馬 月，劉 娜，謝彥博，梁晉剛，李飛武*

（1.吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，長春 130033；2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部科技發(fā)展中心，北京 100176）

玉米是我國最重要的糧食作物之一，2020年播種面積達6.2億畝，占全國糧食作物總面積的35.3%，占世界玉米種植總面積的20.4%；我國玉米總產(chǎn)占糧食總產(chǎn)量的39%，占世界玉米產(chǎn)量的22.4%[1]。因此，玉米生產(chǎn)在保障我國糧食安全方面占據(jù)極其重要的地位。亞洲玉米螟Ostrinia furnacalis、棉鈴蟲Helicoverpaarmigera、粘蟲Mythimna seperata等鱗翅目害蟲是制約玉米生產(chǎn)的一個重要因素，常年發(fā)生面積2000萬hm2以上，每年可造成玉米減產(chǎn)10%以上，重發(fā)年份產(chǎn)量損失達50%以上，草地貪夜蛾Spodoptera frugiperda已經(jīng)入侵我國南方玉米區(qū)并逐年北擴，嚴(yán)重影響我國玉米生產(chǎn)[2]。

從害蟲防治技術(shù)的成效來看，化學(xué)防治易產(chǎn)生抗藥性且對環(huán)境不夠友好，生物防治見效較慢，由于玉米種質(zhì)資源中缺少抗鱗翅目害蟲的遺傳資源，利用常規(guī)育種技術(shù)也很難突破。轉(zhuǎn)基因抗蟲玉米的誕生為控制玉米害蟲開辟了新途徑[3]。自1996年首例轉(zhuǎn)基因抗蟲玉米商業(yè)化種植以來，抗蟲性成為轉(zhuǎn)基因玉米研發(fā)最重要的性狀之一，2019年抗蟲轉(zhuǎn)基因玉米在全球種植了5590萬hm2，占轉(zhuǎn)基因玉米面積（6090萬hm2）的91.8%[4]，截至2022年5月，全球共有119個具有抗蟲性狀的轉(zhuǎn)基因玉米轉(zhuǎn)化體獲得商業(yè)化應(yīng)用許可，占獲批玉米轉(zhuǎn)化體的78.3%[5]。2019年以來，我國發(fā)放了11個轉(zhuǎn)基因玉米生產(chǎn)應(yīng)用安全證書，其中8個包含抗蟲性狀，另外3個作為抗蟲玉米的庇護所材料[6]。

轉(zhuǎn)基因抗蟲玉米在為人類帶來諸多利益的同時，也可能存在一些潛在的生態(tài)風(fēng)險，如基因漂移、雜草化、對農(nóng)田生物多樣性造成影響等，特別是對非靶標(biāo)節(jié)肢動物生長發(fā)育及其田間種群多樣性的影響一直是抗蟲玉米環(huán)境安全評價研究的重點[7]。為加強轉(zhuǎn)基因生物安全管理，保障轉(zhuǎn)基因技術(shù)有序發(fā)展，我國制定了一系列嚴(yán)格的法律法規(guī)、政策文件、評價指南和檢測標(biāo)準(zhǔn)，對轉(zhuǎn)基因作物環(huán)境釋放進行嚴(yán)格監(jiān)管。其中，對農(nóng)田生物及其種群多樣性影響的檢測評價是轉(zhuǎn)基因作物環(huán)境安全評價體系中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。本文重點圍繞轉(zhuǎn)基因抗鱗翅目害蟲玉米，介紹了抗蟲玉米對靶標(biāo)害蟲及非靶標(biāo)生物多樣性影響的研究進展。

