抗蟲轉基因植物對非靶標節(jié)肢動物生態(tài)影響的研究進展

王園園，李云河，陳秀萍，武紅巾，彭于發(fā)

中國農業(yè)科學院植物保護研究所，植物病蟲害生物學國家重點實驗室，北京 100193

在害蟲綜合防治(IPM)技術中，利用傳統(tǒng)育種方法發(fā)展抗蟲作物，如小麥、玉米、水稻、苜蓿等，曾發(fā)揮了巨大的作用(Dhaliwal＆Singh，2005)，主要體現(xiàn)在減少農藥施用量、保護生態(tài)環(huán)境、降低投入、增加農民收入等方面(Barfoot＆ Brookes，2010)。據(jù)估計，在美國，抗蟲小麥的利用每年可以為農民增加1.9億美元的收入(Smith，2005)。但是，利用傳統(tǒng)育種方法獲得抗性品系有很大局限性。第一，抗性基因的轉移僅限于異花授粉的植物物種之間;第二，一些自然發(fā)生的抗性基因僅限于目標植物的遠源物種或近緣野生物種，幾乎沒有可能或很難高效地把這些基因通過異花授粉方式轉入目標植物，并使其穩(wěn)定遺傳和表達;第三，難以獲得較高的抗蟲特性。另外，傳統(tǒng)育種過程非常復雜、費時費力。

基因重組技術(recombination DNA technology)的出現(xiàn)，使作物育種更簡單、快捷。1987年Vaecket al.首次將土壤蘇云金桿菌Bacillus thunringiensis殺蟲蛋白基因導入煙草，獲得具有抗煙草天蛾Manduca sextaL.的轉基因Bt煙草品系。自此，轉基因生物技術得到了突飛猛進的發(fā)展，許多編碼殺蟲蛋白(如Cry蛋白、蛋白酶抑制劑和植物凝集素等)的抗蟲基因被轉入不同植物中(Maloneet al.，2008)。自1996年轉基因Bt作物在美國首次商業(yè)化種植以來，轉基因抗蟲作物在全球的種植面積持續(xù)快速增長(James，2010)。轉Bt抗蟲植物的種植能有效減少廣譜化學殺蟲劑的施用，保護人類健康和生態(tài)環(huán)境平衡(Barfoot＆Brookes，2010)。例如，Bt棉花在美國商業(yè)化種植后，用于控制棉花害蟲的殺蟲劑施用次數(shù)從平均每年4.6次(1992～1995年)下降到 0.8次(1999～2001年)(FAOUN，2004)。在我國，Bt棉花的種植使棉田農藥總施用量下降了60% ～80%(Fit，2004)。

轉基因抗蟲植物的利用是作物害蟲防治技術的一次巨大綠色變革。然而，像其他害蟲防治措施一樣，其為人類帶來利益的同時，也可能會對環(huán)境造成潛在的生態(tài)風險。轉基因抗蟲作物的環(huán)境風險問題主要包括雜草性問題、基因漂移、非靶標生物影響、靶標害蟲抗性進化、對生物多樣性的影響等。近20年來，國內外已開展了大量的實驗室和田間試驗，來評價轉基因抗蟲植物對生態(tài)環(huán)境的潛在風險。其中，轉基因抗蟲作物的非靶標生物影響一直是相關研究者關注的焦點(Romeiset al.，2008;Wolfenbargeret al.，2008)，研究工作主要集中在對農田生態(tài)體系發(fā)揮重要功能的害蟲天敵(捕食者和寄生者)、傳粉者(蜜蜂和蝴蝶)和經(jīng)濟昆蟲(家蠶)等的影響方面。因此，在任何轉基因作物商業(yè)化利用之前都必須通過系統(tǒng)深入的環(huán)境安全性評價(Romeiset al.，2008;彭于發(fā)等，2008)。本文就評價轉基因作物對農田有益節(jié)肢動物影響方面的試驗方法、程序和技術做簡要概括和分析，并對當前已經(jīng)商業(yè)化種植的2例轉基因抗蟲作物(Bt玉米和Bt棉花)的非靶標生物影響方面的研究進行綜合分析和探討，以期為我國相關科研工作者提供參考，并為完善我國的轉基因作物風險評價理論及風險管理方法提供依據(jù)。

1 風險評價一般原理

風險是由危險和實現(xiàn)這種危險的可能性組成的，兩者缺一，風險就不能確立。因此，風險評價就是鑒定某個危險對人類或環(huán)境的危害性及該危害發(fā)生的可能性(Garcia-Alonsoet al.，2006)。具體到評價轉基因抗蟲作物的非靶標生物影響，就是鑒定轉基因表達的殺蟲蛋白對該生物的毒性(toxicity)和該生物暴露(exposure)于殺蟲蛋白的途徑和程度，然后根據(jù)2個方面的研究數(shù)據(jù)綜合分析轉基因作物的種植對該非靶標生物產生的生態(tài)后果(Duttonet al.，2003;Garcia-Alonsoet al.，2006;Romeiset al.，2008)。

