全 文 ：第 26卷第 3期
2006年 3月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vo1．26，No．3
Mar．，2006
转Bt棉花对蜘蛛生长发育及捕食行为的影响
刘 杰，陈 建 ，李 明
(湖北大学生命科学学院，武汉 430062)
摘要：室内评价了取食转 Bt棉叶的棉铃虫幼虫对草间钻头蛛和八斑鞘腹蛛生长发育的影响。并通过捕食功能反应评价了取食
了Bt棉叶的棉铃虫幼虫对成熟草间钻头蛛捕食行为的影响。室内饲养实验结果表明草间钻头蛛、八斑鞘腹蛛取食用转 Bt棉
叶处理的棉铃虫幼虫与取食普通棉叶处理的棉铃虫幼虫的发育历期、成蛛体重都没有显著差异。捕食功能反应实验结果表明
草19钻头蛛对棉铃虫幼虫的捕食功能反应符合HoUinglI型圆盘方程，两组不同猎物饲养成熟的草间钻头蛛对同种处理的棉铃
虫幼虫的捕食行为没有显著差异。综合考虑：转 Bt棉对蜘蛛生长发育、捕食能力没有显著的负作用。
关键词：草间钻头蛛；八斑鞘腹蛛；棉铃虫 ；转 Bt棉 ；生长发育；捕食功能反应
文章编号：11300．0933(2006)03—0945．05 中圈分类号：Q968 文献标识码：A
Bt cotton impacts on the growth and predation behavior of spiders
LIU Jie，CHEN Jian ，LI Ming (Faculty Science，Hubei University。Wuhan 430062，China)．ActaEcologiea Sinica。2O06。26(3)：945—
949．
Abstract：Several laboratory studies have provoked widespread concern that Bt plants can harm non-target insects．A laboratory
study was perform ed to investigate whether growth of Hylyphantes graminicola and Coleosoma octomaculatum as well as predation
behavior of H．garminlcola were affected by Bt cotton．Larvae of Helicoverpa armigera，preys for the spiders，were fed on Bt
transgenic cotton hybrid(Zhongmian 29)or conventional cotton(Xiangza 3)respectively．The spiders were reared twice every
week，the ekdysis of nymph of spider was obeserved every day and the body mass of adult spider was weighted when it matured．No
signifcant diference in the development pattern and adult body weight(P>O．05)was detected between H．graminicola nymphs
reared on Bt coton fed H．armigera larvae and those on conventional coton fed ones．Same conclusion was drawn from comparing
the development and adult body weight of C．octomaculatum nymphs raised on Bt cotton fed H．armigera larvae with those raised
0n conventional coton fed ones(P>0．05)．The predation functional responses by adult日．gramin~cola which survived in
feeding experiment to larvae of H．armigera which were fed with Bt coton or conventional cotton Was also carried out under
laboratory conditions．We found that the predation functional responses by adult H．graminicola to larvae of H．armigera
