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中国农业科学院最新Science文章:Bt棉花种植导致盲蝽蟓种群暴发

来自中国农业科学院植物病虫害生物学国家重点实验室与农业部全国农业技术推广服务中心的研究人员发现,Bt棉花的使用使得该地区害虫种群的平衡发生转变。这是全球首个涉及多种农作物、大时间尺度的有关转基因商业化种植的生态影响评价研究。该研究成果发表于《Science》杂志。

领导这一研究的是中国农业科学院植物保护研究所所长吴孔明研究员。他早年毕业于河南农业大学,现任中国农业科学院植物保护研究所所长兼植物病虫害生物学国家重点实验室主任,并担任国家转基因生物安全委员会委员、农业部科学技术委员会委员、中国植保学会副理事长和《植物保护》主编等职。

2008年,吴孔明研究组曾在《Science》上发表题为“Suppression of Cotton Bollworm in Multiple Crops in China in Areas with Bt Toxin-Containing Cotton”的论文,这是中国农业科学院首次以第一单位在《Science》上发表论文。

转基因技术打破了物种间遗传物质转移的天然生殖隔离屏障,可人为定向改变生物性状,提高农作物对病虫害的抗性和产量,已成为实现传统农业向现代农业跨越的强大推动力,也是21世纪解决粮食、健康、资源、环境等重大社会经济问题的关键技术。

数据显示,自1996年首例转基因农作物商业化应用以来,全球已有25个国家批准了24种转基因作物的商业化种植。以抗除草剂和抗虫两类基因为主要方向,转基因大豆、棉花、玉米、油菜等作物的产业化速度明显加快,种植面积从1996年的170万公顷发展到2009年的1.34亿公顷。

经基因工程改造的可表达来自苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)蛋白的农作物常被称为Bt作物。这些作物可增加产量,同时降低虫害及对其他杀虫剂的需求。

在这篇文章中,研究人员将其在野外工作的数据进行了编撰,首次报告了栽种Bt棉花的非计划性后果的详尽调查。研究人员提出,蝽科虫子种群在近期的爆炸式增长是因为引进这些基因改良作物后,传统农药的使用有所减少。

研究人员以我国华北地区商业化种植Bt棉花(转Bt基因抗虫棉)为案例,从1997年至2009年,系统研究了Bt棉花商业化种植对非靶标害虫盲蝽蟓种群区域性演化的影响。研究表明,Bt棉花大面积种植有效控制了二代棉铃虫的危害,棉田化学农药使用量显著降低,但也为盲蝽蟓这一重要害虫的种群增长提供了场所,导致其在棉田暴发成灾,并随着种群生态叠加效应衍生,成为区域性多种作物的主要害虫。

由于蝽科虫子食性广泛,这种害虫现在首次成为对其他作物(包括葡萄、苹果、桃子和梨)的威胁。这些发现证明,针对某一特定害虫的害虫控制政策改变会导致其他非目标性害虫的扩散,强调了在实施大面积病虫害治理策略之前分析这些可能性的重要性。这项研究明确了我国商业化种植Bt棉花对非靶标害虫的生态效应,为阐明转基因抗虫作物对昆虫种群演化的影响机理提供了理论基础,对发展利用Bt植物可持续控制重大害虫区域性灾变的新理论、技术具有重要指导意义。

(生物通:万纹)

(责任编辑:glia)