1.1 殺蟲蛋白對非靶標生物的毒性鑒定

研究轉基因作物外源殺蟲蛋白對某生物的毒性，先要收集現(xiàn)有信息，弄清殺蟲蛋白的作用方式、毒理特性(如引起生物死亡和延遲發(fā)育等)，確定潛在的敏感生物和外源殺蟲蛋白可能的釋放環(huán)境等因素。根據(jù)這些信息，設計合適的試驗方法，選擇具有代表性的受試生物，確立受試生物在生測體系中暴露于殺蟲蛋白的時間以及選擇合適的評價指標(assessment endpoints)等(USEPA，2007;Romeiset al.，2008)。例如，不同的Bt蛋白作用機制可能有所不同，但其毒理特性基本一致。通過綜合分析現(xiàn)有數(shù)據(jù)，就可以選擇合適的受試生物，制定合適的試驗方案。

1.2 非靶標生物暴露于殺蟲蛋白的程度鑒定

鑒定非靶標節(jié)肢動物暴露于外源殺蟲蛋白的途徑和程度是一個復雜的過程，需要綜合考慮和評價抗蟲轉基因作物的生理生化、遺傳特性、生存環(huán)境及其與非靶標生物的直接和間接關系等因素(USEPA，2007)。一個非靶標生物暴露于植物外源殺蟲蛋白的程度取決于其所接觸殺蟲蛋白的濃度、時間和頻率。非靶標生物暴露于轉基因植物表達的外源殺蟲蛋白的途徑有直接和間接2種方式。直接方式如通過直接取食轉基因植物組織(Liet al.，2008);間接方式如害蟲天敵(捕食者和寄生者)通過捕食和寄生取食過轉基因作物組織的植食性害蟲等(Li＆Romeis，2010)。因此，評價非靶標生物暴露于轉基因植物外源殺蟲蛋白的程度，不但要弄清殺蟲蛋白在轉基因植物組織中的時空表達模式、表達濃度和所釋放的環(huán)境，還要弄清楚這些外源殺蟲蛋白在環(huán)境中的傳遞、降解、累積、存在方式和狀態(tài) (Liet al.，2007;Zurbrügg ＆ Nentwig，2009)，以及目標生物的生物學特性。

2 分層次的評價程序

目前，在研究轉基因植物對非靶標生物的影響方面，被風險評價工作者和相關轉基因植物管理部門廣泛接受的是分層次評價體系(Garcia-Alonsoet al.，2006;Romeiset al.，2008;USEPA，2007)。簡單地說，該研究體系就是先選擇合適的受試生物，然后依次開展從實驗室試驗(lower-tier)到半田間試驗(middle-tier)，再到田間試驗(higher-tier)的分層次、分階段進行的系統(tǒng)評價(圖1)。

圖1 評價轉基因抗蟲作物對非靶標生物影響的一般程序Fig.1 General procedure for assessing the non-target effects of insect-resistant transgenic plants

2.1 非靶標受試生物的選擇

農田有益節(jié)肢動物種類繁多，不可能對每個物種都進行安全性評價。因此，選擇合適的具有農田生態(tài)和經(jīng)濟重要性的節(jié)肢動物物種作為指示生物(indicator species)是評價轉基因植物非靶標生物影響的重要環(huán)節(jié)(Romeiset al.，2008)。選擇指示性生物一般可遵循幾個標準:(1)所選擇的受試物種應該具有重要生態(tài)功能，如對害蟲具有控制作用的天敵、傳粉昆蟲、土壤中的腐蝕生物等;(2)具有美學價值和被鑒定為稀有或瀕危的生物物種;(3)評價轉基因植物對非靶標生物的影響，主要關注的是轉基因植物對非靶標生物的直接影響，也就是轉基因植物表達的外源殺蟲蛋白對某生物的直接毒性，因此，在農田系統(tǒng)中較多暴露于殺蟲蛋白的非靶標生物更應該成為評價對象;(4)在試驗操作中應具有便利性和可行性，一般來說，易于在實驗室飼養(yǎng)、在試驗中易處理和觀察的非靶標生物應該被優(yōu)先考慮作為指示性生物(USEPA，2007;Romeiset al.，2008)。

