趙冬曉，劉 標(biāo)

(1. 環(huán)境保護(hù)部南京環(huán)境科學(xué)研究所，南京 210042;2. 南京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，南京 210023)

棉鈴蟲對轉(zhuǎn)Bt基因棉花的行為反應(yīng)

趙冬曉1,2，劉 標(biāo)1*

(1. 環(huán)境保護(hù)部南京環(huán)境科學(xué)研究所，南京 210042;2. 南京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，南京 210023)

棉鈴蟲Helicoverpaarmigera(Hübner)是轉(zhuǎn)Bt基因棉花(Bt棉)最重要的靶標(biāo)害蟲之一。害蟲對Bt棉的抗性問題是Bt棉產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的最主要威脅。規(guī)避行為可以減少害蟲與Bt棉的接觸而降低生理抗性選擇壓力。在本研究中，通過比較棉鈴蟲對Bt棉與常規(guī)棉的行為反應(yīng)評估了棉鈴蟲對Bt棉的行為規(guī)避能力。產(chǎn)卵選擇結(jié)果顯示，棉鈴蟲成蟲在Bt棉上的落卵量顯著低于常規(guī)棉。幼蟲實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，棉鈴蟲初孵幼蟲在Bt棉植株上的居留時間顯著短于在常規(guī)棉上的居留時間。無選擇條件下，1齡幼蟲在對Bt棉葉的取食空洞數(shù)以及總?cè)∈沉烤@著低于常規(guī)棉葉。綜合以上的結(jié)果，認(rèn)為棉鈴蟲對Bt棉具有一定的行為規(guī)避能力，這可能是延緩棉鈴蟲對Bt棉產(chǎn)生抗性的因素之一。本研究能夠幫助有效地預(yù)測靶標(biāo)害蟲對Bt作物的抗性風(fēng)險。

棉鈴蟲；Bt棉；產(chǎn)卵；取食；規(guī)避

棉鈴蟲Helicoverpaarmigera(Hübner)屬鱗翅目Lepidoptera夜蛾科 Noctuidae鈴夜蛾屬Helicoverpa，是棉田危害最嚴(yán)重的害蟲之一。在中國、美國、澳大利亞、印度以及南非等國廣泛種植的轉(zhuǎn)Bt基因棉花(Bt棉)有效的控制了棉鈴蟲的危害與種群擴(kuò)張，是目前應(yīng)用最普遍、最成功的轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲作物之一(Huangetal., 2001; Zilberman, 2003; Qaim and Wu, 2008; Carpenter, 2010)。然而，長期大面積種植Bt棉增加了棉鈴蟲對Bt棉產(chǎn)生抗性的風(fēng)險(Gould, 1998; Batesetal., 2005; Tabashniketal., 2005)。多年的抗性監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，盡管棉鈴蟲種群中抗性基因頻率隨Bt棉種植時間的延長而有所上升，但目前未見大田Bt棉抗棉鈴蟲失敗的報道(Zhangetal., 2011; Downes and Mahon, 2012; Tabashniketal., 2012; Tabashniketal., 2013)。庇護(hù)所策略的實(shí)施一直被認(rèn)為是棉鈴蟲對Bt棉的抗性還沒有普遍形成的主要原因(Brévaultetal., 2012; Gryspeirt and Grégoire, 2012; Jinetal., 2015)。在我國，特有的小規(guī)模、多樣化種植結(jié)構(gòu)使得與棉花同期種植的玉米、大豆、花生、芝麻等非Bt寄主作物為棉鈴蟲提供了天然庇護(hù)所(Wuetal., 2002; Wu and Guo, 2005)，成為延緩我國棉鈴蟲對Bt棉生理抗性發(fā)展的重要環(huán)境因子(Jinetal., 2015)。