1 對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)節(jié)肢動物多樣性的研究方法

1.1 對靶標(biāo)害蟲及特定非靶標(biāo)生物的研究方法

1.1.1 田間原位試驗 田間原位試驗?zāi)苷鎸嵎从侈D(zhuǎn)基因抗蟲玉米推廣后對靶標(biāo)害蟲的控制效果和對非靶標(biāo)生物的影響程度，主要包括人工接蟲法和自然觀察法。人工接蟲法是通過小區(qū)試驗人為增加蟲口密度和蟲害選擇壓，鑒定抗蟲玉米對靶標(biāo)害蟲的田間抗性，對玉米螟、粘蟲、棉鈴蟲等鱗翅目靶標(biāo)害蟲通常在玉米蟲害發(fā)生的關(guān)鍵時期（如心葉期、吐絲期）進行人工接蟲，接蟲2～3周后調(diào)查玉米被害情況。心葉期接蟲主要調(diào)查葉片被取食情況，吐絲期接蟲主要調(diào)查雌穗被害程度以及植株被害情況（如蛀孔數(shù)量、蛀孔隧道長度等），從而判定抗蟲玉米對各種靶標(biāo)害蟲的抗性水平。人工接蟲法受氣象因素影響較大，接蟲時遇高溫、大雨等均會影響接蟲效果，一般需間隔3～7 d重復(fù)接蟲，以確保鑒定結(jié)果準(zhǔn)確[8]。

自然觀察法是在不施加人為選擇壓的自然條件下，調(diào)查靶標(biāo)害蟲發(fā)生情況及對玉米植株的為害情況，以及非靶標(biāo)生物的種群發(fā)生情況，進而評估轉(zhuǎn)基因抗蟲玉米的田間防控效果，探究非靶標(biāo)生物的生態(tài)功能、種群動態(tài)等是否受到抗蟲玉米的影響[9,10]。

1.1.2 室內(nèi)生測試驗 與田間原位試驗相比，室內(nèi)生物測定能在更加精確可控的條件下鑒定抗蟲玉米對靶標(biāo)和非靶標(biāo)生物的生長發(fā)育影響，且不受天氣影響。對鱗翅目靶標(biāo)害蟲的室內(nèi)生測，通常以心葉期的心葉、吐絲期的未授粉花絲、灌漿期的籽粒為試驗材料，飼喂靶標(biāo)害蟲的初孵幼蟲，依據(jù)受試害蟲存活率判定抗蟲玉米的抗性水平。

除了測定靶標(biāo)害蟲抗性，室內(nèi)生測方法還是評估轉(zhuǎn)基因抗蟲玉米對傳粉昆蟲、捕食性或寄生性天敵、植食性昆蟲、土壤中扮演分解者角色的節(jié)肢動物等非靶標(biāo)生物影響的優(yōu)選手段，這些物種一方面具有不同生態(tài)功能，另一方面在自然條件下會暴露于抗蟲玉米表達的殺蟲蛋白且有可能受該蛋白影響[7]。以殺蟲蛋白或抗蟲植物組織器官飼喂龜紋瓢蟲Propylea japonica、草蛉、二斑葉螨Tetranychus urticae等非靶標(biāo)生物的室內(nèi)生測方法已形成一系列國家標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用于轉(zhuǎn)基因抗蟲玉米的環(huán)境安全評價[11-13]。

1.2 對玉米田節(jié)肢動物多樣性的研究方法

節(jié)肢動物作為農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，對維持農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定起著至關(guān)重要的作用。按照現(xiàn)行有效的國家標(biāo)準(zhǔn)，轉(zhuǎn)基因抗蟲玉米對田間地上節(jié)肢動物多樣性影響的調(diào)查研究方法主要有3種：直接觀察法、吸蟲器法、陷阱法。直接觀察法由調(diào)查人員在田間現(xiàn)場通過肉眼觀察玉米植株及其地面各種節(jié)肢動物的數(shù)量、種類和發(fā)育階段，其技術(shù)要點是需快速記錄活潑易動的昆蟲和蜘蛛的種類及數(shù)量；吸蟲器法通過借助吸蟲器的吸力，抽取玉米全株及其地面1 m2范圍內(nèi)的所有節(jié)肢動物，帶回室內(nèi)分類鑒定；陷阱法通過在試驗小區(qū)內(nèi)埋設(shè)裝有洗滌劑水的塑料杯，調(diào)查杯中收集到的節(jié)肢動物種類和數(shù)量。依據(jù)調(diào)查到的節(jié)肢動物種類及其數(shù)量，計算群落多樣性指數(shù)、均勻性指數(shù)和優(yōu)勢集中性指數(shù)3個指標(biāo)，進而分析抗蟲玉米對田間節(jié)肢動物多樣性的影響。從近20年的環(huán)境安全檢測實踐來看，上述3種節(jié)肢動物多樣性調(diào)查方法各有優(yōu)缺點（表1），為增加試驗結(jié)果的可靠性，通常會選用兩種或兩種以上的調(diào)查方法。

