Cry1Ca蛋白对二化螟绒茧蜂的安全性评价

来源 :华中农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhouyueying
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转Bt基因抗虫水稻为农业发展和环境治理翻开新篇章,但转基因水稻是否会破坏自然环境,影响原有的生态平衡等环境问题受到广泛关注。在农田环境下,天敌昆虫作为生物控制害虫的重要一环,可以通过捕食靶标昆虫而间接暴露于Bt水稻表达的Bt蛋白,因此Bt水稻是否对其存在影响是对转基因水稻进行安全性评价的重要环节。在进行传统的“转基因水稻—靶标昆虫—寄生性天敌”安全性评估时,由于取食转基因水稻,靶标昆虫的发育发展被抑制,可能会不利于寄生性天敌的生长繁殖,即产生“寄主质量介导效应”,该效应会对安全性评价结果造成偏差。如采用注射Bt蛋白的靶标昆虫血淋巴作为寄生性天敌的暴露环境可以避免以上效应。转基因抗虫水稻T1C-19表达Cry1Ca蛋白,对螟虫类害虫具有良好抗性。二化螟绒茧蜂(Apanteles chilonis)是T1C-19水稻主要靶标害虫二化螟(Chilo suppressalis)的内寄生性天敌和优势寄生蜂。因此,评价Cry1Ca蛋白对二化螟绒茧蜂的安全性具有重要代表性意义。本研究通过两个角度评价了Cry1Ca蛋白对二化螟绒茧蜂重要生命表参数、酶活性的影响:第一,通过显微注射法将Cry1Ca蛋白注射进二化螟血淋巴,以二化螟血淋巴为载体,使二化螟绒茧蜂直接暴露于高剂量的Bt蛋白;第二,基于转基因T1C-19水稻—二化螟—二化螟绒茧蜂的食物链,模拟田间传递的实际情况。结果如下:1.高剂量Cry1Ca蛋白暴露下对二化螟绒茧蜂的安全性评价取食转Cry1C*水稻茎秆三天后,二化螟血淋巴内的Cry1Ca蛋白含量为2.29±0.46 ng/g,该值即为二化螟绒茧蜂的实际暴露量。单头二化螟老熟幼虫注射1.5 ng/n L,1000 n L的Cry1Ca蛋白进入血淋巴后,12天内,Cry1Ca蛋白在二化螟血淋巴内存在降解趋势,但含量始终高于二化螟绒茧蜂实际暴露量的十倍以上;被二化螟绒茧蜂寄生后,Cry1Ca蛋白在二化螟血淋巴内同样存在降解趋势,但第12天时浓度(270.93±41.30 ng/g)仍高于实际暴露量的10倍以上(22.9ng/g),满足建立室内Cry1Ca蛋白对二化螟绒茧蜂安全性评价的Tier-1体系要求。由此建立出Cry1Ca蛋白注射体系。将交配后的二化螟绒茧蜂雌虫接入新注射Cry1Ca蛋白的二化螟4-5龄幼虫,待产卵后移出。观察比较各处理间,二化螟绒茧蜂的生命表参数等差异。结果显示:与阴性对照组BSA相比,高浓度的Cry1Ca蛋白对二化螟绒茧蜂的各阶段发育历期,性比,蛹重、成虫重、繁殖力、雌雄成虫寿命、羽化率及酶活力(t-Pro、SOD、POD、GR)均无显著影响。而阳性对照GNA对二化螟绒茧蜂繁殖力、雌雄成虫寿命、蛹重、成虫重及酶活力(t-Pro、SOD、POD、GR)均有显著影响。2.基于三级营养传递链的转Cry1C*基因水稻对寄生性天敌二化螟绒茧蜂的安全性评价通过T1C-19水稻—二化螟—二化螟绒茧蜂的三级营养传递试验,评价了T1C-19水稻表达的Cry1Ca蛋白对二化螟绒茧蜂的安全性。结果指出,该蜂寄生在连续取食3天T1C-19水稻后的二化螟幼虫上时,蛹期(7.48±0.10 d)显著长于对照,蛹重(4.57±0.16 mg)显著小于对照,且成蜂重量(2.94±0.18 mg)略小于对照组,但未达到显著水平。繁殖力、卵+幼虫历期、雌雄成虫寿命、性比、羽化率等均没有显著性变化。本研究中,三级营养传递研究结果表明Cry1Ca蛋白会经寄主影响到二化螟绒茧蜂的生物学参数,而在高剂量暴露下Cry1Ca蛋白对二化螟绒茧蜂重要生命表参数没有影响,两种研究对二化螟绒茧蜂的影响结果略有不同,验证了寄主质量介导效应的存在,同时也通过高剂量注射的途径,避免了猎物质量介导效应对实验结果的干扰。结果最终表明Cry1Ca蛋白对二化螟绒茧蜂没有负面影响,为T1C-19水稻的安全性评价提供数据参考。
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