2.2 實驗室試驗

實驗室試驗的主要目的是研究轉基因植物表達的殺蟲蛋白對受試生物是否具有毒性。試驗一般要求在可控的環(huán)境條件中進行，對試驗設計要求較高，試驗應該完全可以被重復(Romeiset al.，2011)。受試生物一般被暴露在比其在田間環(huán)境中實際接觸的殺蟲蛋白濃度高的條件下(worst-case situation)。在生物測定試驗中，研究者一般采用的殺蟲蛋白劑量高于植物組織中最高表達濃度的10倍(USEPA，2001)。如有合適的人工飼料，一般采用將純化后的殺蟲蛋白加入人工飼料直接飼喂受試生物的方法進行試驗(Romeiset al.，2004;Liet al.，2008;Duanet al.，2008)。如果沒有合適的人工飼料，可以考慮通過三級營養(yǎng)體系進行試驗，即把高劑量的殺蟲蛋白飼喂給受試生物的獵物或寄主，通過獵物或寄主把高濃度的殺蟲蛋白傳遞給其天敵(Duttonet al.，2003;Chenet al.，2008)。在這樣的試驗體系中，必須要弄清獵物或寄主傳遞給天敵的實際劑量和殺蟲蛋白的生物活性狀況。另外，研究中發(fā)現(xiàn)的負面影響可能是源于殺蟲蛋白的直接毒性(direct toxicity)，也可能是源于取食了殺蟲蛋白的獵物或寄主營養(yǎng)質量下降(prey/host-mediated effect)(Duttonet al.，2002;Hilbecket al.，1998;Romeiset al.，2006)。因此，很多研究者建議選擇對殺蟲蛋白不敏感或已經(jīng)產生抗性的昆蟲作為獵物或寄主(Chenet al.，2008;Li＆ Romeis，2010)。

2.3 半田間試驗

如果實驗室試驗能確定受試非靶標生物對轉基因植物表達的殺蟲蛋白不敏感，一般來說，評價工作可以就此終止;但如果檢測到負面影響，或者對研究結論不完全確定，應該重新設計，開展更嚴格的實驗室試驗，或者進入下一個評價階段，開展與大田環(huán)境接近的半田間試驗(Duttonet al.，2003;Romeiset al.，2008、2011)。這類試驗一般在玻璃室、網(wǎng)室等環(huán)境中進行。試驗中，需要充分考慮受試生物在自然條件下實際暴露于殺蟲蛋白的途徑和程度，使試驗結果更能體現(xiàn)自然實際情況。試驗可以通過直接飼喂受試生物轉基因植物組織如花粉(Liet al.，2008)或取食過轉基因植物的獵物或寄主(Li ＆ Romeis，2010; álvarez-Alfagemeet al.，2011)的方式進行。研究中要弄清受試生物實際暴露于殺蟲蛋白的濃度，一般通過生化試驗手段(ELISA＆Western-blotting)追蹤和鑒別殺蟲蛋白在整個食物鏈中的傳遞和生物活性狀態(tài)(Li＆Romeis，2009、2010; álvarez-Alfagemeet al.，2011)。

2.4 田間試驗

同樣，如果在半田間試驗中未檢測到轉基因作物對受試生物的負面影響，或者影響微弱至可以忽略不計，即可終止評價工作(Romeiset al.，2008;USEPA，2007)。但有些研究者認為，實驗室和半田間試驗不能代表田間實際環(huán)境，其研究結論有待田間試驗的驗證(Andow＆Hilbeck，2004)。在田間試驗中，一般通過調查轉基因植物和非轉基因親本植物田間非靶標生物的群體動態(tài)如種群密度、種群多樣性等參數(shù)，研究轉基因植物的種植可能造成的生態(tài)風險。值得說明的是，由于田間生物種群動態(tài)受到生物或非生物、直接或間接等多種復雜因素的影響，很難把生物群體的改變與某個單一影響因素聯(lián)系起來。因此，很難對田間調查數(shù)據(jù)進行準確的分析和合理的解釋。這樣的研究一般需要多年的重復試驗(Perryet al.，2009;Wuet al.，2008;Luet al.，2010)。

3 商業(yè)化種植的轉基因抗蟲作物對非靶標節(jié)肢動物的生態(tài)影響

3.1 Bt玉米的非靶標影響

當前，根據(jù)所表達殺蟲蛋白的靶標害蟲種類，將全球已注冊的轉Bt基因抗蟲玉米品種分為2類。(1)表達Cry1、Cry2或Cry9類殺蟲蛋白。如孟山都公司(Monsanto)生產的MON810表達Cry1Ab蛋白，DeKalb Genetics公司生產的 CBH351表達Cry9C蛋白，Pioneer-Hi-Bred生產的 TC1507表達Cry1F 蛋白等(Hellmichet al.，2008)。這些Bt蛋白對鱗翅目害蟲如亞洲玉米螟Ostrinia furnacalisGuenée等有殺蟲活性。(2)表達 Cry3、Cry34 或Cry35類殺蟲蛋白。如 Monsanto公司生產的MON88017和MON863表達 Cry3Bb1蛋白，Pionerr Hi-Bred公司生產的 DAS-59122-7表達 Cry34/35Ab1蛋白。這類殺蟲蛋白對鞘翅目如玉米根螢甲蟲Diabrotica virgijeraLeconte具有殺蟲活性(Hellmichet al.，2008)。轉Bt玉米于1996 年在美國開始商業(yè)化種植，至2008年，全球種植Bt玉米的國家已有13個，種植總面積達3.5千萬 hm2(James，2010)。研究表明，轉基因Bt玉米的種植有效地控制了玉米重要害蟲，提高了玉米產量。另外，由于化學農藥施用量的減少，降低了玉米生產成本，提高了農民收入，同時也改善了農田生態(tài)環(huán)境，保護了種植者的健康(Barfoot＆ Brookes，2010)。

