[发明专利]Bt水稻对非靶标害虫褐飞虱的安全性评价方法

说明书

技术领域

本发明属于转基因作物生态安全风险评价技术领域，尤其是一种Bt水稻对非靶标害虫褐飞虱的安全性评价方法。

背景技术

水稻是我国的重要粮食作物，在粮食生产占据着至关重要的战略地位(夏如兵，2009)，同时水稻也是虫害最严重的粮食作物(张文辉和刘光杰，2001)。近年来由于全球气候变暖，二化螟、三化螟、大螟和稻纵卷叶螟等鳞翅目害虫对水稻的为害程度日益严重，给农民带来了严重的经济损失(韩永强等，2008；雷惠质和江建云，1996)。利用基因工程技术培育的转Bt抗虫水稻能够有效地防治鳞翅目害虫，其表达的Bt毒蛋白对靶标害虫有极高的抗性(蔡万伦等，2008；肖汉祥等，2011；徐雪亮等，2013)。然而，靶标害虫生态位的缺失，是否会引起非靶标害虫(叶蝉类，飞虱类等)种群密度的上升，从而由次要害虫转变为主要害虫(Lu et al,2010)。截止目前，全球已有20多个国家种植转基因作物(James，2015)。为确保转基因作物的安全使用，针对非靶标生物的生态安全风险评估是必要的(Yu et al,2011)。

褐飞虱[Nilaparvata lugens()]，属半翅目飞虱科，是亚洲水稻上的一种次要的单食性害虫，主要通过刺吸式口器直接吸取稻株韧皮部的植物汁液为害水稻，并且能传播水稻病毒病(王荣富等，1998)。由于转Bt抗虫水稻表达的Bt蛋白的主要靶标对象是鳞翅目昆虫，褐飞虱属于非靶标害虫。生命表一直是研究昆虫生态学的重要工具。然而传统雌性年龄生命表由于忽略龄期重叠、不考虑雄性个体及不包含成虫前期死亡率，从而使得到的种群参数存在偏差，不能确切反映昆虫种群的实际动态(Chi and Liu,1985；Huang and Chi,2012；吴坤君等，1994)。为了改进和补充传统生命表的不足、不完整，Chi和Liu(1985)提出了两性生命表理论，并在种群生态学研究中得到广泛应用(Li et al,2015；Tuan et al,2016；Wang et al,2016；Yin et al,2013)。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Bt水稻对非靶标害虫褐飞虱的安全性评价方法，该方法通过构建褐飞虱在Bt水稻和对照非转基因水稻上的实验种群年龄-龄期两性生命表，从种群生态学角度系统地研究Bt水稻对非靶标害虫褐飞虱生长发育、寿命以及繁殖的影响，旨在提供一种系统、准确、简便、科学的转基因水稻对非靶标害虫褐飞虱的安全性评价方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种Bt水稻对非靶标害虫褐飞虱的安全性评价方法，包括如下步骤，

S1：计算并记录褐飞虱在Bt水稻及其对照非转基因水稻上包括发育历期、寿命以及生殖力的参数；

S2：计算褐飞虱在Bt水稻及其对照非转基因水稻上的年龄-龄期存活率；

S3：计算褐飞虱在Bt水稻及其对照非转基因水稻上的生殖力和种群动态参数；

S4：计算褐飞虱在Bt水稻及其对照非转基因水稻上的寿命期望和生殖价值；

S5：分析褐飞虱在Bt水稻及其对照非转基因水稻上的稳定年龄-龄期分布和种群预测。

在本发明一实施例中，所述Bt水稻选择转cry1Ab基因抗虫水稻mf-MH3301-1，所述对照非转基因水稻为对照亲本非转基因水稻MH3301。

在本发明一实施例中，所述步骤S1中是通过Bootstrap方法来计算褐飞虱在Bt水稻及其对照非转基因水稻上包括发育历期、寿命以及生殖力的参数。

在本发明一实施例中，所述S2-S5采用年龄-龄期两性生命表方法，具体即通过年龄-龄期两性生命表计算机程序Twosex-MS Chart对步骤S1记录参数进行分析获得年龄-龄期存活率、生殖力、种群动态参数、寿命期望、生殖价值、稳定年龄-龄期分布和种群预测。

在本发明一实施例中，所述褐飞虱在Bt水稻及其对照非转基因水稻上的种群动态参数计算公式如下：

λ＝e^r；GRR＝Σm_x

其中，n是褐飞虱全龄期数，x和i为年龄，j为龄期；l_x指整个种群存活到年龄x的概率；S_xj指新孵化个体存活到x年龄j龄期的概率；m_x指种群在年龄x的平均产卵量；f_xj指雌成虫在年龄x的平均产卵量；R₀为净增殖率；r为内禀增长率；λ为周限增长率；T为世代平均周期；GRR为总繁殖力GRR；R_x为年龄特征增殖率。