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Study on population dynamics and damage of Lygus lucorum Mayr in transgenic Bt cotton

绿盲蝽在转Bt基因抗虫棉的发生动态及其为害研究



全 文 :第 11卷 第 3期
2 0 0 3年 7月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco—Agriculture
VO1.11 NO.3
July, 2003
绿盲蝽在转Bt基因抗虫棉的发生动态及其为害研究
周 洪旭 万方浩 刘万学
c裹 -物q ⋯ os- 农业部生物防治资源研究 利用重点实验室 ~ ⋯⋯
刘 小京 李 强
(中国科学院石家庄农业现代化研究所 石家庄 050021)(山东农业大学植物保护学院 泰安 271018)
摘 要 试 验 研 究 转 Bt基 因抗 虫 棉 对 非 目标 害 虫 绿 盲 蝽 田间 种 群 的 影 响 结 果 表 明,绿 盲蝽 在 转 单 价 抗 虫 棉
(GK一12)与其 亲本 上 的种群 数 量整 个发 生 期无 显著 差 异 ,但 二代绿 盲 蝽 对“GK一12”的危 害程 度 大 于 对 其 亲 本 的危
害 ,而 对双 价抗 虫棉 (SGK321)与其 亲本 的 种群发 生数量 及 其 受害程 度 均无 显著 差异 ,“GK一12”比“SGK321”被害 指
数高 1.27倍 。绿 盲蝽 在 单价 抗 虫棉 “GK一12”上 的发 生 为 害 有 加 重趋 势 ,而 在 双 价抗 虫棉 “SGK321”上 的发 生程 度
却 受到 一定 抑制 。
关键 词 转 Bt基 因棉 绿 盲蝽 发 生 动 态
Study on population dynam i~ and damage of Lygus lucorum M ayr in transgenic Bt cotton. ZHOU Hong-Xu.W AN
Fang—Hao,LIU Wan—Xue(Institute of Biological Control,Chinese Academy of Agricultural Sciences;Key Lab of Bio—con—
tro[Resources Research and Utilization,Ministry of Agriculture,Beijing 100081),LIU Xiao—Jing(Shijiazhuang Institute
of ricuhural Modernization,Chinese Academy of Sciences,Shijiazhuang,050021),LI Qiang(Co llege of Plant Protec—
tion,Shandong Agricultural University,Tai’an 271018),CJEA,2003,11(3):13~15
Abstract Population dynamics and damage of green leaf bug,Lygus lucorum Mayr,on transgenic Bt cotton are studied
in this paper.The results show that the bug number on GK一12 is not significantly different from that on its parent,but its
degree of leaves damaged by the second generation of green leaf bug is much higher.There are no differences between
SGK32 1 and its parent,when the number of green leaf bug and the degree of damaged leaves are compared.The damage
index of total leaves on GK一12 is 1.27 times higher than that on SGK32 1.Thus,the damage of green leaf bug to trans—
genic Bt cotton,GK一12,is upward,while the population and damage on SGK32 1 are controled in some extent.
