得的研究結果報告如下：
　　 1.Bt殺蟲蛋白在捕食性食物鏈中能夠由生產者傳遞到次級消費者體內
　　 把在常規(guī)水稻上自由生長的3-4齡稻縱卷葉螟Cnaphalocrocismedinalis(Guenée)幼蟲分別飼養(yǎng)在Bt水稻與對照水稻上，待其自由取食12h、24h、36h、48h、60h后測其體內Bt蛋白含量，結果顯示：隨著取食

3、時間的延長，稻縱卷葉螟幼蟲體內Bt蛋白含量逐漸增加，至取食36h時達到最大值2.84±0.08ng/頭，而后Bt蛋白含量減少并趨于維持在1.77±0.34 ng/頭的水平上，與此同時對照組均未檢測到Bt殺蟲蛋白；以在Bt水稻上取食24h的稻縱卷葉螟幼蟲為獵物，分別待擬環(huán)紋豹蛛捕食2d、4d、6d、8d、10d后測定蜘蛛體內Bt蛋白含量，結果表明：隨著捕食獵物數量的增加蜘蛛體內Bt殺蟲蛋白含量也逐漸增加，至捕食6天時達到最大值4.65±0

4、.54ng/頭，而后蜘蛛體內Bt殺蟲蛋白含量并不繼續(xù)隨捕食稻縱卷葉螟數量的增加而增加，同時對照組均未檢測到Bt蛋白。由此可見，轉基因水稻表達的Bt殺蟲蛋白可以沿捕食性食物鏈經稻縱卷葉螟傳遞給擬環(huán)紋豹蛛，并出現逐級富集現象，但這種富集并非隨著捕食量的增加而持續(xù)增加。
　　 2.蜘蛛通過食物鏈攝入的Bt殺蟲蛋白對其保護酶(SOD、POD和CAT)活性的影響
　　 把取食Bt水稻葉片的稻縱卷葉螟幼蟲，分別喂養(yǎng)擬環(huán)紋豹蛛3天、6

5、天、9天、12天后，采用酶活力測定方法探究了轉基因水稻表達的Bt殺蟲蛋白對擬環(huán)紋豹蛛體內3種保護酶(SOD、POD和CAT)活性的影響。結果表明：實驗期間處理組蜘蛛體內3種保護酶(SOD、POD和CAT)的活性均受到影響，且前期3種保護酶活性均表現不同程度的被抑制，明顯低于對照組。在實驗過程中，其中SOD活性隨著處理時間的增加而逐漸增強，至處理第9天時達到最大值；同時處理組POD、CAT活性也隨著處理時間的增加而增強，實驗初期(前6天)

6、均顯著低于對照組(p＜0.05)，而至第9天則均高于對照組。由此可見，Bt基因在水稻體內所表達的Bt殺蟲蛋白能夠沿食物鏈傳遞至次級消費者，并且對次級消費者代謝活動的影響表現為對該保護酶在初期抑制，而中、后期很快恢復或增高。
　　 3.Bt殺蟲蛋白對擬環(huán)紋豹蛛繁殖、生長發(fā)育及存活時間的影響
　　 在實驗條件下(28±0.5℃，R.H=80％，L∶D=12h∶12h)以田間優(yōu)勢自然天敵擬環(huán)紋豹蛛為對象，以取食Bt水稻葉片24

7、h的稻縱卷葉螟幼蟲(對照組為取食對照水稻24h的稻縱卷葉螟幼蟲)為獵物飼養(yǎng)擬環(huán)紋豹蛛，待其產卵后統(tǒng)計產卵量、孵化率、幼蛛發(fā)育歷期、成蛛體重等。結果表明：處理組蜘蛛的發(fā)育歷期長于對照組，成蛛體重小于對照組，且均達到極顯著差異水平(p＜0.01)處理組蜘蛛的存活時間顯著長于對照(p＜0.05)，而蜘蛛的蛻皮次數與對照相比無顯著差異(p＞0.05)；產卵量、孵化率也無明顯差異(p＞0.05)?？梢娹D基因水稻表達的Bt殺蟲蛋白能沿食物鏈經靶標害

8、蟲稻縱卷葉螟傳遞給蜘蛛，并使擬環(huán)紋豹蛛的發(fā)育歷期、存活時間延長。
　　 4.Bt殺蟲蛋白對擬環(huán)紋豹蛛線粒體DNA-12S rRNA基因第三結構域堿基序列的影響
　　 為從分子水平上探討轉基因水稻表達的Bt殺蟲蛋白對自然天敵的長期生態(tài)效應，以線粒體DNA-12S rRNA基因第三結構域為目標區(qū)域，研究了在轉基因水稻表達的Bt殺蟲蛋白的持續(xù)作用下擬環(huán)紋豹蛛(在28±0.5℃，R.H=80％，L∶D=12h∶12h條件下繁殖的

9、第5代性成熟蜘蛛)線粒體DNA-12S rRNA基因第三結構域的堿基組成及其序列變化。結果表明：擬環(huán)紋豹蛛的該結構域中共檢測到302個堿基，且富含A、T，與對照相比較該結構域內的堿基未發(fā)生轉換、顛換等改變的現象。說明轉基因水稻表達的Bt殺蟲蛋白在該處理時間內(5代)未導致擬環(huán)紋豹蛛線粒體DNA-12S rRNA基因第三結構域的堿基序列發(fā)生變化。
　　 綜上所述，本研究結果表明：盡管轉基因水稻表達的Bt殺蟲蛋白能夠經過食物鏈傳遞到