全 文 ：第 ws卷 第 u期
u s s w年 v 月
林 业 科 学
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…·转基因杨树对杨树昆虫群落结构的影响 3
张 真
k中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所 北京 tsss|tl
王军辉 张建国 张守攻
k中国林业科学研究院林业研究所 北京 tsss|tl
摘 要 } 通过种植转基因杨树纯林和混交林 o研究了 …·转基因杨树对杨树昆虫群落结构的影响 ∀研究表明 t «°u
的小面积的新疆转基因杨树和非转基因杨树之间群落结构和多样性差别不大 ~而对 y1z «°u 以上的转基因杨树纯
林和 tΒt的转基因和非转基因杨树混交林中昆虫和蜘蛛群落结构的比较研究发现 o…·转基因杨树会改变其昆虫群
落结构 o在转基因纯林中杨叶蜂为优势种 o而在混交林中杨扇舟蛾为优势种 ∀为了避免其它非鳞翅目食叶害虫的
危害 o在转基因时应采用对非鳞翅目食叶害虫有抗性的种类或品系 ∀转基因纯林的多样性和均匀性都较混交林
高 o有利于系统的稳定性 o但转基因混交林中瓢虫的数量明显比转基因纯林高 o分别为 s1ut头#枝 p t和 s1sut头#
枝 p t o相差 ts倍 ∀蜘蛛的数量是纯林中较多 o分别为 s1tux头#枝 p t和 s1syu x头#枝 p t o相差 t倍 ∀转基因杨树对非
目标昆虫和天敌的影响还需进行进一步详细的研究 ∀转基因纯林和混交林的叶片被害率分别为 tt1uy h 和
t{1w{ h o转基因纯林抑制目标食叶害虫的作用较好 o但与混交林之间的差异不显著 o两种林分的被害率都在不成灾
的水平 ∀
关键词 } 转基因杨树 o…·o非目标种 o群落组成
中图分类号 }≥zt{1z 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kusswlsu p ss{w p sy
收稿日期 }ussu p s{ p u| ∀
基金项目 }国家重点基础研究发展规划资助项目kŠt|||styssxl ∀
3 张守攻为通讯作者 ∀
Εφφεχτσ οφ Τρανσγενιχ Ποπλαρστο τηε Στρυχτυρε οφ Ινσεχτ Χοµ µ υνιτψ
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k Ρεσεαρχη Ινστιτυτε οφ Φορεστρψ Εχολογψo Ενϖιρονµεντ ανδ Προτεχτιον o ΧΑΦ Βειϕινγtsss|tl
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Αβστραχτ } ׫¨ ©¨©¨¦·¶²©·µ¤±¶ª¨±¬¦³²³¯¤µ¶·²·«¨ ¶·µ∏¦·∏µ¨ ²©¬±¶¨¦·¦²°°∏±¬·¼ º¤¶¶·∏§¬¨§¥¼·«¨ ¦²°³¤µ¬·¬²± ²©¶·¤±§¶²©
·µ¤±¶ª¨±¬¦¤±§±²±p·µ¤±¶ª¨±¬¦³²³¯¤µ¶q׫¨ ¶·∏§¼ µ¨√¨ ¤¯ §¨·«¤··«¨µ¨ º¤¶±² °∏¦«§¬©©¨µ¨±¦¨ ²©¬±¶¨¦·¤±§¶³¬§¨µ¦²°°∏±¬·¼ ¥¨2
·º¨ ±¨·µ¤±¶ª¨±¬¦¤±§±²±p·µ¤±¶ª¨±¬¦³²³¯¤µ·µ¨ ¶¨¬± ¤± ¤µ¨¤²©t «°u º«¬¯¨ ¬± y1z «°u ²¥√¬²∏¶§¬©©¨µ¨±¦¨ ²©·«¤·º¤¶²¥¶¨µ√¨ §q