表1 三種調(diào)查方法的優(yōu)缺點Table 1 Advantages and disadvantages of the three survey methods

2 抗蟲玉米對生物多樣性的影響

2.1 對靶標(biāo)害蟲抗蟲性的有效性評價

2.1.1 試驗條件下對靶標(biāo)害蟲抗性效果顯著 目前，轉(zhuǎn)基因抗蟲玉米中應(yīng)用頻次最高的抗蟲基因主要源于蘇云金芽胞桿菌（Bacillus thuringiensis，Bt）[14]。轉(zhuǎn)Bt基因玉米因其能夠高效表達殺蟲蛋白，精準(zhǔn)、快速殺死靶標(biāo)害蟲，而受到了廣大種植者的歡迎[15]?？瓜x性評價是抗蟲玉米研發(fā)與應(yīng)用中的必要環(huán)節(jié)，通常采用田間人工接蟲與室內(nèi)生測相結(jié)合的方法進行綜合評估。

通過室內(nèi)生測和田間接蟲試驗評價Bt玉米MON810對亞洲玉米螟的抗蟲性，結(jié)果顯示Bt玉米對亞洲玉米螟達到高抗，具有控制一代和二代亞洲玉米螟的潛力[16]。采用同樣的方法測試我國自主研發(fā)的轉(zhuǎn)基因抗蟲玉米的靶標(biāo)害蟲抗性，結(jié)果顯示，GAB-3玉米（表達Cry1Ab和Cry2Ab蛋白）對粘蟲、亞洲玉米螟、棉鈴蟲、草地貪夜蛾都有著很好的殺蟲效果[17]；瑞豐 125（Cry1Ab/Cry2Aj）、DBN9936（Cry1Ab）和 DBN9978（Cry1Ab）對亞洲玉米螟有很高的殺蟲活性和田間防控效果[18]。

2.1.2 自然條件下主要鱗翅目害蟲種群顯著下降 與人工接蟲的方法相比，在自然條件下的抗蟲性評價能夠客觀地反映出在實際生產(chǎn)中轉(zhuǎn)基因抗蟲玉米對靶標(biāo)害蟲的抗性水平。在多個試驗地點發(fā)現(xiàn)，自然條件下Bt玉米DBN9936處理中的玉米螟、棉鈴蟲等鱗翅目害蟲數(shù)量明顯少于對照處理，Bt玉米穗部和莖稈遭受害蟲為害程度都顯著低于非Bt玉米，對靶標(biāo)害蟲表現(xiàn)出很好的田間抗性[19,20]。在雙抗12-5、HGK60等其他國產(chǎn)轉(zhuǎn)基因抗蟲玉米成熟期，通過剖穗、剖桿調(diào)查也得到了相似的自然條件下的抗性結(jié)果[21,22]。

國外產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的教訓(xùn)表明，若抗蟲玉米對靶標(biāo)害蟲的殺蟲效果未達到高抗水平，在田間可能很快產(chǎn)生抗性[23]。因此，為延緩靶標(biāo)害蟲抗性產(chǎn)生、保障轉(zhuǎn)基因抗蟲產(chǎn)品的可持續(xù)發(fā)展，需要在品種推廣前通過抗蟲性研究篩選出高抗品種，并在推廣后持續(xù)進行抗性監(jiān)測，并因地制宜采取有效的抗性治理措施[24,25]。