Key word Transgenic Bt cotton,Green leaf bug,Population dynamics
转 Bt基 因抗虫棉是 防治棉铃虫 的新技 术之一 ,对棉铃虫等 目标害虫有 明显 的控制作 用 ~ 。国 内外研
究表 明H ,棉花 中引入外源基 因对 目标 害虫产生一 系列影响 的同时 ,也使非 目标生物发生相 应 的变化 ,并
认为 由于棉铃 虫等鳞 翅 目害虫 发生 数 量 的减 少 ,造 成生 态 位 空缺 ,使 棉 蚜 (Aphis gossypi Glover)、棉 粉 虱
(Bemisia tabaci Gennadius)、绿盲蝽 (Lygus lucorum Mayr)、棉叶螨等非 目标害虫发生 数量 明显上升 ,为害加
重。绿盲蝽是危害棉花等多种作物和杂草的一种多食性害虫,除造成棉花蕾铃脱落外 ,还刺吸其嫩尖、顶芽
和嫩叶 ,棉花受害初期出现褪绿斑点 ,之后随叶片的伸展,其坏死部位形成空洞 ,使顶部叶片残缺不全 ,俗称
“破 头疯”。张永孝 、胡梅枝 、高宗 仁 等分别用人工接虫 、田间挂牌和罩笼 等方 法 ,研 究绿盲蝽对 棉花幼
铃 的危 害和产量损失 ,但 这些研究 均未 阐明绿盲蝽 在转 Bt基 因棉 上的发生规律 及为害特点 。本研究 系统 调
研了绿盲蝽在不同品种转 Bt基因棉上的发生规律及为害特点 ,为制定以转 Bt基因棉为基础的害虫综合防
治技术体系提供参考依据。
1 试验材料与方法
试验在中国科学院南皮生态农业试验站进行,供试棉花品种为转单价基因棉“GK一12”(转 CryIAc&Ab
*国 家重 点基 础研 究 (973)发展 规 划项 目(G2000016209)、“十 五”国家 科技 攻 关 重大 项 目(2002BA516A01)、欧 盟 项 目(ICA4一CT-2001—10069)
和“十五”中国科学院农业项 目(NK十五一A-03)共同资助
收稿 日期:2002—12一O1 改回 日期 :2002—12—18
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14 中 国 生 态 农 业 学 报 第 11卷
基因,由中国农业科学院生物技术研究所棉花生产基地 梁山县种子公 司提供)和其亲本 “泗棉 3号”(为
“GK一12”对照,由江苏省泗阳棉花原种场提供),转双价基因棉“SGK321”[转 CrylAc&Ab和 CpTI(豇豆胰蛋
白酶抑制剂)2种基因]和其亲本“石远 321”(为“SGK321”对照,由中国农业科学院生物技术研究所廊坊科研
基地提供),于 2002年 4月 26日播种 ,每品种播种面积 0.2hm ,地膜覆盖,常规栽培管理。4种棉花全生育
期原则上不施用农药,仅在棉蚜和绿盲蝽发生高峰期适当施用农药防治 ,且以生物农药为主。5月 29日、7
月 5日、7月 20日分别施用 1000倍“百草 1号”(0.36%苦参碱),7月 31日施用 10%的杀吡啉可湿性粉剂
300g/hm 和 1000倍蝽甲净乳油 ,机动喷雾。因二代绿盲蝽发生高峰期正是棉花开花现蕾盛期 ,因此此代绿
盲蝽对棉花产 量的危害影 响较大 ,而三 、四代绿盲 蝽发 生期 棉花 叶片 同时受 二代 绿 盲蝽 和棉 铃虫 的危 害且
难 以区分 ,故本研究 仅调研 了二代 绿盲蝽 的发生状 况 。取样 方法采 用棋 盘式 10点取 样 ,每点 10株 棉 花 ,自
6月 13日~9月 12日每 3~5d调 查 1次 ,共调查 22次 ,每次定 点定株 分上 、下 2层 系统调 查绿 盲蝽 发生 数
量。二代绿盲蝽发生高峰期(6月 30日前后)调查叶片受害程度,采用棋盘式 10点取样 ,每点 10株棉花,调
查每株棉花上部和下部叶片数量,并按每片叶片受害后破损 面积 占叶片总面积的 0%、0%~20%、20%~
06-l 3 07-03 07-23 08-l2 09-0l 09-2
日期(月‘日)