轉基因抗蟲玉米對非靶標節(jié)肢動物，特別是對在農田系統(tǒng)中起到重要生態(tài)功能的功能團，如害蟲天敵、傳粉者、經(jīng)濟昆蟲等的影響，引起了生物學家和環(huán)境風險評價者的廣泛關注(Romeiset al.，2006、2008)。大量的研究數(shù)據(jù)表明，Bt玉米表達的Cry殺蟲蛋白對害蟲天敵沒有毒性(Hellmichet al.，2008);同時，田間試驗也證實，與施用農藥的非轉基因玉米相比，Bt玉米的種植能提高玉米田的生物多樣性(Romeiset al.，2006;Marvieret al.，2007;Hellmichet al.，2008)。由于玉米花粉產量很高，在一些玉米品種如MON88017花粉中，Bt殺蟲蛋白的表達量很高，一些以玉米花粉為食的有益生物就會因取食玉米花粉而暴露于Bt殺蟲蛋白(Liet al.，2008;Li＆Romeis，2010)。但實驗室生測結果表明，Bt玉米花粉對瓢蟲Coleomegilla maculataDe-Geer(Duanet al.，2002;Lundgren ＆ Wiedenmann，2002)、普通草蛉Chrysoperla carneaStephen成蟲(Liet al.，2008)、蜜蜂幼蟲和成蟲(Duanet al.，2008)均沒有毒性。

一些研究者也報道了Bt玉米對非靶標節(jié)肢動物的負面影響。如Hilbecket al.(1998)報道了Bt玉米表達的Cry1Ab蛋白對普通草蛉幼蟲有負面影響。但該報道引起的一系列后續(xù)試驗證明，Cry1Ab對普通草蛉幼蟲沒有直接毒性(Duttonet al.，2002;Romeiset al.，2004;Rodrigo-Simonet al.，2006)。用取食過Bt玉米的二斑葉螨(對Cry1Ab不敏感)和海灰翅夜蛾(對Cry1Ab敏感)飼喂草蛉幼蟲發(fā)現(xiàn)，取食?；页嵋苟暧紫x的草蛉生長發(fā)育受到負面影響，而取食二斑葉螨的草蛉生長發(fā)育未受任何影響，盡管 ELISA檢測結果顯示二斑葉螨體內的Cry1Ab蛋白含量明顯高于海灰翅夜蛾(Duttonet al.，2002)。這些結果說明，此前發(fā)現(xiàn)的負面影響并不是Cry1Ab造成的，而是由于試驗中所用獵物對Cry1Ab蛋白敏感而使其生長發(fā)育受到影響，進而間接地影響了捕食者的生長發(fā)育(Romeiset al.，2006;Lawoet al.，2010)。 此 外，Loseyet al.(1999)也發(fā)現(xiàn)，取食表面附有Bt玉米花粉的馬利筋草的帝王斑蝶Danaus plexippusLinnaeus幼蟲死亡率明顯提高，進而得出Bt玉米的種植可能會導致帝王斑蝶種群數(shù)量降低的結論。然而，一系列更詳細的研究發(fā)現(xiàn)，由于帝王斑蝶幼蟲暴露于玉米花粉的程度極其有限，且Bt玉米花粉對斑蝶幼蟲的毒性較低，Bt玉米的種植幾乎不會對帝王斑蝶種群數(shù)量產生負面影響(Hellmichet al.，2001;Oberhauseret al.，2001;Searset al.，2001;Zangerlet al.，2001;Woltet al.，2003)。盡管如此，由于Bt玉米event 176花粉中Cry1Ab蛋白表達量很高，可能會對帝王斑蝶幼蟲產生急性毒性影響(Zangerlet al.，2001;Hellmichet al.，2001)，該玉米品種已退出市場。另外，最近有研究發(fā)現(xiàn)，取食外壁包裹Cry1Ab或Cry3Bb1殺蟲蛋白的地中海斑螟Ephestia kuehniellaZeller卵的二星瓢蟲Adalia bipunctataLinnaeus幼蟲死亡率明顯提高(Schmidtet al.，2009)。然而，由于該試驗中受試昆蟲暴露于殺蟲蛋白的實際濃度不明確及對照組中的高死亡率(21%)，使得很多相關研究者對試驗方法和結論產生質疑(Ricrochet al.，2010)。更系 統(tǒng)的研 究證明，Cry1Ab 和Cry3Bb1對二星瓢蟲并沒有毒性，所報道的負面影響可能源于試驗設計和方法的不完善(álvarez-Alfagemeet al.，2011)。