2.2 對非靶標(biāo)節(jié)肢動物的影響

2.2.1 天敵昆蟲 瓢蟲和草蛉是玉米田間常見天敵昆蟲，它們可通過取食Bt玉米花粉或捕食以Bt玉米為食的害蟲，從而暴露于殺蟲蛋白中。早期一些研究都是通過這樣的二級營養(yǎng)關(guān)系或三級營養(yǎng)關(guān)系來探究抗蟲玉米對瓢蟲、草蛉生長發(fā)育的影響，近些年，有學(xué)者認(rèn)為通過Tier-1試驗得到的研究結(jié)果更加可靠[26]。

將Cry1Ab、Cry1Ac、Cry2Aa、Cry1Ah、Cry1F等不同殺蟲蛋白混入人工飼料中，研究Bt蛋白對日本通草蛉Chrysoperla nipponensis、大草蛉Chrysopa pallens幼蟲生長發(fā)育的影響，均未發(fā)現(xiàn)這些殺蟲蛋白對草蛉存活率、化蛹率、幼蟲發(fā)育時間、成蟲羽化率等造成不利影響[27,28]；Cry2Ab蛋白對不同齡期龜紋瓢蟲的影響研究顯示，與添加蔗糖的對照相比，其發(fā)育歷期、雌雄比、體質(zhì)量等均無明顯差異[29]。也有研究人員采用田間觀察法調(diào)查抗蟲玉米種植對天敵昆蟲種群的影響，發(fā)現(xiàn)抗蟲玉米HGK60及其對照田間的瓢甲科和草蛉科種群發(fā)生較為一致，僅極個別調(diào)查時期抗蟲玉米與對照存在差異[22]。本實驗室通過對瑞豐125、DBN9936、MON89034等抗蟲玉米的多樣性研究發(fā)現(xiàn)，瓢蟲和草蛉在轉(zhuǎn)基因玉米田中的發(fā)生情況與對照玉米田相比，無論是數(shù)量還是發(fā)生趨勢基本保持一致，兩者均在玉米生長中后期數(shù)量達到峰值，沒有表現(xiàn)出顯著差異。

2.2.2 傳粉昆蟲 蜜蜂是農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中常見的傳粉昆蟲，也是重要的經(jīng)濟昆蟲，主要以作物的花粉、花蜜等為食。而Bt殺蟲蛋白在花粉中可以表達，蜜蜂在采集、取食花粉的過程中就會直接攝取殺蟲蛋白，因此，蜜蜂是抗蟲玉米環(huán)境安全評價的重要指示物種[30]。

Malone等[31,32]持續(xù)探究了Cry1Ba蛋白對西方蜜蜂Apis mellifera成蟲的影響，結(jié)果表明，取食混入Cry1Ba蛋白的花粉對蜜蜂存活率、壽命及食物消耗速度均無明顯變化。在實驗室和田間條件下研究Bt玉米花粉對蜜蜂生長發(fā)育的影響，發(fā)現(xiàn)在實驗室處理35 d后Bt玉米花粉對蜜蜂的體質(zhì)量和存活，在田間處理28 d后Bt玉米花粉對蜜蜂體質(zhì)量、覓食能力和種群發(fā)展等沒有不利影響[33]。為更深入了解殺蟲蛋白是否影響蜜蜂的發(fā)育，Babendreier等[34]還研究了Bt花粉和Bt蛋白對工蜂王漿腺的發(fā)育以及腸道微生物的影響，雖然在王漿腺中能夠檢測到少量 Bt蛋白，但其對王漿腺的發(fā)育及腸道細(xì)菌群落均無不利影響。在蜜蜂取食低濃度的殺蟲蛋白或花粉時，蜜蜂的學(xué)習(xí)行為和采集行為均不受影響，但取食高濃度殺蟲蛋白時，蜜蜂吻的伸長行為和取食行為會受到顯著影響[35]。與非轉(zhuǎn)基因花粉處理相比，表達Cry1Ab/Cry1AcZM融合蛋白的抗蟲玉米花粉對蜜蜂生命表各項參數(shù)，如蜜蜂存活率、咽下腺腺泡直徑等均未產(chǎn)生顯著影響[36]。使用高于最大暴露量的Cry1C、Cry2A等殺蟲蛋白喂飼蜜蜂，同樣未發(fā)現(xiàn)對蜜蜂幼蟲產(chǎn)生急性毒性[37]。