然而，在分析預(yù)測庇護(hù)所作物對延緩靶標(biāo)害蟲生理抗性的作用時，研究者們并沒有考慮到Bt棉的種植可能對靶標(biāo)害蟲寄主選擇行為帶來的影響(Zaluckietal., 2012)。據(jù)報道，害蟲對有毒物質(zhì)的行為規(guī)避能力可以削弱毒物對其產(chǎn)生的選擇壓力，從而延緩生理抗性的演化(Suiter and Gould, 1994; Jallow and Hoy, 2005)。在這種情況下，首先需要回答的問題是靶標(biāo)害蟲能否識別Bt蛋白以及能否通過改變行為方式來減少與Bt蛋白的接觸。余月書等(2003)采用H型嗅覺儀研究發(fā)現(xiàn)，趨向常規(guī)棉葉的棉鈴蟲2齡幼蟲數(shù)量顯著高于趨向Bt棉葉的幼蟲數(shù)，證明了棉鈴蟲幼蟲對Bt棉葉的識別能力。取食選擇研究表明，棉鈴蟲幼蟲能規(guī)避含有Bt蛋白的飼料而取食不含Bt蛋白的飼料(Ashifaqetal., 2001; Singhetal., 2008)。棉鈴蟲幼蟲甚至能夠在含不同濃度Bt蛋白的飼料中選擇取食Bt蛋白濃度較低的飼料(Singhetal., 2008)。這些報道為研究棉鈴蟲對Bt棉的規(guī)避行為提供了重要的線索。

對于鱗翅目昆蟲來說，初孵幼蟲承擔(dān)著能否在植株上“定居”的重要使命，其低齡幼蟲對寄主植物的基因型以及植物產(chǎn)生的次生性物質(zhì)最敏感(Dixetal., 1996; Zaluckietal., 1999; Zaluckietal., 2001)，是研究對寄主植物行為反應(yīng)的最好材料(Zaluckietal., 2002)。成蟲承擔(dān)著種群維持和延續(xù)的重要使命，雌性成蟲規(guī)避環(huán)境中的有害物質(zhì)產(chǎn)卵能夠大大降低其后代受害的可能性(Jallow and Joy, 2005)。在本研究中檢測了棉鈴蟲成蟲對Bt棉與其親本常規(guī)棉的產(chǎn)卵選擇性，探索了棉鈴蟲低齡幼蟲在Bt棉上的覓食取食行為，并從棉鈴蟲對Bt棉抗性演化的角度對研究結(jié)果進(jìn)行了分析討論。

1 材料與方法

1.1 供試材料

1.1.1 棉花

供試棉花品種是來自于中國農(nóng)科院棉花研究所的轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲棉中30(Bt棉)及其親本常規(guī)棉中16(CK棉)。兩種棉花分別于溫室內(nèi)栽培，待棉花生長至7葉期，挑選株高相似的棉花開展實(shí)驗(yàn)。

1.1.2 棉鈴蟲

2014年7月從江蘇鹽城棉花種植區(qū)隨機(jī)采集二代棉鈴蟲卵，在室內(nèi)用人工飼料飼養(yǎng)一代。飼養(yǎng)條件為溫度27℃±1℃，光周期為15 L ∶9 D，相對濕度為75%。

1.2 檢測棉花中的Bt蛋白

為了避免因棉花混種引起的實(shí)驗(yàn)誤差，用CrylAb/CrylAc試劑盒(EnviroLogix, Portland, USA)對實(shí)驗(yàn)中所用到的棉苗進(jìn)行了Bt蛋白檢測，具體步驟如下：