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·µ¤±¶ª¨±¬¦¤±§±²±p·µ¤±¶ª¨±¬¦³²³¯¤µ¶o¬·º¤¶¦¯¨ ¤µ·«¤·…··µ¤±¶ª¨±¬¦³²³¯¤µ¦²∏¯§¬±©¯∏¨±¦¨ ·«¨ ¬±¶¨¦·¦²°°∏±¬·¼ ¶·µ∏¦·∏µ¨ qŒ±
³∏µ¨ ·µ¤±¶ª¨±¬¦³²³¯¤µ¶·¤±§o§²°¬±¤±·¶³¨¦¬¨¶º¤¶°²³¯¤µ≥¤º©¯¼ k Πριστιπηορα βενϕινγενσισl º«¬¯¨ ¬± °¬¬¨ §³²³¯¤µ¶·¤±§ º¤¶
°²³¯¤µ°µ²°¬±¨ ±·kΧλοστερα αναχηορεταl qײµ¨§∏¦¨ ·«¨ µ¬¶®¼²©¥¨¬±ª§¤°¤ª¨§¥¼²·«¨µ±²±p¯ ³¨¬§²³·¨µ¤§¨©²¯¬¤·²µ¶µ¨¶¬¶·¤±·¶³¨2
¦¬¨¶·²·«¬¶®¬±§²©³¨¶·¶³¨¦¬¨¶¶«²∏¯§¥¨ ∏¶¨§º«¨ ± …·ª¨ ±¨ ¬¶·µ¤±¶©¨µµ¨§q׫¨ §¬√¨ µ¶¬·¼¤±§∏±¬©²µ°¬·¼²©³∏µ¨·µ¤±¶ª¨±¬¦³²³¯¤µ
¶·¤±§ º¨ µ¨ «¬ª«¨µ·«¤±·«¤·²©°¬¬¨ §·µ¤±¶ª¨±¬¦³²³¯¤µ¶¶·¤±§º«¬¦«¯¨ ¤§¶·²«¬ª«¨µ¶·¤¥¬¯¬·¼q‹²º¨ √¨ µ·«¨ §¨±¶¬·¼²©¤§¼ …¨ ·¯¨¨¶
º¤¶ts·¬°¨ ¶«¬ª«¨µ¬± °¬¬¨ §·µ¤±¶ª¨±¬¦³²³¯¤µ¶·¤±§·«¤±·«¤·¬± ³∏µ¨ ·µ¤±¶ª¨±¬¦³²³¯¤µ¶·¤±§o¤√¨ µ¤ª¨ ¼¯ s1ut ³¨µ·º¬ª¤±§
s1sut ³¨µ·º¬ªµ¨¶³¨¦·¬√¨ ¼¯ º«¬¯¨ ·«¨ §¨±¶¬·¼ ²©¶³¬§¨µ¶¬± ³∏µ¨ ·µ¤±¶ª¨±¬¦³²³¯¤µ¶·¤±§º¤¶«¬ª«¨µ·«¤±·«¤·¬± °¬¬¨ §·µ¤±¶ª¨±¬¦
³²³¯¤µ¶·¤±§o¤√¨ µ¤ª¨ ¼¯ s1tux ³¨µ·º¬ª¤±§s1syu x ³¨µ·º¬ªµ¨¶³¨¦·¬√¨ ¼¯ qƒ∏µ·«¨µ¶·∏§¼ º¤¶±¨ §¨¨§¬±·«¨ ©¨©¨¦·²©·µ¤±¶ª¨±¬¦
³²³¯¤µ¶·²·«¨ ±²±p·¤µª¨·¬±¶¨¦·¶¤±§±¤·∏µ¤¯ ±¨¨ °¬¨¶q׫¨ §¤°¤ª¨ µ¤·¨²©³∏µ¨·µ¤±¶ª¨±¬¦³²³¯¤µ¶·¤±§¤±§°¬¬¨ §·µ¤±¶ª¨±¬¦³²³2
¤¯µ¶·¤±§º¨ µ¨ tt1uy h ¤±§t{1w{ h µ¨¶³¨¦·¬√¨ ¼¯ o·«¨ ©²µ°¨ µº¤¶¥¨·¨µ¥∏·±²¶¬ª±¬©¬¦¤±·§¬©©¨µ¨±¦¨ q
Κεψ ωορδσ} ×µ¤±¶ª¨±¬¦³²³¯¤µo…·o‘²±·¤µª¨·¶³¨¦¬¨¶o≤²°°∏±¬·¼¶·µ∏¦·∏µ¨
随着生物工程技术的迅速发展 o分子遗传技术在农林有害生物管理中得到了广泛应用 ∀将一些生物中
的有用基因导入林木进行表达 o成为保证林业生产的重要方法之一 ∀杨树是我国尤其是北方地区防护林和
用材林的重要树种 o而杨树食叶害虫经常暴发成灾 o给防护林建设带来极大的威胁 ∀t||t年中国林业科学
院林业研究所同中国科学院微生物研究所在我国首次获得了欧洲黑杨k Ποπυλυσ νιγραl转 …·毒蛋白基因植
株 o通过室内和大田抗虫性测定 o对舞毒蛾kΛψµαντρια δισπαρl和春尺蠖k Αποχηεµια χινεραριυσl抗虫率达 xs h ∗
tss h k陈颖等 ot||xl ∀t||w年在新疆北部地区建立欧洲黑杨 …·转基因实验林 ot||x ) t||z年试验区春尺蠖
和梦尼夜蛾k Ορτηοσια ινχερταl大暴发期间 o显示出了明显的抗性k胡建军等 ot|||l o但转基因实验林对环境的
