Bt蛋白對楊扇舟蛾連續(xù)世代存活與發(fā)育的影響

王留成，劉 潔，高佳敏，孟丹陽，姚 彤，孫天驊，高寶嘉

(河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，河北保定 071000)

蘇云金芽孢桿菌(Bacillusthuringiensis，Bt)是一種普遍存在的桿狀芽孢桿菌，自1996年美國首次將轉(zhuǎn)Bt殺蟲蛋白基因作物商業(yè)化以來，在世界范圍內(nèi)迅速用作許多害蟲的防范措施[1]，Bt生物農(nóng)藥和轉(zhuǎn)Bt基因作物大大提高了人們有效安全地管理農(nóng)業(yè)害蟲的能力，但是由于受Bt毒素強(qiáng)烈的時間和空間選擇壓力，多種鱗翅目害蟲已經(jīng)產(chǎn)生抗性[2-3]，昆蟲對Bt的抗性已經(jīng)成為轉(zhuǎn)基因作物最主要的生態(tài)風(fēng)險，也是Bt作物持續(xù)長期有效的最大威脅[4-5]。

在全球范圍內(nèi)，已有大約17種昆蟲在實驗室中對Bt產(chǎn)生抗性，1種在田間表現(xiàn)出廣泛的抗性，8個國家進(jìn)行77項研究得出結(jié)論，由于更廣泛的監(jiān)測、Bt作物種植面積的增加以及暴露于Bt作物的害蟲種群數(shù)量和累積暴露時間的上升，到2010年，13種主要害蟲中有5種與Bt作物的田間進(jìn)化抗性有關(guān)，其中有4種是毛蟲，而2005年只有1種與Bt作物有關(guān)[6]。國內(nèi)近年來也有諸多相關(guān)報道，如梁革梅等[7]通過室內(nèi)篩選棉鈴蟲(Helicoverpaarmigera)16代后對轉(zhuǎn)Bt基因棉的抗性上升43.3倍；楊峰山等[8]研究表明，小菜蛾(Plutellaxylostell)的Bt抗性品系在繁殖能力上存在顯著的生存劣勢；而陳建[9]以含Bt飼料飼養(yǎng)甜菜夜蛾(Spodopteraexigua)后認(rèn)為，低濃度Bt對幼蟲存活、生長發(fā)育和繁殖均未造成影響，甚至對成蟲生殖有一定的促進(jìn)作用；賀明霞等[10]也發(fā)現(xiàn)亞洲玉米螟(Ostriniafurnacalis)在不斷提高的汰選壓下其種群對Cry1Ie毒素的敏感性逐漸下降。這些昆蟲與轉(zhuǎn)基因作物的交互抗性研究為今后合理實施害蟲抗性治理策略提供了重要依據(jù)。

在林業(yè)中昆蟲與Bt交互抗性的研究主要是通過鱗翅目害蟲的短期脅迫反應(yīng)來評價轉(zhuǎn)基因楊的抗蟲性，如康薇[11]分析‘中嘉8號’轉(zhuǎn)Bt基因楊的田間抗性及生物安全性，鄭均寶等[12]、張炬紅等[13]及王智等[14]分析轉(zhuǎn)雙抗蟲基因‘741’楊(BtCry1Ac+API)的抗蟲性，均表明轉(zhuǎn)基因楊對靶標(biāo)害蟲具有良好的抗蟲性。但劉軍俠等[15]與宋曉英[16]基于SSR分析發(fā)現(xiàn)楊扇舟蛾(Closteraanachoreta)實驗種群取食轉(zhuǎn)基因楊后其遺傳多樣性有明顯增高趨勢，這些研究對轉(zhuǎn)基因楊的可持續(xù)利用具有重要意義。而楊扇舟蛾是危害楊樹生長期的主要食葉害蟲，其1a可發(fā)生4～5代，產(chǎn)卵量大，蟲口數(shù)量易在短期劇增，可將整株楊樹的樹葉吃光，在中國華北、東北及西北地區(qū)都有不同程度的蟲災(zāi)發(fā)生[17-18]，嚴(yán)重危害當(dāng)?shù)厣仲Y源和生態(tài)安全。因此林業(yè)害蟲在Bt脅迫下其連續(xù)世代生長發(fā)育的變化同樣值得探討。本試驗以楊扇舟蛾為例，連續(xù)3代對其飼喂轉(zhuǎn)基因‘Pb29’楊葉片及浸泡Cry1Ac殺蟲蛋白原毒素的楊樹葉片，明確Bt對楊扇舟蛾的長期殺蟲活性與控制效果，發(fā)現(xiàn)昆蟲對Bt的抗性產(chǎn)生規(guī)律和機(jī)制，為Bt的長期有效性、防止或延緩Bt抗性昆蟲種群的發(fā)展提供研究基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與蟲源

