試評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻生態(tài)安全性

摘要：水稻是世界上最重要的糧食作物之一，但是由于環(huán)境和其他因素的影響，也是受蟲害侵襲最嚴(yán)重糧食作物之一，對(duì)不同轉(zhuǎn)基因水稻室內(nèi)抗性評(píng)價(jià)表明，隨著生物技術(shù)的發(fā)展，培育具有抗蟲能力的水稻新品種是我們農(nóng)業(yè)工作者防止并控制水稻害蟲的重要方法。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)基因；水稻生態(tài)；抗蟲

中圖分類號(hào)：S511文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-0432（2012）-07-0060-1

1 轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻的安全性

現(xiàn)代科學(xué)在創(chuàng)造社會(huì)文明時(shí)給人類帶來(lái)了不可預(yù)知的風(fēng)險(xiǎn)，轉(zhuǎn)抗蟲基因植物可能帶來(lái)的安全性問(wèn)題已成為焦點(diǎn)，轉(zhuǎn)基因作物是能夠自行轉(zhuǎn)移和繁殖的生命活體，轉(zhuǎn)基因水稻的安全首先表現(xiàn)在食品上。目前我國(guó)有一半以上的人口以稻米為主食。轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻的環(huán)境安全性主要包括對(duì)非靶標(biāo)生物的影響，對(duì)天敵的影響和對(duì)稻田節(jié)肢動(dòng)物群落的影響。

害蟲對(duì)轉(zhuǎn)基因水稻的抗性風(fēng)險(xiǎn)。自二次世界大戰(zhàn)以后，生長(zhǎng)全周期的調(diào)查結(jié)果顯示，人類與害蟲斗爭(zhēng)的歷史與人類歷史一樣悠久。人們?cè)诓粩嗟奶剿髦虚_始施用化學(xué)農(nóng)藥，這種方法在很長(zhǎng)時(shí)間對(duì)害蟲防治的狀況取得明顯成效。但隨著時(shí)間的推移和自然的變化規(guī)律，有好多種昆蟲和螨類對(duì)化學(xué)農(nóng)藥產(chǎn)生了抗性，與此同時(shí)，我們也看到化學(xué)農(nóng)藥給環(huán)境和人類健康造成的不良影響，這使生物防治受到人們廣泛的重視，如Bt的生物殺蟲劑，由于其專一性強(qiáng)，并且我們也看到它對(duì)環(huán)境無(wú)害，同時(shí)也表現(xiàn)出對(duì)人、畜安全，因此在好多國(guó)家和地區(qū)進(jìn)行了推廣和應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，基因工程技術(shù)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，許多植物成功地轉(zhuǎn)入了Bt毒蛋白基因，對(duì)谷物起到了很好的防蟲效果；而昆蟲對(duì)Bt殺蟲劑同樣由于適者生存的原因產(chǎn)生了抗性，這種單一的殺蟲毒素持續(xù)高水平表達(dá)單一的殺蟲毒蛋白，使害蟲加速對(duì)Bt的抗性進(jìn)化。

現(xiàn)在植物生物技術(shù)的發(fā)展碩果累累，我們所能看到的轉(zhuǎn)基因作物商品化的歷史還比較少，轉(zhuǎn)基因水稻具有極大的發(fā)展前景，它能夠?yàn)榧Z食安全保障提供全新的途徑。目前，隨著社會(huì)化水平的提高，其商品化生產(chǎn)的瓶頸在于生物安全評(píng)估，我們的研究結(jié)果對(duì)轉(zhuǎn)基因水稻的生態(tài)環(huán)境是否存在負(fù)效應(yīng)還沒(méi)有確定，現(xiàn)在，隨著我國(guó)對(duì)轉(zhuǎn)基因水稻生物安全研究正在不斷加大力度，使轉(zhuǎn)基因水稻在其生物安全性方面能夠有利于人類生存與發(fā)展。

2 轉(zhuǎn)基因水稻對(duì)水稻害蟲室內(nèi)抗性評(píng)價(jià)

2.1 試驗(yàn)材料

為轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻歷汕優(yōu)63，還有感蟲對(duì)照水稻TNl等，有嚴(yán)格安全隔離和控制措施的田間試驗(yàn)圃，試驗(yàn)用蟲包括水稻螟蟲、稻縱卷葉螟、褐飛虱，每份材料分8行種植40株，在室內(nèi)用感蟲品種TNl植株飼養(yǎng)、擴(kuò)繁，備用。按常規(guī)栽培技術(shù)進(jìn)行田間管理，選擇性農(nóng)藥撲虱靈防治稻飛虱。

2.2 試驗(yàn)方法

2.2.1 二化螟 在受檢轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻植株選葉3-4片，以每粒種子長(zhǎng)成的植株作為一個(gè)株系，剪取中間約6cm的一段，每份受檢材料隨機(jī)抽取20個(gè)株系進(jìn)行鑒定，放于小試管中，每株系重復(fù)測(cè)定3次。每管接蟲10-11頭后用棉球塞緊管口，依據(jù)20個(gè)株系的平均值判斷。