图1 绿盲螬成若虫发生动态(2002年。河北省南皮县)
Fig l Dynamics of adults and nymphs of green leaf bug in
different types of cotton fields(Nanpi,Hebei,2002)
40%、40%~60%、60% ~80% 、80%~ 100%戈0分 为 0、1、2、3、
4、5六级 。叶片被 害指 数n ¨:[ (各级 被 害 叶数 ×各 级 级
别)]/(调查叶片总数 ×最高级别)。绿盲蝽数量发生动态采用
成对数据 f检验 ,叶片被害率和叶片被害指数采用单一变量方
差分析最小显 著差测验 。
2 结 果 与分 析
2.1 绿盲蝽在转 Bt基因抗虫棉田的发生规律
调研结果 表明 ,绿 盲蝽在棉 田有 3个 发生 高峰 期 ,分别 为 6
月下旬 、7月 中下旬 和 8月上旬 (见 图 1),由于世代重 叠 ,二代高
峰 与一代高 峰相 差 约 20d,且 二 代发 生 数量 多 于一 代 并持 续 时
间长 。由于世代重 叠 和成 虫基 数 的增加 ,三 代发 生期 更 长且 波
动较大 。9月 12日左右为绿盲 蝽在 4种 棉 田全 年发生期
最高峰,“泗棉 3号”田成若虫发生为 1.84头/株 ,“石远
321”为 1.56头/株 ,“SGK321”为 1头/株 ,“GK一12”为
0.86头/株 ,且 9月 12日“泗棉 3号”和 “石 远 321”2个 常
规棉田绿盲蝽发生数量高于 2个转 Bt基因棉 田,这可能
是 由于常 规棉 田前 期 棉 铃 虫发生 较 重 ,后 期 长 出嫩 梢 新
叶,致使其他 品种的绿盲蝽迁移而来所致。绿盲蝽成若
虫整个 发生期数量虽 “GK一12”(0.44±0.07头/株 )的高于
其亲本“泗棉 3号”(0.38±0.10头/株 ),“SGK321”(0.36
±0.07头/株 )低 于 其 亲 本 “石 远 321”(0.46±0.1 l
表 1 二代绿盲螬对不同品种棉花叶片的累计被害率
(2002年 。河北 省 南皮 县 )
Tab.1 Percentage of damaged leaves by second generation green led bug.n
different coton variety rid&(Nanpi County,Hebei Province In 2002)
品 种 叶 片被 害率/% Percentage of damaged leaves
Varieties 上部 Upper 中部 Middle 下 部 Bottom
GK-l2 26.76±2 04ab 10.52±1.49b 19 25±2 l4b
泗 棉3号 21.37±1 63ae 4.16±0.83ae 13.18±1 12ac
SGK 321 l5 8l±2.14e 3.53± 0.96a 9.4l± 1.47e
石 远 32l l5 36±1.85e 3.74±0.74a 10.39±1.54c
*表中不同字母表示 P<0 05水平差异显著。
头/株 ),但 它们之 间均 未达显著水平 ,且 4个品种 间在 P<0.05水平无显著 差异 (见表 1)。
2.2 棉田二代绿盲蝽发生动态
表 1调研结果显示 ,“GK一12”下部叶片被害率、总叶片被害率均显著高于其亲本“泗棉 3号”,而双价抗
虫棉“SGK321”与其亲本“石远 321”间无显著差异,且“GK一12”下部叶片被害率、总叶片被害率均高于 2个常
规棉 品种 。而 2个 抗 虫棉 品种 中“SGK321”上部 叶片 、下部 叶片及 总 叶片受害程 度均 较低 ,4个 棉花 品种 中
“GK一12”总叶片受害率最高 ,且 4个棉花品种上部叶片被害率均大于下部叶片被害率,这表明绿盲蝽喜欢侵
害顶梢嫩叶。表 2表明,“GK一12”上部叶片、下部叶片及总叶片被害指数均显著高于“泗棉 3号”,而双价抗