非轉(zhuǎn)基因毛白楊無性系‘741’楊[Populusalba×(P.davidiana+P.simonii)]×P.tomentosa選自河北農(nóng)業(yè)大學(xué)標(biāo)本園；轉(zhuǎn)基因‘741’楊高抗品系‘Pb29’為田穎川[19-20]、鄭鈞寶等[12]培育的轉(zhuǎn)雙抗蟲基因[Bt殺蟲蛋白基因(BtCry1Ac)+慈菇蛋白酶抑制基因(API)]無性系，選自河北農(nóng)業(yè)大學(xué)標(biāo)本園。采摘枝條中部的健康、新鮮葉片飼喂幼蟲。

供試楊扇舟蛾幼蟲及卵塊采自河北省保定市郊區(qū)非轉(zhuǎn)基因楊人工純林，由于野采幼蟲部分有寄生蜂寄生及雜菌感染，因此在養(yǎng)蟲室用對照741楊樹葉片培養(yǎng)F1代至羽化，隨機(jī)交配產(chǎn)F2代孵化成幼蟲，正常葉片飼養(yǎng)，3齡后用于試驗。

所用BtCry1Ac原毒素購于北京美延農(nóng)業(yè)科技有限公司，試驗期間避免強(qiáng)烈陽光直射。

1.2 樣品處理及昆蟲飼養(yǎng)

‘741’楊和轉(zhuǎn)基因‘Pb29’楊葉片處理前用蒸餾水清洗晾干。將BtCry1Ac原毒素以50 mmol/L的Na2CO3溶液稀釋，配成系列質(zhì)量濃度，依次為A=15 μg/mL、B=7.5 μg/mL、C= 1.5 μg/mL，現(xiàn)配現(xiàn)用。將新鮮干凈的‘741’楊葉片在各梯度藥液中浸泡10 s后保鮮自然晾干；‘Pb29’楊葉片不做處理，設(shè)為P組，經(jīng)檢測其Bt表達(dá)量低于C組；以50 mmol/L Na2CO3溶液作為對照組(CK)。各處理葉片用花泥保濕，移入高為12.0 cm，直徑為8.5 cm的罐頭瓶中。

所有楊扇舟蛾均于養(yǎng)蟲室內(nèi)飼養(yǎng)，條件： 26 ℃±1 ℃，相對濕度60%～75%，光周期 16L∶8D。將生長狀態(tài)一致的3齡幼蟲接到葉片上，250目紗網(wǎng)封口，每處理接幼蟲20頭，3次重復(fù)，每天更換新鮮的處理后的楊樹葉。各處理Bt脅迫6 d后全部飼喂正常的非轉(zhuǎn)基因‘741’楊樹葉片，視幼蟲數(shù)量適時分瓶，直至幼蟲老熟化蛹，羽化后各組分別轉(zhuǎn)入直徑28 cm、高32 cm、120目尼龍網(wǎng)的養(yǎng)蟲籠中，并以稀釋100倍的蜂蜜水供其取食，自由交配產(chǎn)卵。相同方法連續(xù)飼養(yǎng)3代，記錄幼蟲的死亡率、發(fā)育歷期、化蛹率，蛹質(zhì)量及成蟲的羽化率。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