2.2.3 經(jīng)濟昆蟲 帝王蝶Danausplexippus是北美常見的觀賞昆蟲，曾在轉(zhuǎn)基因抗蟲玉米環(huán)境安全評價領(lǐng)域引發(fā)爭論，因此常作為抗蟲玉米對非靶標(biāo)生物影響評價的重要指示性物種。實驗室研究顯示，與非轉(zhuǎn)基因花藥處理相比，暴露于0.3個花藥/cm2處理的帝王蝶幼蟲體質(zhì)量下降，且影響程度隨花藥密度增加而加??；暴露于0.9個花藥/cm2處理的帝王蝶幼蟲死亡率上升，發(fā)育歷期延長，但后期幼蟲對Bt蛋白的耐受性會增加。結(jié)合田間調(diào)查來看，Bt玉米田附近的馬利筋雜草上花藥密度約為0.06～0.1個花藥/cm2，遠低于實驗室引起負(fù)面效應(yīng)的濃度，田間原位測試結(jié)果也顯示，帝王蝶幼蟲取食蘸有0.1個花藥/cm2的葉片，未發(fā)現(xiàn)對其生長發(fā)育和存活率產(chǎn)生影響[38]。其他同類研究也表明，盡管在實驗室檢測到抗蟲玉米對帝王蝶產(chǎn)生影響，但需要結(jié)合后者在自然條件下實際暴露于 Bt殺蟲蛋白的程度進行綜合評價[39]。采用室內(nèi)毒性試驗評價RNAi抗蟲玉米中發(fā)揮殺蟲作用的dsRNA對帝王蝶幼蟲的影響，攝入dsRNA不會對帝王蝶存活率和發(fā)育時間產(chǎn)生影響[40]。

家蠶Bombyx mori是我國南方地區(qū)重要經(jīng)濟昆蟲，一方面桑樹種植區(qū)與轉(zhuǎn)基因抗蟲玉米種植區(qū)存在重合可能，導(dǎo)致Bt花粉飄落到桑樹上，進而使家蠶暴露于Bt蛋白中，另一方面家蠶與亞洲玉米螟、粘蟲等抗蟲玉米的靶標(biāo)害蟲同屬鱗翅目，因此國內(nèi)十分關(guān)注轉(zhuǎn)基因抗蟲玉米是否會對家蠶造成不利影響。在自然條件下，家蠶主要通過花粉漂移而接觸到殺蟲蛋白，因此在評價抗蟲玉米對家蠶的影響時，要考慮桑葉上的花粉密度。在表達 Cry1Ab/Cry2Aj、Cry1Ab/Vip3DA、Cry1Ab/Cry1I三種轉(zhuǎn)基因抗蟲玉米花粉對家蠶的研究中，當(dāng)桑葉上花粉密度約100粒/cm2時，Bt花粉不會影響家蠶的生長發(fā)育，但當(dāng)花粉密度增加10倍時，家蠶的各齡眠蠶體質(zhì)量減輕，發(fā)育歷期延長，而當(dāng)花粉密度增加100倍，家蠶全部死亡[41]。目前關(guān)于玉米花粉在桑樹上的沉積數(shù)量還沒有確切數(shù)據(jù)，但在與玉米地緊鄰的蕁麻上，玉米花粉密度可達100粒/cm2，與玉米地相距超過10 m就會下降至10粒/cm2以下[42]，并且花粉漂移也會受到氣候、地形等因素的影響，Bt玉米花粉在桑樹上的實際沉積數(shù)量通常遠遠少于實驗室供試密度，因此通過Bt花粉漂移途徑對家蠶的影響比較小。