2.2.2 稻縱卷葉螟 取分蘗期的倒l葉，每培養(yǎng)皿接入一齡稻縱卷葉螟幼蟲10-11頭，每份供試材料隨機(jī)鑒定20個(gè)株系，在水中剪成6cm長(zhǎng)的葉段，接在上、下兩層葉片之間。每株系重復(fù)3次，試驗(yàn)環(huán)境溫度27度左右。每層3-4片葉段，葉片平行放置，各株系及每份受檢材料的總體抗性按級(jí)別進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2.2.3 大螟 采用水稻離體葉鞘法進(jìn)行，供試水稻材料植株去外層黃葉后，分別在分蘗期、齊穗期2個(gè)不同生育期選取新鮮葉鞘2-3片，對(duì)受檢材料的抗蟲性進(jìn)行檢測(cè)，七天后檢查試蟲的存活和發(fā)育情況，每份供試材料隨機(jī)鑒定20個(gè)株系，要時(shí)稱量活蟲體重。

2.2.4 褐飛虱 采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)苗期群體篩選法，抗蟲性評(píng)價(jià)采用SSST法統(tǒng)一規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，水稻種子浸種24小時(shí)，據(jù)各供試材料的平均受害等級(jí)按進(jìn)行抗性級(jí)別評(píng)價(jià)。

3 結(jié)果與分析

不同轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻在生育的不同時(shí)期對(duì)二化螟都顯示出高抗，對(duì)稻縱卷葉螟兩種轉(zhuǎn)基因水稻均表現(xiàn)高抗，對(duì)大螟抗性低于二化螟和稻縱卷葉螟抗性，不同轉(zhuǎn)基因水稻的不同生育期各株系間具有明顯的差異性，對(duì)照對(duì)褐飛虱的抗性級(jí)別相同。

4 轉(zhuǎn)基因水稻對(duì)田間害蟲的作用

4.1 試驗(yàn)與方法

材料為轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻歷汕優(yōu)63，試驗(yàn)用蟲為螟蟲、稻縱卷葉螟、稻飛虱等，地點(diǎn)設(shè)在某水稻試驗(yàn)基地，試驗(yàn)用田分為2塊，水稻分為不防蟲的轉(zhuǎn)基因水稻、防非靶標(biāo)害蟲的轉(zhuǎn)基因水稻、常規(guī)方法防蟲的非轉(zhuǎn)基因受體水稻和不防蟲的非轉(zhuǎn)基因受體水稻。

4月28日播種，5月25日單本移栽，殺蟲劑因不同試驗(yàn)處理，其他按常規(guī)進(jìn)行。采用平行跳躍法取樣，參照GB／T 15794．4—1995中“本田飛虱”的調(diào)查方法，數(shù)據(jù)分析采用DPS數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析軟件。

防治效果％=(對(duì)照一處理)／對(duì)照X100%。

4.2 結(jié)果與分析

轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻對(duì)螟蟲的控制效果表明各轉(zhuǎn)基因水稻對(duì)螟蟲均具有明顯的抗性；據(jù)叢卷葉率和卷葉指數(shù)兩項(xiàng)指標(biāo)來(lái)看防治效果來(lái)看，汕優(yōu)63防治效果后期比前期好，在不使用殺蟲劑的情況下，轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻對(duì)非靶標(biāo)害蟲稻飛虱沒(méi)有產(chǎn)生負(fù)作用。

4.3 結(jié)論

轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻對(duì)主要鱗翅目水稻害蟲抗性顯著，有明顯的防治效果，稻縱卷葉螟的田間控制效果沒(méi)有明顯差別，轉(zhuǎn)基因水稻與其受體對(duì)稻飛虱需進(jìn)行采取常規(guī)方法進(jìn)行，并且轉(zhuǎn)基因水稻不會(huì)引起褐飛虱的種群消長(zhǎng)。基因蛋白表達(dá)量是轉(zhuǎn)基因水稻是否抗蟲的關(guān)鍵，選用對(duì)害蟲致死力強(qiáng)的表達(dá)蛋白基因，能使水稻整個(gè)生育期有穩(wěn)定高蛋白表達(dá)量，對(duì)培育高效的轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻具有重要意義。

綜上所述，室內(nèi)采用離體葉片等方法轉(zhuǎn)基因水稻均對(duì)二化螟蟲表現(xiàn)高抗，對(duì)大螟的抗性總體上低于對(duì)二化螟；受檢轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻對(duì)螟蟲有明顯抗性。但我們也應(yīng)該看到，轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻不能成為控制害蟲的唯一途徑，基因蛋白表達(dá)量是轉(zhuǎn)基因水稻是否抗蟲的關(guān)鍵，選用對(duì)害蟲致死力強(qiáng)的表達(dá)蛋白基因，當(dāng)調(diào)節(jié)水稻播種時(shí)間避開害蟲發(fā)生高峰期，對(duì)培育高效轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻意義重大。

參考文獻(xiàn)

[1] 蔡萬(wàn)倫，石尚柏，楊長(zhǎng)舉，彭于發(fā)，鄭亞莉.BT水稻田不同版塊設(shè)計(jì)對(duì)田間節(jié)肢動(dòng)物群落穩(wěn)定性的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2005，（2）．