(1)樣品的采集與處理：選取七葉期從頂端數(shù)第一片完全初展開的頂葉，用1.5 mL離心管蓋扣下一片圓形棉葉，蓋上蓋子后將離心管置于液氮中，然后用研磨棒將所取葉片研磨均勻，隨后加入250 μL蛋白提取液(試劑盒中自帶)。(2)點(diǎn)樣：依次點(diǎn)入Cry1Ab/Cry1Ac標(biāo)準(zhǔn)(4 ng/mL, 2 ng/mL, 0.5 ng/mL)、陽性對照、空白對照以及待測樣品，50 μL每孔，每孔兩次重復(fù)。(3)室溫下放置15 min，可以在搖床上進(jìn)行。(4)加 Enzyme Conjugate(酶交連物)，50 μL/孔。(5)室溫下放置1-2 h，可在搖床上進(jìn)行。(6)洗板，250 μL的洗脫液(試劑盒中自帶)洗滌后快速甩板，6-7次，2 min/次，洗滌后要在吸水紙上輕磕。(7)加Substrate(顯色底物)，100 μL/孔。(8)室溫放置30 min，在搖床上使其充分反應(yīng)。(9)加終止液100 μL/孔，以終止顯色反應(yīng)。(10)450 nm 處測量其 OD 值。

本研究中所用的Bt棉均為OD值為“overflow”的個體，CK棉為OD值與陰性對照OD值的比值小于1.5的個體。

1.3 棉鈴蟲成蟲對Bt棉和CK棉的產(chǎn)卵選擇性

在溫室罩籠(2 m×2 m×2 m)內(nèi)檢驗(yàn)了棉鈴蟲成蟲對Bt棉與CK棉的產(chǎn)卵選擇性。罩籠內(nèi)放入事先已檢測過Bt蛋白的現(xiàn)蕾期Bt棉和CK棉各8株，按4×4格式擺放，Bt棉與CK棉各占兩列。傍晚向籠內(nèi)釋放羽化24-48 h、未交配過的雌蟲8頭、雄蟲10頭。放蟲后的第2 天起，連續(xù)3 d統(tǒng)計每株棉花上的卵量。實(shí)驗(yàn)同時設(shè)置3個重復(fù)罩籠，每個罩籠內(nèi)Bt棉和CK棉放置的位置各不相同，以排除兩種棉花放置方位對棉鈴蟲產(chǎn)卵選擇可能帶來的影響。

1.4 初孵幼蟲在Bt棉株和CK棉株上的居留時間比較

選取7-8葉期的Bt棉株和CK棉株各3株，株高平均為(27.58±2.12)cm以排除植株高度差異過大對實(shí)驗(yàn)的影響。將孵化24 h內(nèi)的初孵幼蟲接到棉株頂端處于同一水平面的2-3片葉片上，每隔2 h統(tǒng)計棉株上剩余的蟲數(shù)，以計算初孵幼蟲在Bt棉和CK棉株上的居留曲線。實(shí)驗(yàn)設(shè)3個接蟲密度，分別為15頭/株、25頭/株、35頭/株，每個密度設(shè)置3個重復(fù)。為了排除初孵幼蟲取食Bt棉葉死亡造成的實(shí)驗(yàn)誤差，統(tǒng)計了接蟲后12 h內(nèi)植株上蟲數(shù)的動態(tài)變化情況。用SPSS 17.0軟件，在Kaplan Meier 中進(jìn)行l(wèi)og-rank檢驗(yàn)，分析初孵幼蟲在Bt棉和CK棉株上的居留曲線差異是否顯著。

1.5 1齡幼蟲對Bt棉葉和CK棉葉的取食量比較

鑒于1齡幼蟲取食量相對較大，對Bt蛋白敏感性高，對1齡幼蟲喂食Bt棉與CK棉兩種棉葉。將處于植株相同位置的Bt棉與CK棉的葉片取下，剪成2 cm×2 cm的正方形，置于培養(yǎng)皿中央。1齡幼蟲饑餓處理4 h后單頭置于裝有葉片的培養(yǎng)皿內(nèi)，蓋上蓋子。Bt組和CK組均設(shè)置15個重復(fù)，實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。由于低齡幼蟲的趨光性較強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)中所有培養(yǎng)皿用遮光布包好，以排除光照的影響。