satisfied Holling II disc equation．Also predation behavior of adult H．graminicola was unaffected when they raised on Bt cotton
fed日．armigera．In conclusion，Bt cotton didn’t cause harm to the spiders．
Key words：Hylyphantes graminicola；Coleosoma octomaculatum；删 fc鲫e，po armigera；Bt cotton；growth；predation functional
resp~}nscs
农田生态系统中作物一害虫一天敌3营养层通过营养流和化学信息流的互作而协同共存，当某一营养
基金项目：湖北省教育厅科研计划资助项目(2~3A004)
收稿日期：2005—02—02；修订 日期：2005-12-20
作者简介：刘杰(1981 )男，湖北襄樊人，硕士生，主要从事昆虫生态和生物安全研究．
*通讯作者 Author for corespondence．E—mail：panhui—hb@tom．COlTi
Foundation item：The project wgs supported by the Educational Science Foundation of Hubei Province(No．2003A004)
Received date：2005—02—02：Accepted date：2005-12—20
Biography：LIU Jie，Master，mainly engaged in insect ecology and bio-safety·
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层发生变化时，就可能对其他营养层产生影响⋯。转 Bt基因作物中的 Bt毒蛋白对第 2营养层的靶标害虫，
如棉铃虫(Helicoverpa口 ra)、二化螟(Chilosup presalis)和稻纵卷叶螟(Cnaphalocrocis medinalis)等鳞翅目害虫
具有明显的致死作用 ]，这样就会影响猎物的数量和质量，从而影响第3营养层天敌的生长发育、繁殖和种
群数量等。此外，在转基因作物的培育中，Bt基因的随机插入，也可能会引起作物某些物质组分或含量产生
非预期的变化，从而影响第 2营养层害虫的生长发育和繁殖等，进而导致天敌猎物质量与数量的改变，最终
对天敌产生影响。现今，有关这方面的研究国内外有比较多的报道，Gatehouse和 Gatehouse等用取食 Bt马铃
薯的桃蚜( s persicae)饲喂集栖瓢虫(Hippodamia convergens)，发现瓢虫生存、取食、生长发育、蛹重、雌虫繁
殖力及 寿命无 明显差异H ；Hilbeck等用取食转 Bt玉米的欧洲玉米螟 (Ostrinia nubilalis)和埃及棉夜蛾
(Spodopteralit toralis)幼龄幼虫饲喂草蛉(Chrysoperia carF~ea)幼虫到 3龄，结果发现草蛉死亡率分别为 66％和
59％，明显高于对照(37％)；取食玉米螟的草蛉幼虫历期明显长于对照；但取食埃及棉夜蛾的草蛉幼虫历期与
对照无明显差异 ；Lozia等用取食转 Bt玉米的稠李缢管蚜(Rhopalosiphum padi)饲喂草蛉，结果表明对草蛉幼
虫生长发育、死亡率无不利影响-6]。综合众多研究得知，除普通草蛉以Bt玉米上的玉米螟为食时幼虫死亡
率、发育历期有明显增加外，绝大多数结果显示转 Bt作物对天敌尤其是捕食性天敌昆虫无明显的负作用。
蜘蛛是棉田的一类重要的捕食性天敌，种类多，数量大，食性广，分布广，对害虫有很好的控制作用。因此，正
确全面的评价转 Bt棉对蜘蛛的影响就成为准确评价转 Bt棉对棉田生态系统影响的一项重要内容。但是转
Bt棉花对蜘蛛生长发育及其捕食能力影响在国内外还鲜有报道。崔金杰、夏敬源 曾报道过草间钻头蛛
(Hylyphantes graminicola)对取食了转 Bt棉叶的棉铃虫幼虫的捕食功能反应，但转 Bt基因棉对蜘蛛生长发育及
其成熟后的捕食行为的影响还未见相关报道。因此，以棉 田中分布较广的草间钻头蛛和八斑鞘腹蛛
(Coleosoma octomaculatum)为对象，进行室内饲养实验和成蛛捕食功能反应实验，为正确评价转 Bt棉花通过第
2层营养流对蜘蛛等捕食性天敌产生的影响提供理论依据。
1 材料和方法