數(shù)據(jù)以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤(SE)”表示，處理間不同參數(shù)(百分率指標(biāo)以反正弦處理)經(jīng)方差齊性檢驗一致且服從正態(tài)分布，并采用SNK檢驗法進(jìn)行差異顯著性分析；回歸分析采用線性回歸；蛹質(zhì)量數(shù)據(jù)采用重復(fù)測量的方差分析法進(jìn)行代間比較，經(jīng)箱式圖檢驗無異常值，經(jīng)Shapiro-Wilk檢驗服從正態(tài)分布(P>0.05)，經(jīng)Mauchly’s球形假設(shè)檢驗，因變量的方差協(xié)方差矩陣相等(P> 0.05)，不相等的(P<0.05)通過Greenhouse-Geisser方法校正。數(shù)據(jù)均以SPSS 19.0計算所得，以O(shè)ffice Excel 2016為輔助工具。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同質(zhì)量濃度Cry1Ac對楊扇舟蛾連續(xù)世代存活的影響

2.1.1 幼蟲8 d死亡率 幼蟲取食含Bt樹葉 6 d后，Bt在隨后兩天里仍會發(fā)揮作用，故統(tǒng)計幼蟲的8 d死亡率表明，第1代各處理下Bt對楊扇舟蛾的短期致死效果存在顯著差異(P<0.05)，死亡率隨著葉片中Cry1Ac質(zhì)量濃度的升高而顯著升高(P<0.05)(表1)，其中A組的死亡率達(dá) 83.4%，顯著高于C組的低質(zhì)量濃度處理(P< 0.05)；第2代差異性與第1代類似，A、B、C組的死亡率比第1代均有下降，雖然C組仍然比CK高，但已無顯著性差異(P>0.05)；第3代中A組死亡率與前兩代相比下降明顯，且B組、C組及P組與CK之間差異不顯著(P>0.05)，可見Bt對楊扇舟蛾連續(xù)世代的短期致死效果出現(xiàn)減弱的趨勢。

2.1.2 楊扇舟蛾每代存活率 楊扇舟蛾幼蟲的存活曲線表明，幼蟲取食含Bt樹葉后1～2 d內(nèi)并沒有出現(xiàn)明顯的死亡現(xiàn)象(圖1)，這是由于楊扇舟蛾幼蟲體內(nèi)的BtCry1Ac毒蛋白與中腸受體結(jié)合，毒蛋白插入膜內(nèi)形成孔洞需要一定的響應(yīng)時間，至幼蟲死亡則需要2～3 d。從第4天開始各處理均出現(xiàn)死亡現(xiàn)象，且在停止Bt脅迫后的9～13 d內(nèi)幼蟲仍受到其影響，各組存活率不斷下降，其中第1代及第2代與對照組差異顯著(P<0.05)，P組存活率在B組與C組之間，第13天后各組逐漸趨于穩(wěn)定；從幼蟲化蛹前的校正存活率來看(表2)，A組高濃度Bt處理對連續(xù)3代楊扇舟蛾幼蟲的長期抑制效果沒有出現(xiàn)明顯減弱，但隨著世代的延續(xù)其他各組存活率開始升高，且各處理間差異在逐漸縮小(圖1-b,1-c)，養(yǎng)蟲試驗中發(fā)現(xiàn)，10～17 d死亡的幼蟲大部分發(fā)育遲緩，無法蛻皮，齡期長期停留在3齡，并且從3代存活曲線的平臺期越來越明顯可以看出，這部分幼蟲取食正常葉片仍不能完成整個生命歷程，但幼蟲的死亡速度逐漸減緩，對Bt的耐受性在逐漸增強(qiáng)，其中B組最為明顯，到第3代存活率為 86.7%，與對照相當(dāng)。

表1 不同質(zhì)量濃度Cry1Ac飼養(yǎng)楊扇舟蛾 3代的8天幼蟲死亡率Table 1 Mortality of Clostera anachoreta larvae dieting with different mass concentrations of Cry1Ac toxin 8 days for three generations