影响还没有进行过研究 ∀
us世纪 |s年代以来 o转基因生物的田间释放在世界各地不断进行 o且释放规模逐年扩大 o转基因生物
的安全性受到学术界和整个社会的高度重视 o转基因植物对非目标生物和生态系统的影响成为目前的一个
研究热点 ∀已有一些研究证明 …·转基因作物对非目标生物会产生不利影响 o从室内和野外实验的结果说明
…·转基因玉米的花粉对深受人们喜爱的大斑蝶 o又称君王斑蝶k²±¤µ¦« …∏·¨µ©¯¼ o∆αναυσ πλεξιππυσl造成伤害
k²¶¨¼等 ot||| ~¨¶¶¨ ετ αλqousssl o尤其是 ²¶¨¼等kt|||l在 ‘¤·∏µ¨上发表的论文 o在世界各国引起很大的反
响 ~‹¬¯¥¨¦®kt||{l等的研究表明转基因玉米对普通草蛉k Χηρψσοπερλα χαρνεαl有一定的不利影响 ~崔金杰等
kt|||l研究说明种植转基因 …·抗虫棉对棉铃虫k Ηελιχοϖερπα αρµιγεραl优势寄生性天敌齿唇姬蜂k Χαµπολετισ
χηλοριδεαεl和侧沟绿茧蜂k Μιχροπλιτισ¶³ql的寄生率 !羽化率和蜂茧质量造成严重危害 ∀ …·转基因植物在田间
释放后可能产生的对有益昆虫和非目标种的毒性或不利影响是对环境影响的重要方面kƒ¬·ot||xl ∀但也有
实验得到影响不大甚至有利的结果 o如夏敬源等kt|||l的研究虽然表明 …·抗虫棉对棉铃虫寄生性天敌有严
重危害 o但却能有效地保护捕食性天敌 o转基因棉田捕食性天敌总量较相应的对照明显增加 ∀
…·植物在自然界中释放的另一潜在风险是害虫的抗性进化 o已有大量研究证明了鳞翅目的烟芽夜蛾
k Ηελιοτηισϖιρεσχενσl !甜菜夜蛾kΣπαλοπτερα εξιγυαl !海灰翅夜蛾k Σ qλιττοραλισl !粉纹夜蛾k Τριχηοπλυσια νιl !小菜蛾
k Πλυτελλα ξψλοστελλαl !地中海粉螟kΑναγαστα κυεηνιελλαl !干果斑螟k Χαδρα χαυτελλαl !向日葵斑螟k Ηοµοεοσοµα ελεχ2
τελλυµl !印度谷螟k Πλοδια ιντερπυνχτελλαl !纵色卷蛾k Χηοριστονευρα φυµιφεραναl o鞘翅目的黑杨叶甲k Χηρψσοµελα
σχριπταl !马铃薯甲虫kΛεπτινχταρσα δεχεµιλινεαταl o双翅目的埃及伊蚊kΑεδεσ αεγψπτιl !五带色库蚊k Χυλεξ θυινθυε2
φασχιατυσl !黄猩猩果蝇k ∆ροσοπηιλα µελανογαστερl !家蝇k Μυσχα δοµεστιχαl在实验室条件下或田间对 …·产生了抗
性k魏伟等 ot|||l ∀种植转 …·植物而导致害虫抗性的风险不能不引起重视 o转 …·棉在美国南部的失败kƒ²¬o
t||y ~Ž¤¬¶¨µot||yl o进一步说明了问题的重要性 ∀虽然害虫对 …·毒素的抗性是不可避免的 o但是可以采取一
系列有效的策略或对策来延迟抗性 o常用的策略包括 …·作物的轮作 !建立避难所 !转入多个杀虫基因 !高剂
量方法 !低剂量方法 !…·毒素的目标表达等k魏伟等 ot|||l ∀在林业上可以采取转基因和非转基因林木进行
混交延迟抗性产生k卢孟柱等 ot|||l ∀
为了研究转基因杨树对非目标昆虫的影响及其害虫对 …·的抗性 o分别种植了转基因纯林 !转基因和非
转基因 tΒt混交林 o本文针对转基因 …·抗虫杨对杨树昆虫群落的影响进行了研究 o结果报道如下 ∀
t 研究地区概况和研究方法
111 林地概况
研究地点主要有新疆玛纳斯平原林场和北京怀柔县北房镇 ∀转基因杨树为欧洲黑杨转 …·毒蛋白基因
植株 ∀