每隔4 h對取食過的葉片與正方形坐標(biāo)紙(1 cm×1 cm)置于同一平面上進(jìn)行拍照記錄1次，所得照片用Photoshop軟件處理。用“磁性套索”或者“魔棒”工具選取被取食的小孔，然后打開菜單中“圖像”，選取“直方圖”選項，記錄顯示參數(shù)中的“像素”數(shù)值。用軟件中“多邊形套索”工具選取坐標(biāo)紙區(qū)域，記錄選區(qū)“像素”數(shù)值，作為計算系數(shù)。

取食孔面積(cm2)=取食孔像素點(diǎn)數(shù)/坐標(biāo)紙像素點(diǎn)數(shù)。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

用SPSS 21.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，均值的多重比較用Turkey氏檢驗(yàn)，棉鈴蟲幼蟲分別在Bt棉與CK棉上所得到的兩獨(dú)立樣本均數(shù)之間的差異比較采用t檢驗(yàn)。在進(jìn)行ANOVA分析前，對取食面積、取食孔數(shù)以及平均取食孔面積進(jìn)行自然對數(shù)(ln)轉(zhuǎn)換，從而保證數(shù)據(jù)為正態(tài)分布以及等方差。棉鈴蟲初孵幼蟲的居留曲線比較則通過SPSS軟件的Kaplan-Meier方法以及l(fā)og-rank test進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 棉鈴蟲成蟲對Bt棉與CK棉的產(chǎn)卵選擇

在溫室內(nèi)，對雌雄配對后前3 d的產(chǎn)卵量進(jìn)行了連續(xù)統(tǒng)計(圖1)。第1、2、3 天在Bt棉上的平均卵量分別為(2.57±0.89)、(4.00±1.69)、(6.42±2.17)；CK棉上的平均卵量分別為(9.25±1.25)、(20.08±3.69)、(27.75±4.96)。統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，每一天的CK棉上的卵量均顯著高于Bt棉上的卵量(P<0.001, T-test)。

2.2 棉鈴蟲初孵幼蟲在Bt棉株和CK棉株上的居留時間比較

為了探索Bt蛋白的表達(dá)對初孵幼蟲在棉株上居留時間的影響，在15頭/株、25頭/株、35頭/株 3個密度下分別統(tǒng)計了7-8葉期Bt棉株和CK棉株上初孵幼蟲的居留時間。統(tǒng)計分析結(jié)果顯示，當(dāng)密度為15頭/株時，初孵幼蟲在Bt棉株上的平均居留時間為(6.00±0.49)h，而在CK棉株的時間為(8.40±0.59)h(χ2=13.504,P<0.001)(圖2 A)；當(dāng)密度為25頭/株時，在Bt棉株上的平均居留時間為(5.7±0.49)h，在CK棉株上的平均居留時間為(8.15±0.44)h(χ2=11.858,P=0.001)(圖2B)；當(dāng)密度為35頭/株時，在Bt棉株上的平均居留時間為(6.83±0.37)h，在CK棉株上的平均居留時間為(9.11±0.26)h(χ2=13.988,P<0.001)(圖2C)。綜上，在3種密度下，Bt棉株與CK棉株上的幼蟲居留曲線均具有顯著差異，且居留曲線之間的差異與植株上的幼蟲密度無關(guān)(two-way ANOVA,P=0.061)。