3.2 Bt棉花的非靶標影響

目前，全球種植的Bt棉花品種主要有2大類，即表達1個外源Bt基因(cry1)的第1代轉基因抗蟲棉和表達2個外源基因(cry1+cry2)的第2代轉基因抗蟲棉。第1代Bt棉的靶標害蟲主要包括棉鈴蟲Helicoverpa armigeraHübner、棉紅玲蟲Pectinophora gossypiellaSaunders和多種棉金剛鉆Eariasspp.等。然而，第1代單基因抗蟲棉對甜菜夜蛾Spodoptera exiguaHubner、斜紋夜蛾Spodoptera lituraFabricius及小地老虎Agrotis ypsilonRottemberg等的防治效果較差。轉雙基因的第2代抗蟲棉對鱗翅目棉花害蟲的殺蟲譜增寬，涵蓋了多種一代抗蟲棉不能有效控制的棉花害蟲，并提高了對棉鈴蟲的防效(Naranjoet al.，2008)。另外，由于第2代轉基因抗蟲棉表達的2個Bt基因(cry1Ac和cry2Ab)與靶標害蟲中腸的結合位點不同，一般認為不會產生交互抗性。因此，雙基因抗蟲棉的利用可能會有效地延遲靶標害蟲對Bt棉花的抗性進化(Liuet al.，2005)。自1996年Bt棉花在美國、澳大利亞和墨西哥商業(yè)化種植以來，其在全球的種植面積逐年增加。2009年，全球有11個國家種植Bt棉花，種植總面積達1500萬hm2，大約占全球棉花總種植面積的50%(Naranjo，2010)。Bt棉花的利用有效地控制了棉花重要害蟲的發(fā)生，大大降低了化學農藥的使用。據(jù)統(tǒng)計，1996～2008年，Bt棉花的種植減少了1.4億kg化學農藥活性成分的施用(Barfoot＆Brooks，2010)。

近10年來，國內外風險評價工作者對轉基因Bt棉花的非靶標生物影響做了較為充分的研究，已有上百篇相關文章發(fā)表。通過綜合分析這些研究數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，轉基因Bt棉花表達的外源殺蟲蛋白的專一性非常強，對非靶標生物沒有直接的影響(Romeiset al.，2006;Naranjoet al.，2008)。但也有極少部分研究報道了Bt棉花對捕食性天敵如花蝽Orius tristicolor(White)(Ponsardet al.，2002)和寄生性天敵緣腹絨繭蜂Cotesia marginiventris、佛州點緣跳小蜂Copidosoma floridanum、棉鈴蟲齒唇姬蜂Campoletis chlorideaeUchida(Baur ＆ Boethel，2003;Liuet al.，2005)等的負面影響。分析發(fā)現(xiàn)，這些試驗中采用的天敵獵物或寄主對Bt棉花所表達的殺蟲蛋白敏感，而在利用對Bt蛋白不敏感的昆蟲作為天敵獵物和寄主的研究中卻未發(fā)現(xiàn)負面影響(Li＆Romeis，2010)。這說明其負面影響是由于試驗中所利用的獵物或寄主對Bt蛋白敏感而營養(yǎng)質量下降，進而造成對昆蟲天敵的間接影響，并不是Bt蛋白對昆蟲天敵產生的直接毒性(Romeiset al.，2006;Naranjo，2009)。除了實驗室試驗，研究者還開展了大量的田間試驗，以研究Bt棉花對棉田體系中非靶標生物種群動態(tài)的影響(Naranjo，2005)。大量的數(shù)據(jù)分析(meta-analysis)顯示，與未施用殺蟲劑的非Bt棉田相比，Bt棉花對棉田非靶標節(jié)肢動物沒有明顯影響，而殺蟲劑對棉田非靶標生物的影響遠遠超過Bt棉花(Wolfenbargeret al.，2008)?？傊C合大量的研究數(shù)據(jù)表明，轉Bt棉花的種植對棉田害蟲天敵不會造成直接的負面影響 (Marvieret al.，2007;Wolfenbargeret al.，2008)。

當然，轉基因抗蟲作物引起的靶標害蟲數(shù)量的下降、化學農藥施用量的減少，將可能導致農田生物群落結構的變化。如Wuet al.(2008)報道，Bt棉花的利用有效控制了棉鈴蟲的發(fā)生，但由于用于控制棉鈴蟲的化學農藥施用量的下降，導致原本在棉田發(fā)生不嚴重的盲蝽象成為棉田主要害蟲(Luet al.，2010)。這說明，轉基因抗蟲作物不是，也不可能是一勞永逸的害蟲控制措施，它只能作為IPM策略中的一個組成部分，應與其他害蟲控制措施有機結合，對害蟲群體進行有效調控。