玛纳斯平原林场位于新疆维吾尔自治区北部 o地处天山北麓 o准噶尔盆地南缘 owvβtvχ‘o{yβvzχ∞o海拔
wzs ° o该地夏季炎热 !干旱 o冬季寒冷 !多雪 ∀林地土壤为沙壤土 o适合许多杨树品种生长 ∀t||w年建立欧洲
黑杨转基因实验林 o面积约 t «°u o株行距 v ° ≅ w °∀共 tz个系号 o其中包括 tw个转 …·基因欧洲黑杨系号 !u
个未转化的欧洲黑杨和健杨k Πqευραµεριχαναk⁄²§¨ lŠ∏¬±¨ ¬µ¦√ q− •²¥∏¶·¤. l为对照 ∀分布在 y个区组中 o每个
区组的系号重复 y次 o单株小区 o各系号的排列如图 t ∀实验林周围为本地的健杨 ∀
x{ 第 u期 张 真等 }…·转基因杨树对杨树昆虫群落结构的影响
本 tts tu twt t|u tv| ≤Žv uxw us{ t|z us| tv ≤Žu uuu 本 tyu tzu txv
tts tu twt t|u tv| 本 uxw us{ t|z us| tv ≤Žv uuu 本 tyu tzu txv ≤Žu
tu twt t|u tv| 本 tts us{ t|z us| tv ≤Žv uxw 本 tyu tzu txv ≤Žu uuu
twt t|u tv| 本 tts tu t|z us| tv ≤Žv uxw us{ tyu tzu txv ≤Žu uuu 本
t|u tv| 本 tts tu twt us| tv ≤Žv uxw us{ t|z tzu txv ≤Žu uuu 本 tyu
tv| 本 tts tu twt t|u tv ≤Žv uxw us{ t|z us| txv ≤Žu uuu 本 tyu tzu
tu ≤Žu twt tv| 本 tts tv uxw us| t|z ≤Žv us{ tzu ≤Žu tyu tzu txv 本
≤Žu twt tv| 本 tts tu uxw us| t|z ≤Žv us{ tv ≤Žu tyu tzu txv 本 tzu
twt tv| 本 tts tu ≤Žu us| t|z ≤Žv us{ tv uxw tyu tzu txv 本 tzu ≤Žu
tv| 本 tts tu ≤Žu twt t|z ≤Žv us{ tv uxw us| tzu txv 本 tzu ≤Žu tyu
本 tts tu ≤Žu twt tv| ≤Žv us{ tv uxw us| t|z txv 本 tzu ≤Žu tyu tzu
tts tu ≤Žu twt tv| 本 us{ tv uxw us| t|z ≤Žv 本 tzu ≤Žu tyu tzu txv
图 t 转基因杨和非转基因对照的林间排列
ƒ¬ªqt ⁄¬¶·µ¬¥∏·¬²± ²©×µ¤±¶ª¨ ±¬¦¤±§‘²±2·µ¤±¶ª¨ ±¬¦≤¯ ²±¨ ¶¬±·«¨ ≥·¤±§
图中编号为各系号的编号 o≤Žu !≤Žv为未转换欧洲黑杨对照 o本为本地健杨对照 ∀
׫¨ ±∏°¥¨µ¶¬±·«¨ ©¬ª∏µ¨ ¤µ¨ ±∏°¥¨µ²©·«¨ ¦¯²±¨ ¶¤±§≤Žuk Πqνιγραl o≤Žvk Πqνιγραl o本k Πqευραµεριχανα ¦√ q− •²¥∏¶·¤. l¤µ¨ ≤Žq
怀柔北房镇 o海拔 |1z ∗ yw ° o土壤为沙壤质潮褐土 o年平均气温 | ∗ tu ε o年均降水 yxs °° o无霜期 utu
§o年平均日照 u zss «∀北京转基因林于 usst年春建立 o一片为转基因纯林 o位于宰相庄 ~一片为转基因和非
转基因 tΒt混交林 o位于小辛庄 o非转基因杨为中林 wyk Ποπυλυσ≅ ευρq¦√ q½«²±ªt¬± wyl o转基因和非转基因杨
树采取隔行混交 o面积均为 y1z «°u ∀
112 抽样方法