轉(zhuǎn)cry1Ab基因玉米花粉與對照相比，對各齡期家蠶的死亡率、蛹重、繭重、化蛹率、羽化率等均無顯著影響[43]。不同類型的 Bt蛋白對家蠶的毒性各異，Cry1C、Cry1Fa、Cry1B、Cry2A、Cry1Ab、Cry1Ac等常見的6種Bt殺蟲蛋白對家蠶的毒性依次減弱[44]，進而印證了前期的一些研究。目前Bt抗蟲玉米中應(yīng)用最廣的是Cry1Ab，如MON810、Bt11等，我國自主研發(fā)的抗蟲玉米雙抗12-5、DBN9936、ND207也是采用的 Cry1Ab。但隨著不同殺蟲機理的新型抗蟲基因及抗蟲玉米新品系不斷被研發(fā)，還需要科學(xué)、謹(jǐn)慎地評估其對家蠶的風(fēng)險。在抗蟲玉米產(chǎn)業(yè)化布局時，還應(yīng)做好與桑蠶產(chǎn)業(yè)的相對隔離，盡量規(guī)避風(fēng)險。

2.2.4 土壤動物 土壤是生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)化的重要場所，土壤動物作為土壤生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，是評價土壤質(zhì)量的重要指標(biāo)[45]，轉(zhuǎn)基因抗蟲玉米的殺蟲蛋白可通過植株殘體、花粉、根系和根系分泌物等途徑進入土壤[46]，對土壤動物是否造成影響已越來越多地受到關(guān)注。

跳蟲是土壤動物中主要的類群之一，種群數(shù)量龐大，喜歡在作物根系附近活動，參與農(nóng)作物殘體的降解，在種植抗蟲玉米的土壤中跳蟲會暴露在殺蟲蛋白下，因此跳蟲可作為研究抗蟲玉米對土壤動物影響的指示性物種[47]。通過研究Bt玉米植株殘體降解過程及其是否會引起跳蟲群落多樣性的變化，發(fā)現(xiàn)Bt玉米殘體的降解與對照沒有顯著差異，對跳蟲群落多樣性也無統(tǒng)計學(xué)意義上的影響[48]。用 Bt玉米葉片飼喂白符跳Folsomia candida，其存活率和繁殖率與非轉(zhuǎn)基因?qū)φ战M相比未見顯著影響[49]。田間群落多樣性調(diào)查研究也進一步證明，表達 Cry1Ac、Cry1Ie等殺蟲蛋白的抗蟲玉米對彈尾目節(jié)肢動物群落不會產(chǎn)生顯著影響[50,51]。

蚯蚓也是土壤生態(tài)系統(tǒng)中的重要類群，具有加速分解有機質(zhì)、促進C、N營養(yǎng)循環(huán)、改良土壤、提升土壤肥力等作用，是評價土壤健康的重要指示動物。通過在抗蟲玉米葉片和根系殘體中加入蚯蚓，探究Cry1Ab蛋白降解及對蚯蚓的影響，發(fā)現(xiàn)蚯蚓能促進Cry1Ab蛋白的降解，但Bt蛋白對蚯蚓存活率沒有顯著影響[52]。在種植Bt玉米的土壤或用Bt玉米殘體改良的土壤中飼養(yǎng)蚯蚓，可在蚯蚓體內(nèi)檢測到Bt蛋白，但將蚯蚓轉(zhuǎn)移出含Bt蛋白的土壤2～3 d后，就檢測不到Bt蛋白了，并且其重量和存活率與對照相比均無差異[46]。