注：同列中不同字母表示差異顯著(P<0.05)。下同。

Note：Values within a column followed by different letters are significantly different(P<0.05).The same below.

a.第1代 The first generation；b.第2代 The second generation；c.第3代 The third generation

2.2 不同質(zhì)量濃度Cry1Ac對連續(xù)世代楊扇舟蛾發(fā)育歷期的影響

楊扇舟蛾連續(xù)世代各齡期變化表明(表3)，初孵幼蟲在無Bt脅迫下齡期均為4 d左右，且每代差異均不顯著(P>0.05)；通過1～3代的3齡發(fā)育時間對比，3齡中期開始脅迫后隨著質(zhì)量濃度升高各組齡期也隨之明顯延長，且每代的A組均與其他處理差異顯著(P<0.05)，A組第1代有的幼蟲處于3齡期長達(dá)23 d，而第2、3代低質(zhì)量濃度處理的部分幼蟲已經(jīng)在停止Bt脅迫末期能蛻皮到達(dá)4齡；從高齡期數(shù)據(jù)可以看出，第1代各處理四齡均比對照長，Bt對幼蟲發(fā)育及蛻皮速度影響明顯，但第2、3代高齡幼蟲已基本與對照無顯著差異(P>0.05)；各世代對比表明，雖然每代齡期比上代有所縮短，但相同處理的每代間發(fā)育時間差異不顯著(P>0.05)。

整個幼蟲歷期的統(tǒng)計結(jié)果表明(圖2)，3種質(zhì)量濃度的BtCry1Ac及轉(zhuǎn)基因‘Pb29’楊均使楊扇舟蛾幼蟲的發(fā)育速度顯著減慢，歷期延長(P< 0.05)，其中對照組的發(fā)育歷期最短，第1代 15.12 d、第2代14.51 d、第3代12.73 d，且每代發(fā)育速度比前一代有少量加快；A組各代歷期分別為29.19、27.13、29.33 d，較對照分別延長 14.07、12.62、16.44 d，從表3可知主要是由于幼蟲長期停留在3齡所致；P組所喂葉片Bt質(zhì)量濃度雖然比C組低，但第1、2代歷期反而比C組長；B組各代歷期為24.47、21.87、14.42 d，第3代有較大縮短，C組每代歷期也均有縮短(24.47、21.87、19.52 d)，但B組第3代與對照無顯著差異(P>0.05)。

表2 不同質(zhì)量濃度Cry1Ac飼養(yǎng)楊扇舟蛾幼蟲 3代的校正存活率Table 2 Corrected survival rate of Clostera anachoreta larvae after they were dieting with different mass concentrations of Cry1Ac toxin for three generations

注：校正存活率=(處理存活率-對照存活率)/(1-對照存活率)×100%。

Note:Corrected survival rate=(Treatment survival rate-Control survival rate)/(1-Control survival rate)×100%.

2.3 不同質(zhì)量濃度Cry1Ac對連續(xù)3代楊扇舟蛾蛹質(zhì)量的影響

由圖3可知，Bt脅迫下第1代幼蟲的蛹質(zhì)量受到嚴(yán)重影響，其隨著Cry1Ac殺蟲蛋白質(zhì)量濃度的升高而出現(xiàn)明顯減輕，對照組的蛹渾圓飽滿，A組與B組的蛹細(xì)小瘦弱，僅有100多 mg，C組與P組較對照也有極大減輕。通過重復(fù)測量方差分析法所得結(jié)果如下。

A組3代蛹質(zhì)量分別為(134.57±12.17) mg、(207.76±11.61) mg和(220.28±18.56) mg，各代蛹質(zhì)量差異具有統(tǒng)計學(xué)意義，F(xiàn)(2,4)=28.861，P= 0.004，偏η2=0.935，第2代蛹質(zhì)量比第1代顯著升高73.190 mg(95%置信區(qū)間：29.373～117.007，P=0.018)，第3代與第2代(P=1.000)、第3代與第1代(P=0.051)差異不顯著。