新疆试验林的调查时间为 usst年 x月 tt日 ) tv日 o此时为新疆主要食叶害虫的危害期 ∀北京怀柔试
验林的调查时间为 usst年 |月 tu日 o是杨扇舟蛾k Χλοστερα αναχηορεταl的危害期 ∀
调查时采用高枝剪套袋法进行抽样 o套袋直径 vx ¦°o长 ys ¦°∀调查时记录样枝各种昆虫的种类和数
量 ∀新疆试验林采取林冠层每个系号隔 t株抽取 t株进行调查 o共抽样 y株 o每株分别抽取东 !南 !西 !北不
同部位的中下部枝条各 t枝 o共抽取转基因杨树 tu个系号 zu株 u{{枝 o对照 uw株 |y枝 ~在北京怀柔的转基
因纯林和混交林分别采取对角线每行抽 w株 o分别抽取东 !南 !西 !北不同方位的中部枝条 o各样地共计抽取
tu株 w{枝 ∀纯林和混交林分别调查叶片总数为 t ss{和 |tv ∀
113 被害率统计
在北京怀柔调查时将叶片被害程度分为全部吃光 !vrw被吃光 !tru被吃光 !trw被吃光 !tr{被吃光 x个
等级 o危害等级值分别为 t !s1zx !s1x !s1ux !s1tux o被害率 ∆Ρ为 } ∆Ρ € ≈tr Ν2k ΝΙ ≅ ∆Ιl  ≅ tss h o式中 oΝ}
调查叶片总数 oΝΙ }某一危害等级叶片总数 o ∆Ι }危害等级值 ∀
114 统计方法
对被害率进行频率的差异显著性检验 o对于转基因纯林与混交林之间的差异 oνθ  vs o采用 υ检验 ~混
交林中转基因和非转基因杨树之间的差别 oνθ  vs o采用 τ检验 o并进行连续性校正 o可靠性均为 |x h k李春
喜等 ousssl ∀
115 群落特征分析
对群落的多样性 !均匀性和优势度指数进行分析 o比较转基因和非转基因杨树 !转基因纯林与混交林之
间的昆虫群落的差异 ∀其公式如下 }
多样性指数 Η € p Ε Πι ±¯Πι oΠι为第ι物种个体数占群落个体总数的比例 ~均匀性指数 Ε € Ηr¯ ±σoσ为
物种数 ~优势度指数 ∆ € ν°¤¬r Νoν°¤¬为群落内 νι 的最大值 oΝ为群落的个体总数 ∀
u 结果与分析
211 虫口密度和被害率测定
新疆转基因的各品系食叶害虫的平均虫口密度比对照低 o但差异不明显 o分别为每 uw枝 u1y和 v头 o本
地健杨对照最高 o为 v1x头 ∀北京转基因纯林和混交林的叶片被害率分别为 tt1uy h和 t{1w{ h o混交林大于
y{ 林 业 科 学 ws卷
纯林 o但经频率的差异显著性检验 o差异不显著k υ € s1||w x o¿υ¿ υs1sx € t1|yl o且均在有虫不成灾的范围
内 ∀混交林内转基因和非转基因杨树的被害率分别为 tz1wt h和 t|1xw h o差异也不显著kτ € p s1t{t v o¿τ¿
 τs1sx € u1stw zl ∀
212 群落组成结构
图 u 转基因杨树昆虫和蜘蛛群落结构k新疆玛纳斯 usst p sxl
ƒ¬ªqu Œ±¶¨¦·¤±§¶³¬§¨µ¦²°°∏±¬·¼ ¶·µ∏¦·∏µ¨ ²©·µ¤±¶ª¨ ±¬¦³²³¯¤µ¶
k¤¯¤¶¬o÷¬±­¬¤±ª ¤¼ usstl
新疆 …·转基因欧洲黑杨林主要的食叶害虫有
梦尼夜蛾 !春尺蠖 ~刺吸害虫主要有杨圆蚧k Θυαδρασ2
πιδιοτυσ γιγασl和突笠圆盾蚧k Θυαδρασπιδιοτυσ σλαϖονι2
χυσl为群落的优势种 ~天敌昆虫主要有七星瓢虫
kΧοχχινελλα οδοραταl !深点食螨瓢虫k Στετηορυσ πυνχτιλ2
λυµl !方斑瓢虫k Προπψλαεα θυατυορδεχιµπυνχτατα k¬±2
±¤¨ ∏¶ll !菱斑巧瓢虫k Οενοπια χονγλοβαταk¬±±¤¨ ∏¶ll !