虫棉“SGK321”与 “石 远 321”间 无 显 著 差 异 。2个抗 虫 棉 间 “GK一12”的 叶 片 被 害 指 数 高 于 “SGK321”.且
“GK一12”在 4个棉花品种中总叶片被害指数最高,可见绿盲蝽对双价抗 虫棉“SGK321”的危害程度并未加
重 ,而对单价抗虫棉“GK一12”的危害有加重趋势 ;绿盲蝽的发生规律与棉铃虫基本吻合 ,过去种植非 Bt棉时
频繁施用化学农药 ,在防治棉铃虫的同时也兼治了绿盲蝽 ,而 Bt棉的大面积种植,使打药防治棉铃虫的次数
明显减少,致使绿盲蝽发生数量增多。双价抗虫棉“SGK321”的绿盲蝽发生为害程度较轻的原因可能与品种
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第 3期 周洪旭等 :绿盲蝽在转 Bt基 因抗虫棉的发生动态及其为害研究 15
有关 ,且 可 能 与 “SGK321”中转 入豇 豆胰 蛋 白酶
抑制剂 CpTI基因有关 ,其根本原因尚有待于进
一 步研究。表 1和表 2表明,用叶片被害率和叶
片被害指数表示二代绿盲蝽对 4个棉花品种的
影响结果基本 一致 。
3 小结与讨论
单价抗虫棉“GK一12”上的绿盲蝽发生数量虽
高于其亲本“泗棉 3号”,但未达显著差异水平 ,
而双价抗虫棉“SGK321”与其亲本“石远 321”间、
单价抗虫棉“GK一12”与双价抗虫棉“SGK321”间、
表 2 二 代 绿盲 蝽 对不 同 品种棉 花 叶 片的 累计 被 害指 数
{2002年 ,河北 省 南皮 县 )
Tab.2 Damage index of green leaf bug of the second generation on cottorl
leaves of different cotton varieties(Nanpi County,Hebei Province in 2002)
品 种
Varieties
累计叶片被害指数 Leaf damage index
上 部 下 部 上部与下部
Upper Bottom Upper and bottom
* 表中不同字母表示 P<0.05水平差异显著。
常规棉“泗棉 3号”与“石远 321”间绿盲蝽的发生数量均无显著差异。单价抗虫棉“GK一12”叶片被害率及叶
片被害指数显著高于其亲本“泗棉 3号”,而双价抗虫棉“SGK321”叶片被害率及叶片被害指数与其亲本“石
远 321”间无显著差异。“GK一12”与其亲本“泗棉 3号”、“SGK321”与其亲本“石远 321”的植株高度、长势基
本一致 ,而“SGK321”株高均高于“GK一12”和“泗棉 3号”且分枝多,但绿盲蝽发生数量相对较少,因而其受害
程度较低 。故单价抗虫棉“GK一12”在对棉铃虫有 良好控制作用 的同时 ,绿盲蝽对它的为害程度较其亲
本略有加重 ,而双价抗虫棉“SGK321”在有效控制棉铃虫发生为害的同时 ,对绿盲蝽 的发生程度也有一定
抑制作用。据国内外报道 ,棉铃虫对单价抗虫棉产生抗性的时间是 8~10年。华北地区棉花多分片种植,由
于庇护作用 ,棉铃虫对转 Bt基因棉的抗性 尚未完全形成,而绿盲蝽的发生为害成为影响棉花产量的主要 问
题。建议其防治应加强清除棉田周围的杂草 ,消灭其发生繁殖的场所 ;在绿盲蝽 1、2龄若虫发生盛期喷施
10%的杀吡啉可湿性粉剂(225g/hm )n ,或在 5月底 、6月底 、7月中旬用高浓度久效磷缓释剂(久效磷 :田
菁胶 :水 =1:0.05:3)涂茎防治绿盲蝽 。
随着转 Bt基因棉的大面积种植 ,应加强绿盲蝽生态调控的研究 ,密切监视绿盲蝽的发生动态,并制定转
Bt基因棉田害虫综合防治措施 ,以更好地发挥转 Bt基因棉在生产中的作用。
致谢 河北农业大学植物保护学院 99级学生闪慧月参加了本项部分研究工作 ,谨表谢意!
参 考 文 献
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