4 小結

基因重組技術的發(fā)展為害蟲控制提供了一個有效的途徑。通過基因重組技術培育的轉基因抗蟲作物如Bt棉花和Bt玉米已經(jīng)在全世界多個國家開始種植，種植面積也逐年增多，給種植者帶來了巨大的利益，也改善了生態(tài)環(huán)境。但是，轉基因作物對環(huán)境可能造成的生態(tài)風險也不容忽視。因此，在每例轉基因作物商業(yè)化釋放前都必須通過嚴格的環(huán)境安全評價。在評價轉基因抗蟲作物對非靶標生物風險時，需要充分考慮轉基因作物及其表達的外源殺蟲蛋白的特性，及其與非靶標受試生物的關系，制定出合理、完善、具有可操作性、可重復的試驗方案，進而得出可靠的、能真實體現(xiàn)客觀事實的研究結論(álvarez-Alfagemeet al.，2011;Romeiset al.，2011)。大量的實驗室和田間試驗表明，當前已經(jīng)商業(yè)化釋放的轉基因抗蟲作物(Bt棉花和Bt玉米)不會對農田非靶標有益生物產生直接的負面影響。同時，Bt作物的種植減少了廣譜化學農藥的使用，這將提高農田有益生物如害蟲天敵的種群密度，加強控制害蟲的功能。因此，轉基因抗蟲作物將作為IPM策略中的一個組成部分，有望與其他害蟲控制措施相結合，加強對害蟲的有效控制。

彭于發(fā)，吳孔明，王錫鋒.2008.轉基因生物安全學科發(fā)展∥中國科學技術協(xié)會.2007-2008植物保護學學科發(fā)展報告.北京:中國科學技術出版社，165-190.

álvarez-Alfageme F，Bigler F and Romeis J.2011.Laboratory toxicity studies demonstrate no adverse effects of Cry1Ab and Cry3Bb1 to larvae ofAdalia bipunctata(Coleoptera:Coccinellidae):the importance of study design.Transgenic Research，20:467-479.

Andow D A and Hilbeck A.2004.Science-based risk assessment for non-target effects of transgenic crops.BioScience，54:637-649.

Barfoot P and Brookes G.2010.GM crops:global socio-economic and environmental impacts 1996-2008.http:∥fastfacts.intraspin.com/?fact=over-the-thirteen-years-1996-2008-the-cumulative-farm-income-gain-derived-by-developingcountry-frrom-gm-crops-was-26-2-billion.

Baur M E and Boethel D J.2003.Effect ofBt-cotton expressing Cry1A(c)on the survival and fecundity of two hymenopteran parasitoids(Braconidae，Encytidae)in the laboratory.Biological Control，26:325-332.

Chen M，Zhao J Z，Shelton A M，Cao J and Earle E D.2008.Impact of single-gene and dual-geneBtbroccoli on the herbivorePieris rapae(Lepidoptera:Pieridae)and its pupal endoparasitoidPteromalus puparum(Hymenoptera:Pteromalidae).Transgenic Research，17:545-555.

Dhaliwal G G and Singh R.2005.Host Plant Resistance to Insects:Concepts and Applications.New Delhi:Panima Publishing Corporation.

Duan J J，Head G，McKee M J，Nickson T E，Martin J W and Sayegh F S.2002.Evaluation of dietary effects of transgenic corn pollen expressing Cry3Bb1 protein on a non-target ladybird beetle，Coleomegilla maculala.Entomologia Experimentalis et Applicata，104:271-280.

Duan J J，Marvier M，Huesing J，Dively G and Huang Z Y.2008.A Meta-analysis of effects ofBtcrops on honey bees(Hymenoptera:Apidae).PLoS ONE，3:e1415.

Duan J J，Teixeira D，Huesing J E and Jiang C.2008.Assess-ing the risk to nontarget organisms fromBtcorn resistant to corn rootworm(Coleoptera:Chrysomelidae):Tier-I testing withOrius insidiosus(Heteroptera:Anthocoridae).Environmental Entomology，37:838-844.

Dutton A，Klein H，Romeis J and Bigler F.2002.Uptake ofBt-toxin by herbivores feeding on transgenic maize and consequences for the predatorChrysoperla carnea.Ecological Entomology，27:441-447.

Dutton A，Romeis J and Bigler F.2003.Assessing the risks of insect resistant transgenic plants on entomophagous arthropods:Bt-maize expressing Cry1Ab as a case study.Biological Control，48:611-636.

Fit G P.2004.Global status and impacts of biotech cotton∥Report of the Second Expert Panel on Biotechnology of Cotton.Washington DC:International Cotton Advisory Committee，72.Food and Agriculture Organization ofthe United Nations(FAOUN) .2004.The State of Food and Agriculture.Rome:Food and Agriculture Organization of the United Nations.