二十二星瓢虫k Πσψλλοβορα ϖιγιντιδυοπυνχταταl ∀
北京欧洲黑杨林群落中的主要食叶害虫有杨扇
舟蛾 !杨叶蜂k Πριστιπηορα βενϕινγενσισl o天敌主要有龟
纹瓢虫 k Προπψλαεα ϕαπονιχαl !异色瓢虫 k Ηαρµονια
αξψριδισl ∀不同林分节肢动物群落结构见图 u p x ∀
新疆转基因和非转基因杨的群落结构相似 o区
别在于转基因杨树群落中的杨梦尼夜蛾 !杨尺蠖等
食叶害虫所占比例略小于对照 o分别为 u1w h 和
w h ~瓢虫 !草蛉 !蚂蚁等捕食天敌所占比例明显比对照高 o分别为 wy h和 u{ h ~刺吸害虫比对照低 o分别为
wx h和 yu h ∀
图 v 对照林昆虫和蜘蛛群落结构k新疆玛纳斯 usst p sxl
ƒ¬ªqv Œ±¶¨¦·¤±§¶³¬§¨µ¦²°°∏±¬·¼ ¶·µ∏¦·∏µ¨ ²©±²±p·µ¤±¶ª¨±¬¦
³²³¯¤µ¶k¤¯¤¶¬o÷¬±­¬¤±ª ¤¼ usstl
从北京的调查结果看 o转基因纯林与转基因
混交林的群落结构发生了很大的变化 o纯林中数
量最大的是杨叶蜂 os1zx头#枝 p t o占 x{ h }而混
交林中数量最大的是杨扇舟蛾 ot1v|头#枝 p t o占
z{ h ∀由于 …·主要作用于鳞翅目昆虫 o而对膜翅
目影响不大 o所以转基因纯林中杨叶蜂的密度较
高 o成为优势种 ∀另一个明显的差别是转基因混
交林中瓢虫的数量明显比转基因纯林高 o分别为
s1ut头#枝 p t和 s1sut头#枝 p t o相差 |倍 ∀蜘蛛
的数量是纯林中较多 o分别为 s1tux 头#枝 p t和
s1syu x头#枝 p t o相差 t倍 ∀
213 群落的多样性和均匀性
新疆的转基因和非转基因杨树及北京的转基
因纯林和混交林的群落特征指数如表 t p u ∀表 t结果说明 o新疆转基因和非转基因杨树群落各多样性指数
差异不大 ∀
表 1 转基因杨树和非转基因杨树群落特征指数
Ταβ . 1 Ινσεχτ ανδ σπιδερ χοµ µ υνιτψινδεξ οφ τρανσγενιχ ποπλαρ ανδ νον−τρανσγενιχ ποπλαρ
林型
≥·¤±§·¼³¨
平均值  ¤¨±
个体总数
Œ±§¬√¬§∏¤¯ ±∏°¥¨µ
种类数
≥³¨¦¬¨¶±∏°¥¨µ
多样性指数 Η
⁄¬√ µ¨¶¬·¼ Η
均匀性 Ε
˜±¬©²µ°¬·¼ Ε
优势度指数 ∆
⁄²°¬±¤±¦¨ ∆
转基因杨树 ×µ¤±¶ª¨ ±¬¦³²³¯¤µ ws1w z1| t1wx s1zs s1suw {
非转基因杨树 ‘²±p·µ¤±¶ª¨ ±¬¦³²³¯¤µ ww1s |1x t1w{ s1yy s1suu z
z{ 第 u期 张 真等 }…·转基因杨树对杨树昆虫群落结构的影响
图 w 转基因纯林昆虫和蜘蛛群落种类及比例
k北京怀柔 usst p s|l
ƒ¬ªqw Œ±¶¨¦·¤±§¶³¬§¨µ¦²°°∏±¬·¼ ¶·µ∏¦·∏µ¨ ²©³∏µ¨ ·µ¤¶ª¨ ±¬¦³²³¯¤µ¶
k‹∏¤¬µ²∏o…¨ ¬­¬±ª≥ ³¨·¨°¥¨µusstl
图 x 转基因混交林昆虫和节肢群落种类及比例
k北京怀柔 usst p s|l
ƒ¬ªqx Œ±¶¨¦·¤±§¶³¬§¨µ¦²°°∏±¬·¼ ¶·µ∏¦·∏µ¨ ²©tΒt °¬¬¨ §·µ¤¶ª¨ ±¬¦³²³¯¤µ¶
¤±§±²±·µ¤ª¶ª¨ ±¬¦³²³¤µ¶k‹∏¤¬µ²∏o…¨ ¬­¬±ª≥ ³¨·¨°¥¨µusstl
表 u结果表明纯林中昆虫个体总数较少 o但多样性和均匀性较高 o优势度指数较低 ∀