B組分別為(138.57±13.56) mg、(234.14± 9.53) mg和(403.88±48.73) mg，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義，F(xiàn)(2,4)=72.962，P=0.001，偏η2= 0.973，第2代蛹質(zhì)量比第1代顯著升高95.567 mg(95%置信區(qū)間：38.206～152.927，P= 0.018)，第3代比第1代顯著升高265.310 mg(95%置信區(qū)間：38.802～491.818，P=0.037)，第3代與第2代(P=0.056)差異不顯著。

C組分別為(163.33±15.54) mg、(251.98± 15.55) mg和(294.40±31.98) mg，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義，F(xiàn)(2,4)=37.302，P=0.003，偏η2= 0.949，第2代蛹質(zhì)量比第1代顯著升高88.650 mg(95%置信區(qū)間：42.597～134.703，P= 0.014)，第3代比第1代顯著升高131.073 mg(95%置信區(qū)間：14.155～247.992，P=0.040)，第3代與第2代(P=0.550)差異不顯著。

表3 不同質(zhì)量濃度Cry1Ac飼養(yǎng)楊扇舟蛾3代的齡期Table 3 Instar of Clostera anachoreta larvae dieting with different mass concentrations of Cry1Ac toxin for three generations

P組分別為(176.99±16.51) mg、(269.63± 10.53) mg和(315.11±62.86) mg，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義，F(xiàn)(2,4)=13.456，P=0.017，偏η2= 0.871，第2代蛹質(zhì)量比第1代顯著升高92.633 mg(95%置信區(qū)間：60.920～124.347，P= 0.006)，第3代與第2代(P=0.960)、第3代與第1代(P=0.144)差異不顯著。

CK組分別為(248.06±8.14) mg、(287.90± 12.99) mg和(400.53±32.34) mg，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義，F(xiàn)(2,4)=34.347，P=0.003，偏η2= 0.945，但第2代與第1代(P=0.217)、第3代與第2代(P=0.125)、第3代與第1代(P=0.051)差異均不顯著。

把世代設(shè)為x，各處理平均蛹質(zhì)量設(shè)為y后(圖3)，其線性回歸方程分別為：

A：y=42.853x+101.83，R2=0.856 9

B：y=132.65x-6.444 6，R2=0.974 6

C：y=65.537x+105.5，R2=0.960 2

P：y=69.06x+115.79，R2=0.962 6

CK：y=76.235x+159.69，R2=0.929 4

圖中所列數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差，不同字母表示相同處理的不同世代之間差異顯著(P<0.05，SNK法檢驗)。下同 The data shown in the figure are average±standard deviation.Different letters indicate significant differences among different generations of the same treatment(P<0.05,SNK test).The same below

圖2 楊扇舟蛾幼蟲連續(xù)取食Cry1Ac葉片的3代幼蟲歷期
Fig.2 Laval duration of three successive generationsofClosteraanachoretalarvae dietingwith the leaves of Cry1Ac

可見各組蛹質(zhì)量隨著世代延續(xù)均有升高趨勢且差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，其中A、B、C、P組的第2代比第1代顯著升高(P<0.05)，但第3代比第2代均無顯著性差異(P>0.05)，且CK組各世代間均無差異性(P>0.05)，推測世代對蛹質(zhì)量的影響在逐漸減弱；回歸分析發(fā)現(xiàn)處理與對照間的差距在不斷縮小，A組增幅最小，Bt連續(xù)3代對其化蛹均有較強(qiáng)的抑制效果；而B組中質(zhì)量濃度處理增幅反而最高，從亞致死劑量的B組存活下來的高齡老熟幼蟲有著比CK還要強(qiáng)的營養(yǎng)積累能力；低質(zhì)量濃度C組的蛹質(zhì)量反而低于B組和P組。以上表明即使Cry1Ac對幼蟲前期有較大影響，停止脅迫后存活并發(fā)育到高齡期的幼蟲仍然能夠攝取到足夠的營養(yǎng)完成化蛹，且隨著世代的延續(xù)蛹質(zhì)量也在不斷增加，但不同梯度處理間并沒有線性差異。