2.3 棉鈴蟲1齡幼蟲在Bt棉葉與CK棉葉上的取食行為比較

連續(xù)測定了5次即5個時刻的取食葉面積與取食孔數(shù)，并計算出每個觀察時刻的取食孔的平均面積，分別對Bt棉葉與CK棉葉的這3個指標(biāo)進(jìn)行了比較。從取食葉面積來看，在22 h以內(nèi)，對兩種棉葉的取食面積均出現(xiàn)了顯著的增加(P<0.05, Tukey HSD test)。其中，幼蟲在CK棉葉上的取食面積從6 h的(4.38±0.28)mm2增加到了22 h的(16.52±1.69)mm2；在Bt棉葉上，取食面積從6 h的(0.43±0.11)mm2增加到了22 h的(1.86±0.52) mm2。在每一個時刻均出現(xiàn)了Bt棉葉取食量顯著低于CK棉葉的現(xiàn)象(P<0.001,T-test)(圖3A)。取食孔數(shù)與取食面積隨時間的變化規(guī)律相似，在22 h內(nèi)，CK棉葉與Bt棉葉的取食孔數(shù)均顯著增加(P<0.05, Tukey HSD test)。從6 h到22 h，幼蟲在CK棉葉與Bt棉葉上的取食孔數(shù)分別從(16.00±1.70)和(2.80±0.57)增加到了(30.50±1.15)和(10.88±1.49)。每一個時刻Bt棉葉上的取食孔數(shù)均顯著低于CK棉葉(P<0.001,T-test)(圖3 B)。分析兩種棉葉上每個時刻的平均孔面積發(fā)現(xiàn)，除最初的2 h外，其余時刻CK棉葉的平均孔面積均高于Bt棉葉(P<0.001)。但是兩種棉葉的平均孔面積隨時間的變化規(guī)律完全不同。CK棉葉的平均孔面積隨時間的延長而顯著增加(P<0.001,Tukey HSD test)，而Bt棉葉的平均孔面積在整個觀察期內(nèi)始終保持在一個相對穩(wěn)定的水平上，沒有出現(xiàn)顯著的增加或減少(圖3C;P=0.418,Tukey HSD test)。

圖2 3個蟲密度下棉鈴蟲初孵幼蟲在Bt棉株與CK棉株上的居留曲線Fig.2 Residence curves of Helicoverpa armigera neonates on Bt and CK cotton plants under three initial neonate densities注：A,15頭/株; B, 25頭/株; C, 35頭/株。Note:A, 15 per plant; B, 25 per plant; C, 35 per plant.

圖3 1齡幼蟲在Bt棉葉與CK棉葉上的取食行為Fig.3 Feeding behavior of 1st instar larval of Helicoverpa armigera on Bt and CK cotton leaves注：A,取食孔洞的總面積; B,取食孔數(shù); C,取食孔洞的平均面積。Note:A, total consumed leaf area; B, number of consumed patches on leaves; C, mean area of each consumed patch.

3 結(jié)論與討論

雌蟲的產(chǎn)卵位置即是幼蟲的孵化位置，是初孵幼蟲需要面對的首個生存環(huán)境。由于初孵幼蟲的活動能力非常有限，此位置也將是其最初生長發(fā)育的場所(Renwick and Chew, 1994; Scoble, 1995; Patricellietal., 2011)。所以，雌蟲產(chǎn)卵選擇對后代的長期生存率具有重要的影響。本研究發(fā)現(xiàn)棉鈴蟲成蟲能夠規(guī)避Bt棉而顯著偏好在常規(guī)棉上產(chǎn)卵。Jongsma等(2010)利用模型預(yù)測結(jié)果顯示，靶標(biāo)害蟲規(guī)避Bt作物產(chǎn)卵將顯著延緩靶標(biāo)害蟲對Bt作物生理抗性的進(jìn)化。具體說來，如果在同一個種群中，存活下來的個體均為具有規(guī)避Bt作物產(chǎn)卵的成蟲后代，那么誘導(dǎo)產(chǎn)生這種規(guī)避行為能力的選擇壓力將逐代增強(qiáng)。進(jìn)一步分析，如果規(guī)避產(chǎn)卵行為的產(chǎn)生早于生理抗性，那么生理抗性選擇壓力將非常微弱，進(jìn)而延緩生理抗性的演化速率。