1．1 供试棉叶
转 Bt棉叶：中棉 29；普通棉叶：湘杂 3号。均采 自武汉东西湖新沟农场棉田，自8月 1日起，每周采集 2
次，当日饲喂棉铃虫幼虫。
1．2 供试棉铃虫和蜘蛛及其处理
棉铃虫卵及幼虫人工饲料购于湖北省农科院 Bt农药开发中心。虫卵置于 RXZ智能人工气候箱内孵化，
孵化条件为 T：28℃、RH：37％、L：D=12：12h。初孵幼虫用人工饲料饲养 12h，然后分别转移到转 Bt棉叶和
普通棉叶上饲养 24h，再用来喂养蜘蛛。文中取食转 Bt棉叶的棉铃虫幼虫称为 Bt棉叶棉铃虫，取食普通棉叶
的棉铃虫幼虫称为普通棉叶棉铃虫。
成蛛捕食功能反应实验所用的棉铃虫幼虫是孵化后取食棉叶 24h的幼虫。
供试蜘蛛为草间钻头蛛和八斑鞘腹蛛，自武汉市东西湖新沟农场棉田采集成熟雌蛛各 100头，单头分装
于玻璃试管(直径 4．3cm，高 12cm)内待其在室内产卵、孵化。
1．3 蜘蛛的饲养
每种蜘蛛从同天孵化的 8只卵袋选取 100头个体强健的二龄幼蛛，单头随机分装到底部垫有湿海绵的玻
璃试管(直径 1．7cm，高 10．5cm)中，试管上端加盖脱脂棉塞。每种的 100头幼蛛随机分为两组：处理组和对照
组。处理组蜘蛛用转 Bt棉叶棉铃虫幼虫喂养，对照组蜘蛛用普通棉叶棉铃虫幼虫喂养。所有蜘蛛均放置于
Rxz智能人工气候箱内，饲养条件为 71：28％、朋 ：37％、 ：D=12：12h。每周定期喂食喂水 2次。
蜘蛛饲养期间，每天2O：00准时观察并记录每头蜘蛛的蜕皮情况。在每头蜘蛛最后 1次蜕皮的第2天用
万分之一天平(AEU．210)称重。
1．4 草间钻头蛛捕食功能反应的测定
待草间钻头蛛幼蛛发育至成蛛后，每组选取大小相近的雄蛛 12头用做捕食功能反应的测定。实验在
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3期 刘杰 等：转 Bl棉花对蜘蛛生长发育及捕食行为的影响
RXZ智能人工气候箱内进行，实验条件为 T：28℃、RH：37％、L：D：12：12h。 实验容器为直径为 4．3cm、高
12．0era的玻璃试管，管底铺一层海绵，滴适量水分，海绵上面再铺一层滤纸，管内放入适当大小的普通棉叶。
功能反应实验分为两个阶段，第 1个阶段实验为用普通棉叶棉铃虫幼虫饲喂所有蜘蛛 1次，饥饿 24h。将猎物
接种在棉叶上，全部接种转 Bt棉叶棉铃虫幼虫，猎物密度梯度为 1O、2O、3O、4O、5O、6o头。然后在每个试管内
放入1头蜘蛛，每组 l2头，则每组每个猎物密度 1个重复，每个猎物密度均设 1个空白对照。2413后记录剩余
猎物数。重复上述操做4次，则每组蜘蛛共计 8个重复。第 1阶段实验之后 1d进行第2阶段实验。第 2阶段
实验以普通棉叶棉铃虫幼虫为猎物，其它操作与第 1阶段相同。
1．5 统计方法
处理间各龄幼蛛发育历期和成蛛体重以独立样本 ￡．测验进行检验，功能反应结果用 HolinglI型 圆盘方
程 Ⅳe=o× (1+o×N×Th)进行拟合。其中 Ⅳe表示蜘蛛捕食量，Ⅳ表示棉铃虫幼虫的初始密度， 为试
验时间，o表示瞬时攻击率， 表示处置时间。捕食量和功能反应的重要参数：瞬时攻击率和处置时间用 t一
测验进行差异比较。所有计算均用 STATISTICA6．0(Statsoft．Inc，2001)软件完成。
2 结果与分析
2．1 转 Bt棉对蜘蛛发育历期和体重的影响
研究结果表明，转 Bt棉叶棉铃虫幼虫对草问钻头蛛和八斑鞘腹蛛幼蛛的生长发育没有不良影响(表 1)，
幼蛛发育历期与对照问没有显著差异(P>0．05)。
表1 两组草间钻头蛛和八斑鞘腹蛛幼蛛发育历期、成蛛体重
Table1 The developmentaltime oftheimmature andtheweight ofthe adultfortwo groups of日 ．gram／n~o／a and C．octomaculatum
表 中数据均系平均数 ±标准误(n)(n为样 本数)Al parameters in the table are means±standard eror(n)(n is the number ofthe sample)
2．2 成蛛体重
结果表明，取食转 Bt棉叶的棉铃虫幼虫对草间钻头蛛和八斑鞘腹蛛成蛛体重没有不良影响(表 1)，雌蛛
和雄蛛体重均与对照没有显著差异(P>0．05)。
2．3 转 Bt棉叶棉铃虫对草间钻头蛛捕食功能功能反应的影响
由捕食功能反应结果知，在同一猎物密度下，无论处理组蜘蛛，还是对照组蜘蛛，对两个不同处理的棉铃
虫幼虫的捕食量都有显著差异(P铃虫幼虫。处理组蜘蛛和对照组蜘蛛对同样处理的棉铃虫幼虫的捕食量没有显著差异(p>O．05)(表2)。