圖3 不同質(zhì)量濃度Cry1Ac飼養(yǎng)下 楊扇舟蛾的蛹質(zhì)量Fig.3 Pupal mass of Clostera anachoreta larvae dieting with different mass concentrations of Cry1Ac toxin

2.4 不同質(zhì)量濃度Cry1Ac對連續(xù)3代楊扇舟蛾化蛹率及羽化率的影響

盡管幼蟲化蛹率隨葉片中Cry1Ac殺蟲蛋白質(zhì)量濃度的升高而下降，由于轉(zhuǎn)移至正常葉片上存活下來的高齡幼蟲大部分均能發(fā)育至蛹，而處理組幼蟲死亡導(dǎo)致化蛹基數(shù)有一定減少，所以化蛹率與死亡率趨勢及差異性相似(表4)；羽化率的計算以最終成蛹量為基數(shù)，即羽化的楊扇舟蛾數(shù)占蛹數(shù)的比例，各世代間羽化率隨Cry1Ac質(zhì)量濃度的升高有輕微波動，處理較對照及世代間無顯著差異(P>0.05)。表明即使Cry1Ac殺蟲蛋白對3齡楊扇舟蛾幼蟲脅迫后，其各代幼蟲化蛹之后的羽化過程仍不受影響。

表4 不同質(zhì)量濃度Cry1Ac連續(xù)飼養(yǎng)楊扇 舟蛾3代化蛹率及羽化率的影響Table 4 Pupation and emergence of three successive generations of Clostera anachoreta larvae dieting with different mass concentrations of Cry1Ac toxin

3 討 論

3.1 楊扇舟蛾對Bt的抗性風(fēng)險

通過分析不同質(zhì)量濃度Bt Cry1Ac脅迫對楊扇舟蛾連續(xù)3代存活率、發(fā)育歷期以及蛹質(zhì)量等指標(biāo)的影響，結(jié)果表明，含Bt Cry1Ac殺蟲蛋白的葉片及轉(zhuǎn)基因‘Pb29’楊對3齡楊扇舟蛾有著較強(qiáng)的毒殺作用，高質(zhì)量濃度Bt對低齡幼蟲的致死效果隨著代數(shù)延長沒有明顯減弱，與高寶嘉等[21]的研究一致，也有報道楊扇舟蛾幼蟲取食轉(zhuǎn)基因‘741’楊兩代未產(chǎn)生抗性，且連續(xù)兩代脅迫后第2代死亡率高于第1代[13,22]，由此推測楊扇舟蛾初孵幼蟲很難在轉(zhuǎn)基因楊上完成世代發(fā)育。本研究幼蟲取食Bt葉片后發(fā)育受到抑制，第1代和第2代幼蟲歷期較對照組明顯延長，陳建[9]與張炬紅等[13]也有相似的研究結(jié)論，但停止脅迫后高齡幼蟲齡期基本不受影響，且死亡率降低，耐受性逐漸提高，因此如果取食非轉(zhuǎn)基因楊的高齡幼蟲轉(zhuǎn)移到Bt楊上取食后就有可能存活下來。

蛹質(zhì)量隨Cry1Ac質(zhì)量濃度的升高而顯著下降，同鐘勇等[23]研究結(jié)果相似，但本試驗中蛹質(zhì)量隨著世代延長而穩(wěn)定回升，在亞致死劑量存活下來的老熟幼蟲比低質(zhì)量濃度處理幼蟲有著更強(qiáng)的耐受性，營養(yǎng)積累能力增強(qiáng)，可見低濃度的Bt處理無法激發(fā)幼蟲的響應(yīng)機(jī)制，反而在亞致死劑量脅迫下幼蟲會產(chǎn)生較明顯的適應(yīng)性。結(jié)合上文分析及本試驗中較高的羽化率結(jié)果，由于轉(zhuǎn)基因楊樹對楊扇舟蛾實驗種群深刻的遺傳分化影響[15-16]，野外楊扇舟蛾種群在不同寄主間取食與繁殖的世代延續(xù)過程中，可能會產(chǎn)生對轉(zhuǎn)Bt基因楊樹產(chǎn)生抗性的楊扇舟蛾種群。