根據(jù)鱗翅目幼蟲的覓食原則，如果幼蟲在搜尋過程中發(fā)現(xiàn)適宜之地，它將選擇“定居”在此地取食。反之，如果取食寄主具有含有毒素等不適宜條件，幼蟲將繼續(xù)前行搜尋適宜的取食之地(Khanetal., 1996; Harrisetal., 1997; Foster and Howard, 1999; Parker and Luttrell, 1999; Zaluckietal., 2002)。Parker等(1999)報道，大田條件下煙蚜夜蛾的初孵幼蟲在抗蟲棉株上比在常規(guī)棉株上更加活躍。Yang等(2008)通過對植株上棉鈴蟲初孵幼蟲的定位，發(fā)現(xiàn)Bt棉上的棉鈴蟲初孵幼蟲規(guī)避Bt蛋白表達(dá)量高的頂端嫩葉而偏好居留在Bt蛋白表達(dá)量相對較低的中下部老葉。Zhang等(2004)發(fā)現(xiàn)棉鈴蟲5齡幼蟲在抗蟲棉葉以及棉鈴上的運(yùn)動時間顯著高于其在常規(guī)棉葉上的運(yùn)動時間。在本研究中也發(fā)現(xiàn)了類似的現(xiàn)象。不同密度下，棉鈴蟲初孵幼蟲在Bt棉株與常規(guī)棉株的逃離曲線比較顯示，在Bt棉植株上的居留時間顯著低于在常規(guī)棉上的居留時間。這說明Bt棉促進(jìn)了棉鈴蟲初孵幼蟲的運(yùn)動，且是以離開Bt棉株的方向運(yùn)動。由此本研究推測，在非選擇條件下，棉鈴蟲初孵幼蟲仍對Bt棉具有抗拒能力。

前人研究表明，同等時間內(nèi)，棉鈴蟲幼蟲對Bt棉葉的消耗量顯著低于對常規(guī)棉葉的消耗(Zhangetal., 2004; Menetal., 2005)。在此基礎(chǔ)上，本研究對棉鈴蟲幼蟲對Bt棉葉與常規(guī)棉葉的取食過程進(jìn)行了時空跟蹤觀察分析。取食孔數(shù)的增加可以說明幼蟲通過移動位置來增加取食量，而孔平均面積的變化代表幼蟲是否會在同一個位置持續(xù)取食，或者是否會再次回到原先的位置繼續(xù)取食。結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果可推測，對于常規(guī)棉葉上的幼蟲來說，通過增加取食位置以及對同一位置持續(xù)或多次取食兩種方式雙管齊下來完成取食行為。而對于Bt棉葉上的幼蟲來說，隨著時間的推移，其取食孔數(shù)持續(xù)增加，而孔平均面積卻沒有顯著的變化。這說明，幼蟲取食Bt棉葉時在不斷的更換取食位置，且對嘗試過的位置不持續(xù)或反復(fù)取食。換言之，1齡幼蟲對Bt棉葉的具有“淺嘗輒止”的拒食行為。綜合這部分結(jié)果，可推測，棉鈴蟲1齡幼蟲在常規(guī)棉葉上能夠穩(wěn)定在不同的位置持續(xù)或反復(fù)取食，而在Bt棉上卻一直處于搜尋適宜取食之地的路上。

綜合以上的研究結(jié)果，盡管棉花是棉鈴蟲的最適寄主之一，但是Bt抗蟲基因的導(dǎo)入使得棉花不但沒有更加吸引棉鈴蟲，反而使棉鈴蟲產(chǎn)生了遠(yuǎn)離、規(guī)避的行為，偏好寄主轉(zhuǎn)變?yōu)橄葳遄魑铩皊ink crop”( Zaluckietal., 2012)。在環(huán)境中的自然或人工毒素的誘導(dǎo)下，昆蟲進(jìn)化出的抗性包括使其能夠承受高濃度毒素的生理抗性和使其主動規(guī)避毒素的行為抗性(Jallow and Joy, 2005)。對于抗性的研究，大多數(shù)集中在昆蟲取食含有毒素的食物而引起的生理抗性上，而對行為抗性的研究相對較少(Kongmeeetal., 2004)。行為抗性使昆蟲通過減少與毒素的接觸而削弱毒素的選擇壓力，從而延緩生理抗性的演化速率(Suiter and Gould, 1994; Jallow and Hoy, 2005)。由此可以推斷，對Bt棉的規(guī)避行為能夠在一定程度上削減Bt棉對棉鈴蟲幼蟲的選擇壓力，這也成為延緩棉鈴蟲對Bt棉生理抗性演化的主要原因之一。本研究為棉鈴蟲等重要的靶標(biāo)害蟲對Bt棉的行為抗性提供了重要的線索依據(jù)，也證明了棉鈴蟲對Bt棉的抗性問題是涉及生理與行為兩個方面的復(fù)雜過程。

