转基因水稻B2A68对白背飞虱致害性及传播SRBSDV传毒效率的影响

White-backed Planthopper (WBPH) is one of the most important migrant pests in rice production in China, and it is also one of the most important transmitted resources of the dissemination of Southern rice black-streaked dwarf virus (SRBSDV). GM crops with stacked traits of herbicide tolerance and insect resistance is one of the fastest growing GMOs in global area. By the experiments of (1) molecular characterization of transgenic rice B2A68 with the genes of Cry2Aa # and Bar; (2) host selection, virulence at the seeding stage of rice plant, index of interference in population control, oviposition preference and genetic variation of BPH for biotype I and II; (3) RT-PCR detection, transmission efficiency, acquisition time and incubation period of SRBSDV in WBPH, the effects of transgenic rice B2A68 on populations virulent of WBPH and transmission efficiency of SRBSDV by WBPH would be clear. The experimental results of effects of transgenic rice on non-target organisms are important for both ecological safety assessment of transgenic rice and IPM of paddy fields. It provides a powerful guarantee for the safe production and sustainable development in agriculture.

白背飞虱是我国水稻生产上最重要的迁飞性害虫之一，也是传播南方水稻黑条矮缩病毒（SRBSDV）的主要传毒介体。既抗虫又抗除草剂的复合性状作物是全球种植面积增长速度最快的转基因作物之一。本研究通过（1）转抗虫Cry2Aa#基因和抗除草剂Bar基因水稻B2A68的分子特征鉴定；（2）白背飞虱生物型I和生物型II的寄主选择、苗期致害性、干扰作用控制指数、产卵选择和生物型变化等；（3）转基因水稻上白背飞虱的SRBSDV的RT-PCR检测、传毒效率、获毒时间、循回期测定等实验，明确转抗虫Cry2Aa#基因和抗除草剂Bar基因水稻B2A68对非靶标生物白背飞虱生物型I和生物型II致害性和传播SRBSDV传毒效率的影响。研究结果既可为转基因水稻生态安全评价提供科学数据，又可为稻田有害生物综合防治研究提供理论依据，为农业安全生产和可持续发展提供有力保障。

转基因水稻的生态安全问题备受关注。本项目研究了转基因水稻对非靶标生物白背飞虱致害特性和对白背飞虱传播南方水稻黑条矮缩病传毒效率的影响。研究结果显示，（1）白背飞虱田间种群生物型个体测定主要以I型为主；（2）转基因水稻B2A68、Bar68-1和非转基因亲本对照D68对生物型Ⅰ白背飞虱若虫的苗期抗性级别为7-7.24，对生物型Ⅱ为7.56-7.88，生物型Ⅲ为7.24-7.56，生物型Ⅱ+Ⅲ为8.1-8.52，在水稻材料B2A68、Bar68-1和D68之间，其苗期抗性级别无显著差异；（3）生物型Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅱ+Ⅲ白背飞虱在转基因水稻B2A68、Bar68-1、非转基因亲本对照D68上的着虫比率除个别时间点外品种间差异均不显著；（4）白背飞虱的4种不同生物型在不同水稻材料上所产卵块数的比例不同，但在转基因水稻B2A68、Bar68-1和非转基因亲本对照D68之间无显著差异；（5）白背飞虱生物型Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅱ+Ⅲ若虫在转基因水稻B2A68和Bar68-1上存活率与非转基因亲本对照品种D68相比差异均不显著，转基因水稻B2A68上白背飞虱生物型Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅱ+Ⅲ若虫期干扰作用控制指数（IIPC）分别为0.83、0.89、0.93、0.97，Bar68-1为0.80、0.85、0.91和1.03；（6）生物型I和生物型II白背飞虱在转基因水稻上连续饲养多代后，用蜜露量检测法测定的生物型结果和非转基因对照水稻品种上白背飞虱实验种群的个体生物型一致；（7）将南方水稻黑条矮缩病感病水稻植株上饲养的带毒白背飞虱接种在转基因水稻和非转基因亲本对照上，不同水稻材料的发病率均为100%，转基因水稻未影响白背飞虱对SRBSDV的传毒效率；（8）白背飞虱在转基因水稻上的SRBSDV获毒时间和体内循回期与非转基因亲本对照一致。项目通过实验研究明确了抗虫抗除草剂转基因水稻是否会改变非靶标生物白背飞虱的致害力以及是否改变其传播SRBSDV的传毒效率等转基因水稻生态安全评价中的重要科学问题，研究结果对转基因作物农业害虫综合防治也具有应用参考价值。