表 2 转基因杨树纯林和混交林的群落特征指数
Ταβ . 2 Ινσεχτ ανδ σπιδερ χοµ µ υνιτψινδεξ οφ πυρε τρανσγενιχ ποπλαρ ανδ µιξεδ τρανσγενιχ ποπλαρ στανδσ
林型
≥·¤±§·¼³¨
个体总数
Œ±§¬√¬§∏¤¯ ±∏°¥¨µ
种类数
≥³¨¦¬¨¶±∏°¥¨µ
多样性指数 Η
⁄¬√¨ µ¶¬·¼ Η
均匀性 Ε
˜±¬©²µ°¬·¼ Ε
优势度指数 ∆
⁄²°¬±¤±¦¨ ∆
转基因纯林 °∏µ¨ ·µ¤±¶ª¨ ±¬¦³²³¯¤µ¶·¤±§¶ yu tt t1w{ s1yu s1x{
转基因混交林 ¬¬¨ §·µ¤±¶ª¨ ±¬¦³²³¯¤µ¶·¤±§¶ {y x s1z| s1w| s1z{
v 结论和讨论
新疆转基因杨树和非转基因杨树之间群落结构和多样性差别不大 o而北京的转基因纯林和混交林之间
无论从群落结构还是多样性都有较大的差异 o这是由于新疆转基因林面积小 o且各品系之间是相间排列 o相
互之间的影响较大 o最终群落趋于一致 ~而北京的转基因林和转基因林与非转基因混交林林面积较大 o其差
异就明显显露出来 ∀多大的规模下对害虫抑制作用最好 o对非目标昆虫影响最小 o是需要深入研究的课题 ∀
…·转基因杨树会改变其昆虫群落结构 o由于 …·主要作用于鳞翅目昆虫 o而对膜翅目影响不大 o在抑制鳞
翅目昆虫的同时 o有利于其它食叶昆虫 o所以转基因纯林中杨叶蜂为优势种 o而在转基因与非转基因混交林
中以杨扇舟蛾为优势种 ∀这与 • ¬¯¶²±等kt||ul的研究相似 ∀ • ¬¯¶²±研究表明转 …·基因棉由于对鳞翅目害
虫的抗性减轻了棉叶的危害 o从而促进了其它害虫种群的增长 o转 …·基因棉间接地促进了甘薯白粉虱k Βε2
µισια ταβαχιl等的种群增长 ∀中棉所 u|和中棉所 vs应用表明 }棉蚜k Απηισ γοσσψπιιl !棉叶蝉k Εµποασχα βιγυτ2
τυλαl !棉叶螨k Τετρανψχηυσχινναβαρινυσl !棉蓟马k Τηριπσταβαχιl !棉盲蝽kΛψγυσ¶³ql !白粉虱k Τριαλευροδεσϖαποραρ2
ιορυµl等刺吸式害虫的发生有加重趋势 o可能是因为鳞翅目害虫减少或鳞翅目害虫的减少使得寄生性天敌
减少而导致刺吸式害虫种群上升k崔金杰等 ot|||l ∀在转基因纯林中杨叶蜂能不能造成明显的经济损失 ‚
还需要进一步进行监测和研究 ∀不同杨树种类对杨叶蜂的抗性是不一样的k周淑芷等 ot||xl o为了避免其它
非鳞翅目食叶害虫的大量危害 o在转基因时应采用对非鳞翅目食叶害虫有抗性的种类或品系 ∀
…·转基因纯林的多样性和均匀性都较高 o有利于系统的稳定性 o但瓢虫数量明显较少 o而新疆转基因林
中转基因杨树群落的瓢虫比非转基杨树多 ∀蜘蛛的数量是纯林中较多 ∀所以 …·转基因杨树对天敌的影响
还需进行详细研究 ∀
营造转基因与非转基因林木的混交林是防止害虫对转基因林木产生抗性的途径之一k卢孟柱等 ot|||l o
{{ 林 业 科 学 ws卷
这为敏感害虫群体设置了庇护所 o通过保护敏感群体而限制了抗性个体的发展 o不采用昆虫的防治措施 o确
保大量敏感性昆虫总是与附近的一些抗性昆虫交配 o达到防止抗性群体产生的目的 ∀本研究结果表明 …·转
基因纯林抑制目标食叶害虫的作用较好 o但由于有利于其它非鳞翅目害虫 o总被害率与 tΒt的混交林之间差
异不显著 o后者是否足以使其长期有虫不成灾又能有效地防止抗性的产生 ‚还需要进一步进行长期的监测
和研究 ∀