害蟲的有效防治應(yīng)該服從于多變的環(huán)境帶來的自然選擇與進(jìn)化方向(Hendryetal., 2011;Thralletal., 2011)。棉鈴蟲在大田條件下可產(chǎn)卵、取食的寄主范圍非常廣泛，僅江蘇省內(nèi)調(diào)查已發(fā)現(xiàn)其寄主分屬24個科，包括60種栽培植物以及34種野生植物(柏立新等，1997)。然而，Bt棉大面積推廣種植20年后的今天，棉花是否仍為棉鈴蟲的首選或偏好寄主仍無系統(tǒng)的研究和明確的定論。因此，進(jìn)一步系統(tǒng)地開展棉鈴蟲對Bt棉以及非Bt寄主作物的選擇行為研究有助于全面認(rèn)識棉鈴蟲對Bt棉的抗性風(fēng)險問題。行為與生理方面的結(jié)論有機(jī)結(jié)合，將對合理的抗性預(yù)測與管理、全面掌握棉鈴蟲與Bt棉的協(xié)同進(jìn)化關(guān)系具有重要的指導(dǎo)意義，對于保障我國Bt棉產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展也具有極其重要的意義。

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Behavioral responses ofHelicoverpaarmigera(Hübner)larvae to transgenic Bt cotton

ZHAO Dong-Xiao1,2, LIU Biao1*

(1. Nanjing Institute of Environmental Sciences, Ministry of Environmental Protection, Nanjing 210042, China;2. College of Life Science, Nanjing University, Nanjing 210023, China)

Helicoverpaarmigera(Hübner)is one of the most important target pests of transgenic Bt cotton. The evolution of resistance by pests is the main threat to the continued success of Bt cotton. Behavioral avoidance might lead to reduce exposure to Bt cotton and minimize selection for physiological resistance. In this study, we determined if behavioral avoidance against Bt cotton present inH.armigeraby comparing its behavioral responses to Bt and non-Bt cottons. The oviposition choice experiment showed that the number of eggs on Bt cotton plants were significantly lower than on non-Bt cotton plants. The results of larvae test indicated that the residence time ofH.armigeraneonates on Bt cotton plants was much shorter than that on conventional cotton plants. Under no-choice conditions, both the number of consumed holes and the total consumed leaf area of first instars on Bt leaves were significantly less than those of first instars on non-Bt leaves. According to the results, we conclude thatH.armigeralarvae exhibit behavioral avoidance to Bt cotton, providing important insights into one possible mechanism underlying the durability of Bt cotton resistance. This study may be useful for improving strategies predicting the risk of pest resistance to Bt crops.

Helicoverpaarmigera; Bt cotton; oviposition; feeding; avoidance

轉(zhuǎn)基因生物新品種培育重大專項之“自然生態(tài)風(fēng)險監(jiān)測與控制技術(shù)”重大課題(2016ZX08012-005)；公益性環(huán)?？蒲袑ｍ椪n題(201509044)；中國博士后科學(xué)基金(2015M571664)

趙冬曉，女，1985年生，博士研究生，研究方向?yàn)檗D(zhuǎn)基因生物安全，E-mail: dxnau@126.com

*通信作者Author for correspondence, E-mail: liubiao@nies.org

Received：2016-01-05；接受日期Accepted：2016-04-15

Q968.1；S433

A

1674-0858(2017)01-0152-08

趙冬曉，劉標(biāo).棉鈴蟲對轉(zhuǎn)Bt基因棉花的行為反應(yīng)[J].環(huán)境昆蟲學(xué)報，2017,39(1):152-159.