此外，本試驗所用‘Pb29’楊中轉(zhuǎn)了Bt和API兩種抗蟲基因，雖然其表達(dá)的Bt質(zhì)量濃度低于1.5 μg/mL，但由于存在API基因，增強(qiáng)了抗蟲效果，進(jìn)而影響取食‘Pb29’楊葉片的幼蟲齡期與發(fā)育歷期。而致死效果不穩(wěn)定可能是由于采取的多年生轉(zhuǎn)基因‘Pb29’楊葉片中Bt表達(dá)量不穩(wěn)定所致。另外處理組歷期縮短除了對Bt的適應(yīng)性逐漸加強(qiáng)的因素，也有可能還受野生楊扇舟蛾在室內(nèi)連續(xù)飼養(yǎng)逐漸馴化及季節(jié)氣候變化的 影響。

3.2 多種高效管理策略的必要性

植物與昆蟲之間是不斷相互選擇、協(xié)同進(jìn)化的[24]。害蟲取食植物過程中，植物能夠產(chǎn)生多種次生性代謝產(chǎn)物影響害蟲的取食行為或生理反應(yīng)來抵御害蟲侵害，害蟲又能通過改變體內(nèi)酶的響應(yīng)機(jī)制等多種途徑不斷地適應(yīng)寄主植物的抗蟲性[25]，甚至食物中可溶性蛋白質(zhì)-可消化碳水化合物的含量都可以降低對Bt毒素的敏感性[26]，因此實施有效和高效的管理策略來控制蟲害爆發(fā)是非常具有挑戰(zhàn)性的，因為它依賴于對害蟲生物學(xué)和生態(tài)學(xué)的全面了解，以及預(yù)測加劇害蟲管理問題的變化趨勢[27]。為了延緩和管理田間害蟲對Bt作物的抗性，世界范圍內(nèi)應(yīng)用較為廣泛的有金字塔植物策略(在同一植物中表達(dá)不同的Cry基因)及高劑量/避難所策略，而自然避難所策略適用于具有高成蟲擴(kuò)散行為的多食性害蟲，對單食性或低分散性害蟲不適用[28]，而本研究中楊扇舟蛾對亞致死劑量的高度耐受性也證明世代種群對轉(zhuǎn)Bt植物抗性累積發(fā)展的風(fēng)險，因此在林業(yè)中開展種群動態(tài)監(jiān)測、金字塔植物及避難所策略等措施，從而防止或延緩Bt抗性昆蟲種群的產(chǎn)生。

4 結(jié) 論

楊扇舟蛾在不同質(zhì)量濃度Bt Cry1Ac及轉(zhuǎn)基因‘Pb29’楊脅迫下連續(xù)3代的發(fā)育指標(biāo)表明，含Bt Cry1Ac殺蟲蛋白的葉片及轉(zhuǎn)基因‘Pb29’楊對3齡楊扇舟蛾有著較強(qiáng)的毒殺作用，幼蟲取食Bt葉片后發(fā)育受到抑制，但隨世代延長對低質(zhì)量濃度Bt及轉(zhuǎn)基因‘Pb29’楊耐受性逐漸提高，且老熟幼蟲齡期不受影響；蛹質(zhì)量隨Cry1Ac質(zhì)量濃度升高顯著下降，但隨著世代延長而穩(wěn)定回升，而在亞致死劑量存活下來的老熟幼蟲比低質(zhì)量濃度處理幼蟲有更明顯的適應(yīng)性，增加楊扇舟蛾對轉(zhuǎn)Bt基因楊樹的抗性風(fēng)險。