…·转基因植物释放到环境后对生态系统的影响是多方面的 o对其生长环境内的其它植物 !微生物和各
种动物都有可能产生影响 o不仅会影响到目标害虫 o也会直接地或间接地影响到其它非目标生物 ∀这种影响
的程度和对生态系统是否会造成危害 o在大量种植之前必须从基因 !基因组 !个体 !种群 !生态系统各级水平
上进行详细的研究 o根据研究的结果作出风险评价并制定风险管理对策 ∀ ƒ¬·kt||xl总结了转基因棉花对环
境的可能影响 o从植物本身对环境影响的角度包括 }tl杂草化 ~ul基因逃逸到临近植物 ~vl对有益昆虫和非目
标昆虫的不利影响 ~wl棉花种子或枝叶对非目标种的毒性影响 ∀从鳞翅目害虫和其它种对 …·棉的反应考虑
可能有以下几方面的影响 }tl目标害虫对 …·产生抗性 ~ul次要害虫对 …·产生抗性 ~vl由于减少化学农药 o产
生一些新的或次期害虫 ∀针对 …·转基因杨树 o除第一种危害的可能性外 o其他影响都比较大 o由于林木的多
年生特点 o对非目标生物的影响和产生抗性的可能性更大 o尤其需要加强研究并制定相应的风险管理措施 ∀
本研究初步说明了 …·转基因杨树对杨树昆虫群落结构和非目标种的一些影响 o说明了进行进一步深入的研
究必要性和重要性 ∀
参 考 文 献
陈 颖 o韩一凡 o李 玲等 q苏云金杆菌杀虫晶体蛋白基因转化美洲黑杨的研究 q林业科学 ot||x ovtkul }|z p tsu
陈 颖 o李 强 o李 玲等 q抗虫转基因欧洲黑杨的 • ¶¨·¨µ±印迹法分析 q林业科学 ot||y ovukvl }uzw p uzy
崔金杰 o夏敬源 q转 …·基因棉对天敌种群动态的影响 q棉花学报 ot||| ottkul }{w p |t
胡建军 o刘庆一 o王克胜等 q欧洲黑杨转 …·毒蛋白基因植株大田抗虫性测定 q林业科学研究 ot||| otukul }usu p usx
李春喜 o王志和 o王文林 q生物统计学 q北京 }科学出版社 ousss
李 o陈 颖 o李 玲等 q抗菌肽 ¦Œ基因转化杨树的阶段研究 q林业科学研究 ot||y o|kyl }ywy p yw|
卢孟柱 o韩一凡 o杜生明 q林木基因工程风险评估和安全管理现状 q林业科学研究 t||| otukvl }vux p vvt
钱迎倩 o田 彦 o魏 伟 q转基因植物的生态风险评价 q植物生态学报 ot||{ ouukwl }u{| p u||
钱迎倩 o魏 伟 o桑卫国等 q转基因作物对生物多样性的影响 q生态学报 ousst outkvl }vvz p vwv
钱迎倩 o魏 伟 o田 彦等 q转基因作物在生产中的应用及某些潜在问题 q应用与环境生物学报 ot||| oxkwl }wuz p wvv
田颖川 o李太元 o莽克强等 q抗虫转基因欧洲黑杨的培育 q生物工程学报 ot||v o|kwl }u|t p u|z
王学聘 o韩一凡 o戴莲韵等 q抗虫转基因欧美杨的培育 q林业科学 ot||z ovvkul }y| p zw
魏 伟 o钱迎倩 o马克平 q害虫对转基因 …·作物的抗性及其管理对策 q应用与环境生物学报 ot||| oxkul }utx p uu{
夏敬源 o崔金杰 o马丽华等 q转 …·基因抗虫棉在害虫综合治理中的作用研究 q棉花学报 ot||| ottkul }xz p yw
周淑芷 o黄孝运 o张 真等 q北京杨锉叶蜂研究 q林业科学研究 ot||xkxl }xxw p xyv
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|{ 第 u期 张 真等 }…·转基因杨树对杨树昆虫群落结构的影响