2.2.5 非靶標(biāo)害蟲 在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中，由于抗蟲作物的長期種植，使得化學(xué)殺蟲劑的使用頻次和用量減少，非靶標(biāo)害蟲可能會演化成轉(zhuǎn)基因玉米田間的主要害蟲，并對玉米產(chǎn)業(yè)造成新的為害，因此也有必要研究抗蟲玉米對非靶標(biāo)害蟲的影響，并根據(jù)實際情況采取相應(yīng)的防控措施[53]。

玉米蚜Rhopalosiphum maidis通過聚集于葉片并刺吸植株汁液而造成玉米生長受抑，而且可傳播玉米矮花葉病毒MDMV、玉米葉斑病毒MLSV等引發(fā)病害，造成玉米減產(chǎn)[54]。目前應(yīng)用最廣的轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲玉米對蚜蟲不表現(xiàn)出抗性，有多項研究將蚜蟲作為非靶標(biāo)害蟲進行Bt蛋白和Bt玉米的評價。無論是在人工飼料中添加Vip3Aa19、Cry1Ab、Cry1Ah等不同Bt蛋白，還是直接用Bt玉米植株進行接蟲試驗，均未發(fā)現(xiàn)Bt蛋白或Bt玉米對玉米蚜的存活率、生長發(fā)育、繁殖能力等存在顯著影響[55,56]。在RNAi類抗蟲玉米的田間節(jié)肢動物多樣性研究試驗中，與常規(guī)對照相比，抗蟲玉米對蚜蟲、薊馬等植食性非靶標(biāo)害蟲的種群豐度也沒有明顯影響，與在Bt抗蟲玉米上的結(jié)果一致[57]。本實驗室在田間節(jié)肢動物多樣性調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，蚜蟲在轉(zhuǎn)基因抗蟲玉米與非轉(zhuǎn)基因?qū)φ丈系陌l(fā)生數(shù)量均較大，且種群數(shù)量發(fā)生發(fā)展趨勢基本一致，無顯著差異。此外，在我國玉米主產(chǎn)區(qū)，雙斑螢葉甲Monolepta hieroglyphica、赤須盲蝽Trigonotylus ruficonis、薊馬等 Bt玉米的非靶標(biāo)害蟲也時常發(fā)生，有的年份發(fā)生量比較重，對玉米生產(chǎn)造成為害，然而有關(guān)轉(zhuǎn)基因抗蟲玉米對雙斑螢葉甲等非靶標(biāo)害蟲影響的研究還鮮有報道，有必要結(jié)合玉米生產(chǎn)需求，開展進一步的室內(nèi)研究和田間監(jiān)測，為非靶標(biāo)害蟲的地位演化提前制定防控對策。

3 展望

從現(xiàn)有的關(guān)于轉(zhuǎn)基因抗蟲玉米對節(jié)肢動物多樣性影響的研究結(jié)果來看，無論是田間試驗、室內(nèi)生測，或是規(guī)?；a(chǎn)種植，抗蟲玉米對其主要靶標(biāo)害蟲均表現(xiàn)出具有很好的防治效果，而對天敵昆蟲、傳粉昆蟲、經(jīng)濟昆蟲、土壤動物等代表性非靶標(biāo)生物的生長發(fā)育、種群發(fā)生等均沒有表現(xiàn)出比非轉(zhuǎn)基因玉米更明顯的影響，證明其生態(tài)安全性是得到保障的[58]。國內(nèi)也鑒定出了一系列自主研發(fā)的高抗玉米螟、粘蟲等鱗翅目害蟲的抗蟲玉米品種，為國產(chǎn)抗蟲玉米產(chǎn)業(yè)化奠定了基礎(chǔ)。當(dāng)然，國內(nèi)由于尚未放開抗蟲玉米商業(yè)化種植，目前開展的都是根據(jù)現(xiàn)有殺蟲蛋白進行的室內(nèi)試驗或者田間的小規(guī)模試驗，一旦開放抗蟲玉米種植后，還需在更大的尺度上開展以個案分析為原則的生物多樣性影響研究。特別是在安全評價制度調(diào)整為以轉(zhuǎn)化體為對象后，對由已獲安全證書的抗蟲玉米轉(zhuǎn)化體轉(zhuǎn)育的衍生品種，在推廣前需進行對靶標(biāo)害蟲的抗性鑒定，確保進入生產(chǎn)的抗蟲品種具備高抗特性。此外，目前抗蟲玉米對非靶標(biāo)生物影響的評價技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，幾乎都是針對表達殺蟲蛋白的傳統(tǒng)轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品，而對RNAi干擾等不表達殺蟲蛋白的新型轉(zhuǎn)基因抗蟲玉米，如何建立實驗室內(nèi)非靶標(biāo)生物評價體系，制定相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，隨著RNAi干擾產(chǎn)品的不斷研發(fā)，也需開展深入研究，