Garcia-Alonso M，Jacobs E，Raybould A，Nickson T E，Sowig P，Willekens H，Kouwe P V D，Layton R，Amijee F，F(xiàn)uentes A M and Tencalla F.2006.A tiered system for assessing the risk of genetically modified plants to non-target organisms.Environmental Biosafety Research，5:57-65.

Hellmich R L，Albajes R，Bergvinson D，Prasifka J R，Wang Z Y and Weiss M J.2008.The present and future role of insect-resistant genetically modified maize in IPM∥Romeis J，Shelton A M and Kennedy G G.Intergation of Insect-resistant Genetically Modified Crops with IPM Systems.Berlin:Springer，119-158.

Hellmich R L，Siegfried B D，Sears M K，Stanley-Horn D E and Daniels M J.2001.Monarch larvae sensitivity toBacillus thuringiensispurified proteins and pollen.Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，98:11925-11930.

Hilbeck A，Baumgartner M，F(xiàn)ried P M and Bigler F.1998.Effects of transgenicBacillus thuringiensiscorn-fed prey on mortality and development time of immatureChysoperla carnea(Neuroptera:Chrysiopidae).Environmental Entomology，27:480-487.

James C.2010.Global Status of Commercialized Biotech/GM Crops in2009.ISAAA Briefs.No.41:Preview ISAAA，Ithaca，NY.

Lawo N C，W?ckers F L and Romeis J.2010.Characterizing indirect prey-quality mediated effects of aBtcrop on predatory larvae of the green lacewing，Chrysoperla carnea.Journal of Insect Physiology，6:1702-1710.

Li Y and Romeis J.2009.Impact of snowdrop lectin(Galanthus nivalisagglutinin;GNA)on adultChrysoperla carnea.Journal of Insect Physiology，55:135-142.

Li Y H and Romeis J.2010.Btmaize expressing Cry3Bb1 does not harm the spider mite，Tetranychus urticae，or its ladybird beetle predator，Stethorus punctillum.Biological Control，53:337-344.

Li Y，Meissle M and Romeis J.2008.Consumption ofBtmaize pollen expressing Cry1Ab or Cry3Bb1 does not harm adult green lacewings，Chrysoperla carnea(Neuroptera:Chrysopidae).PLoS ONE，3:e2909.

Li Y，Wu K，Zhang Y and Yuan G.2007.Degradation of Cry1Ac protein within transgenicBacillus thuringiensisrice tissues under field and laboratory conditions.Environmental Entomology，36:1275-1282.

Liu X X，Sun C G and Zhang Q W.2005.Effects of transgenic Cry1A+CpTI cotton and Cry1Ac toxin on the parsitoid，Campoletis chlorideae(Hymenoptera:ichneumonidae).Insect Science，12:101-107.

Losey J E，Rayor L S and Carter M E.1999.Transgenic pollen harms monarch larvae.Nature，399:214.

Lu Y H，Wu K M，Jiang Y Y，Xia B，Li P，F(xiàn)eng H Q，Wychhuys K A G and Guo Y Y.2010.Mirid bug outbreaks in multiple crops correlated with wide-scale adoption ofBtcotton in China.Science，328:1151-1154.

Lundgren J G and Wiedenmann R N.2002.Coleopteran-specific Cry3Bb toxin from transgenic corn pollen does not affect the fitness of a nontarget species，Coleomegilla maculataDe-Geer(Coleoptera:Coccinellidae).Environmental Entomology，31:1213-1218.

Malone L A，Gatehouse A M R and Barratt B I P.2008.BeyondBt:alternative strategies for insect-resistant genetically modified crops∥Romeis J，Shelton A M and Kennedy G G.Intergation of Insect-resistant Genetically Modified Crops with IPM Systems.Berlin:Springer，357-417.

Marvier M，McCreedy C，Regetz J and Kareiva.2007.A metaanalysis of effects ofBtcotton and maize on nontarget invertebrates.Science，316:1475-1477.

Naranjo S E.2005.Long-term assessment of the effects of transgenicBtcotton on the function of the natural enemy community.Environmental Entomology，34:1211-1223.

Naranjo S E.2009.Impacts ofBtcrops on non-target invertebrates and insecticide use patterns.CAB review:Perspectives in Agriculture，Veterinary Science，Nutrition and Natural Resources，4:1-23.

Naranjo S E.2010.Impact ofBttransgenic cotton on integrated pest management.Journal of Agricultural and Food Chemistry，DOI:10.1021/jf102939c.

Naranjo S E，Ruberson J R，Sharma H C，Wilson L and Wu K M.2008.The present and future role of insect-resistant genetically modified cotton in IPM∥Romeis J，Shelton A M and Kennedy G G.Intergation of Insect-resistant Genetically Modified Crops with IPM Systems.Berlin:Springer，159-194.

Oberhauser K S，Prysby M，Mattila H R，Stanley-Horn D E，Sears M K，Dively G，Olson E，Pleasants J M，Lam W K and Hellmich R L.2001.Temporal and spatial overlap between monarch larvae and corn pollen.Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，98:11913-11918.