两个组的草间钻头蛛对两种处理的棉铃虫幼虫的功能反应均符合 HolingI型反应。对 HolingII型反应
圆盘方程中2个参数的统计分析表明，处理组蜘蛛和对照组蜘蛛对同样处理的棉铃虫幼虫的处置时间和瞬
时攻击率都没有显著差异(P>0．05)(表3)。
3 讨论
蜘蛛饲养实验结果表明：处理组的幼蛛发育历期、成蛛体重与对照组之间均没有显著差异(P>O．05)。转
Bt基因棉对蜘蛛生长发育未产生显著影响，原因可能有二：第一，蜘蛛对Bt毒蛋白不敏感，其中肠上皮细胞的
刷状缘微绒毛膜上缺乏必要的 Bt毒蛋白受体或缺乏必要的生化反应过程。张光美 等 2001年曾报道已经
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生 态 学 报 26卷
分离到的 100多种 Bt毒蛋白的杀虫谱，还没有一种 Bt毒素蛋白对蛛形纲有毒杀作用。第二，棉铃虫幼虫体内
Bt毒蛋白浓度太低而不能对蜘蛛产生作用。若要验证这两个原因，就需要检查纯 Bt毒蛋白对蜘蛛生长发育
有无直接影响，另一方面检测 Bt毒蛋白在蜘蛛和棉铃虫幼虫肠道的累计情况，并须探明蜘蛛肠道中是否有能
与 Bt毒蛋白结合的受体，若无，Bt毒蛋白就不可能对蜘蛛产生直接的作用。
衰2 两个组的草间钻头蛛对转 Bt棉叶棉铃虫幼虫和普通棉叶棉铃虫幼虫的捕食量
Table 2 The number of predated by two groups of H ·graminicola oil both transgenic-fed and non-transgeaic-fed lavae of日
． armigera at various prey
densities
猎物密度 (头／瓶)
璺 ．兰堡 !兰 ! · nu! of predated( ~S—E)H．armigera—lavae／(spiderd)
堕 塑 塑竺皇 皇 ．竺 reared。n Bt coton 普通棉叶棉铃虫幼虫 ．。r—rdgera lav~reared—on non-Bt coton
脚 densitieB 处理组草间钻头蛛 — 丽百 ———一 —— 西i覃而 ———— 雨 覃而 一
(1arvae／(botfl。"
． graminicola from ．graminicola from P
． gram ∞ from ．胛 ， n D from P
裹3 两个组的草间钻头蛛对转 Bt基因棉叶棉铃虫幼虫和普通棉叶棉铃虫幼虫捕食功能反应参数
对此相关方 面的研究，Head等 叫¨用酶联免疫 吸附反应法 (ELISA)在取食 了 Bt玉米 的玉米 蚜
(Rhopalosiphum maidis)体内未检测到 Bt毒素(CrylAb)，但从取食了含 Bt毒素(CrylAb)的A-r饲料的蚜虫体内
检测到了该毒素，尽管其毒素含量比饲料中毒素的含量低 99．6％一99
． 8％。Hilbeck等 的室内非选择性生
测发现，普通草蛉幼虫在捕食了Bt玉米上的欧洲玉米螟和埃及棉夜蛾(印odopt m lit。ralis)后
，其死亡率分别
为 66％~41 59％，而对照为 37％。其后的试验用加入 Bt毒素(CrylAb)的人工饲料饲喂草蛉幼虫
，其死亡率仍
然高于对照(29％对 17％)，这说明草蛉幼虫的死亡是由于 Bt毒素引起的
，而非猎物营养恶化所致⋯]。李保
平 等2002年对已经报道的8科 16种在整个生长季活动的广谱捕食性天敌昆虫和蜘蛛的室内毒性测定结
果进行总结发现：多数研究未发现取食了转基因植物的植食昆虫猎物对捕食性昆虫的个体生长发育
、生殖、捕
食行为等特性有不良影响，仅 2种捕食性昆虫发生不良反应。
研究发现转Bt棉花可能并没有通过第2营养层对蜘蛛生长发育产生显著影响
，这和大多数相关研究相
吻合，并且与众多大田调查结果相一致：转 Bt棉花对蜘蛛等广谱性天敌种群数量无任何负影响 ]
。
草间钻头蛛成蛛的捕食功能反应实验结果表明：处理组蜘蛛和对照组蜘蛛对同种处理的棉铃虫幼虫捕食
量、处置时间、瞬时捕食率都没有明显差异，这也更进一步证明转 Bt棉花对蜘蛛的捕食能力也不产生影响
。
原因同上所述。
综上所述：转Bt棉叶棉铃虫对蜘蛛的生长发育以及捕食特性没有显著的影响
。 但是，需要指出的是在田
间情况下，蜘蛛不可能仅以棉铃虫为猎物，其他 Bt毒蛋白的非靶标害虫也可能成为它的猎物
。 除此之外，棉
株的空间复杂性也会对蜘蛛的捕食行为产生影响。因此
，室内结论与田间可能有一定的差别，这方面还有待
通过室内模拟和田间实地考查作进一步评价
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