自 2002年《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全評價管理辦法》實施以來，我國針對不同抗蟲玉米轉(zhuǎn)化體開展大量環(huán)境安全檢測評價工作，對節(jié)肢動物多樣性影響進行了系統(tǒng)研究。從現(xiàn)行調(diào)查方法來看，直接觀察法貫穿整個玉米生長期，調(diào)查次數(shù)過于頻繁，數(shù)據(jù)量很大，而其反映的結(jié)果大致趨同。吸蟲器法在玉米生長的關(guān)鍵時期進行調(diào)查，調(diào)查時期比較有代表性，但在實際操作中存在吸蟲器操作不便、損傷蟲體等問題，并且收集到的節(jié)肢動物種類大多是一些體型較小的昆蟲，如蚜蟲、蠅、蚊、蜘蛛、瓢蟲等，與直觀法和陷阱法中得到的種類相近，對整體的試驗數(shù)據(jù)并沒有起到很好的補充作用。從近 20年轉(zhuǎn)基因作物環(huán)境安全檢測評價實踐來看，有必要對相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中的節(jié)肢動物多樣性研究方法進行優(yōu)化改進，按照玉米生長發(fā)育階段及主要節(jié)肢動物種群的發(fā)生規(guī)律，選擇具有代表性的調(diào)查時期和更恰當(dāng)?shù)恼{(diào)查方法，優(yōu)化調(diào)查頻次及調(diào)查對象，使田間試驗研究更加精細(xì)化、可操作性更強，結(jié)果更具代表性。

從轉(zhuǎn)基因作物商業(yè)化應(yīng)用的成功經(jīng)驗來看，抗蟲作物不僅可以便捷高效地控制靶標(biāo)害蟲，而且能顯著減輕因蟲害引發(fā)的真菌感染，降低真菌毒素含量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，為農(nóng)田生態(tài)環(huán)境保護、社會經(jīng)濟、人類健康等帶來諸多益處[59,60]。例如，Bt棉在我國的推廣有效控制了棉花上的棉鈴蟲種群數(shù)量，也使得其在玉米、大豆、花生、蔬菜等其他非 Bt寄主作物上的發(fā)生數(shù)量相應(yīng)減少，從而降低了當(dāng)?shù)貙⑾x劑的需求總量[61]。但我們也要清晰地認(rèn)識到，抗蟲作物推廣后也會產(chǎn)生一些衍生性的生態(tài)問題，比如隨著 Bt棉的廣泛種植，盲蝽蟓逐漸演化成為 Bt棉田中的主要害蟲[62]。由此可見，轉(zhuǎn)基因抗蟲植物的推廣應(yīng)用不是一勞永逸的，需要預(yù)判隨之出現(xiàn)的新的生態(tài)環(huán)境風(fēng)險，持續(xù)加強相關(guān)檢測監(jiān)測和評價研究，并提前制定好切實可行的應(yīng)對方案，既有序推進轉(zhuǎn)基因抗蟲作物的產(chǎn)業(yè)化，又保障生態(tài)安全。