Perry J N，Ter Braak C J F，Dixon P M，Duan J J and Hails R S.2009.Statistical aspects of environmental risk assessment of GM plants for effects on non-target organisms.Environmental Biosafety Research，8:65-78.

Ponsard S，Gutierrez A P and Mills N J.2002.Effect ofBttoxin(Cry1Ac)in transgenic cotton on the adult longevity of four heteropteran predators.Environmental Entomology，3:1197-1205.

Ricroch A，Bergé J B and Kuntz M.2010.Is the German suspension of MON810 maize cultivation scientifically justified.Transgenic Research，19:1-12.

Rodrigo-Simon A，Maagd R A and Avilla C.2006.Lack of detrimental effects ofBacillus thuringiensisCry toxins on the insect predatorChrysoperla carnea:a toxicological，histopathological，and biochemical analysis.Applied and Environmental Microbiology，72:1595-1603.

Romeis J，Bartsch D，Bigler F，Candolfi M，Gielkens M M C，Hartley S E，Hellmich R L，Huesing J E，Jepson P C，Layton R，Quemada H，Raybould A，Rose R I，Schiemann J，Sear M K，Shelton A M，Sweet J，Vaituzis Z and Wolt J D.2008.Non-target arthropod risk assessment of insect resistant GM crops.Nature Biotechnology，26:203-208.

Romeis J，Dutton A and Bigler F.2004.Bacillus thuringiensistoxin(Cry1Ab)has no direct effect on larvae of the green lacewingChrysoperla carnea(Stephens)(Neuroptera:Chrysopidae).Journal of Insect Physiology，50:175-183.

Romeis J，Hellmich R L，Candolfi M P，Carstens K，De Schrijver A，Gatehouse A M R，Herman R A，Huesing J E，McLean M A，Raybould A，Shelton A M and Waggoner A.2011.Recommendations for the design of laboratory studies on non-target arthropods for risk assessment of genetically engineered plants.Transgenic Research，20:1-22.

Romeis J，Meissle M and Bigler F.2006.Transgenic crops expressingBacillus thuringiensistoxins and biological control.Nature Biotechnology，24:63-71.

Schmidt J E U，Braun C U，Whitehouse L P and Hilbeck A.2009.Effects of activatedBttransgene products(Cry1Ab，Cry3Bb)on immature stages of the ladybirdAdalia bipunctatain laboratory ecotoxicity testing.Archives of EnvironmentalContamination and Toxicology，56:221-228.

Sears M K，Hellmich R L，Stanley-Horn D E，Oberhauser K S，Pleasants J M，Mattila H R，Siegfried B D and Dively G P.2001.Impact ofBtcorn pollen on monarch butterfly populations:a risk assessment.Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，98:11937-11942.

Smith C M.2005.Plant Resistance to Arthropods:Molecular and Conventional Approaches.Dordrecht:Springer Science＆Business Media.

United States Environmental Protection Agency［USEPA］.2001.Biopesticide registration action document.Bacillus thuringiensis(Bt)plant-incorporated protectants.http:∥www.epa.gov/oppbppd1/biopesticides/pips/bt_brad.htm.

United States Environmental Protection Agency［USEPA］.2007.White Paper on Tier-Based Testing for the Effects of Proteinaceous Insecticidal Plant-incorporated Protectants on Non-target Arthropods for Regulatory Risk Assessment.Washington，DC:U.S.Environmental Protection Agency.

Vaeck M，Reynaerts A，Hofte H，Jansens S，De Beuckeleer M，Dean C，Zabeau M，Van Montagu M and Leemans J.1987.Transgenic plants protected from insect attack.Nature，328:33-37.

Wolfenbarger L L，Naranjo S E，Lundgren J G，Bitzer R J and Watrud L S.2008.Btcrop effects on functional guilds of non-target arthropods: a meta-analysis.PLoS ONE，3:e2118.

Wolt J D，Peterson R K D，Bystrak P and Meade T.2003.A screening level approach for non-target insect risk assessment:transgenicBtcorn pollen and the monarch butterfly(Lepidoptera:Danaidae).Environmental Entomology，32:237-246.

Wu K M，Lu Y H，F(xiàn)eng H Q，Jiang Y Y and Zhao J Z.2008.Suppression of cotton bollworm in multiple crops in China in areas withBttoxin containing cotton.Science，321:1676-1678.

Zangerl A R，McKenna D，Wraight C L，Carroll M，F(xiàn)icarello P，Warner R and Berenbaum M R.2001.Effects of exposure to event 176Bacillus thuringiensiscorn pollen on monarch and black swallowtail caterpillars under field conditions.Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，98:11908-11912.

Zurbrügg C and Nentwig W.2009.Ingestion and excretion of two transgenicBtcorn varieties by slugs.Transgenic Research，18:215-225.