转基因抗虫作物与天敌——实验室研究综述

来源：Corplife international
作者：Thomas Carroto
翻译：杨婧

抗虫转基因作物对天敌的影响目前还是一个存在争议的话题，有两种主要的抗虫作物目前已经被商业化使用或者临近商业化了。有几种Bt作物表达一个或几个来源于苏云金杆菌的基因，这包括晶体蛋白毒素Cry1Ab、Cry1Ac、Cry1Fa、Cry2A、Cry3A、Cry3Bb、Cry9C和 Cry34A/Cry35以及营养期杀虫蛋白Vip3A。第二组对天敌产生影响的抗虫转基因是蛋白酶抑制剂，包括牛胰蛋白酶抑制剂（BPTI 或抑肽酶）、雪花凝集素、豇豆胰蛋白酶抑制剂和大米蛋白酶抑制剂。

在释放之前，转基因作物需要经过一系列的风险评估过程以避免对环境的损害。在这个过程中，益虫，比如害虫的天敌，就会列入考虑的范围，测试一般都是实验室试验。最近的两篇调查(Lövei and Arpaia, 2005; Romeis et al., 2006)提供了关于转基因作物和天敌的实验室研究的已发表的文献的对比总结，这些调查并没有直接的可比性因为作者没有把Bt作物和蛋白酶抑制剂分开来考虑。

更重要的，这两篇调查用非常不同的方式进了了总结，Romeis等的调查是基于所有作者的结论并使用计数的方法来撰写的，而Lo¨vei和Arpaia使用的是发表的数据表并且采用的是加权计数的方法。

 

材料和方法

 

为了决定哪些文章应该被收集到调查中，我们保留了Lövei和Arpaia所采用的标准，即只有已经发表的并被同行审查过的那些实验室或者温室试验文献才会被采用。除此之外，一个可以被采纳的研究文献必须含有一个无毒素的或者非转基因植物作为对照，并且对人工饲料中的净化毒素或者转基因作物或其某一部分或者提取物进行测试。为了能发现相关的文章，使用合适的关键词在数据库（Web Of Science）中进行检索，参考文献的目录也进行了检索，我们对到2007年止发表的80篇实验室研究性论文进行了总结，包括45篇以前已经被审查过的。这80篇文献中包括55篇研究Cry毒素的、27篇研究蛋白酶抑制剂的和两篇对两种都进行了研究的。对比看来Romeis等审查了29篇Cry毒素的实验室研究而Marvier等审查了45篇关于Cry毒素的研究，我们和Marvier等研究的不同在于我们摒弃了5篇没有被同行审查过的和一片缺少合适对照的研究，增加了5篇他们遗漏的文章，以及又收录了到2007年为止的最近6篇文献。Marvier等的数据库记录了实验研究中天敌的372种反应，我们又更细致的收集了所有的文献并记录了1065种对Cry毒素的反应以及583种对蛋白酶抑制剂的反应。

 

调查结果

 

被研究的物种同Lövei和Arpaia的调查相比略有增加，包括27种捕食者和21种寄生虫，而且出现了显著的不平衡，大部分关于捕食者的研究单一的集中于一两种，大部分关于寄生者的研究集中于12种Ichneumonoidea（其中出现536个反应，占总数的65.2%），还有17.6%的反应出现在小蜂科中，没有对捕食性的双翅目、直翅目、襀翅目或蜻蜓目进行研究，且目前只有一项对蛛类和螨类进行了研究。

这项调查采用了引用数据和量化的方法对以前出版的以及同行审查过的文献就实验室中转基因植物对节肢动物天敌的影响进行了总结。这种方法类似于Meta分析，并和早期一些调查使用的简单计数法进行对比，得出了客观的并以大量数据为基准的关于这些影响的知识总结，这些现象表明Cry毒素和蛋白酶抑制剂通常对于天敌没有非中性反应。这篇文章确定了一些被偏爱研究的捕食物种，尤其是绿色草蜻蛉，草蛉（16.8%的量化参数反应呈显著负）要比一般的捕食者（10.9%呈显著负）对抗虫作物更敏感，而寄生者要比所有的捕食者对Cry毒素和蛋白抑制剂的影响敏感，积极的影响（18.0%）要比消极的影响更少（66.1%）。转基因植物可以对天敌产生积极的影响（4.8%的反应为显著正），即便更多看到的是消极的负影响（21.2%）。整个研究虽然获得了48种天敌种类的数据，但是这些数据还远远不够预测和评估Bt毒素或者蛋白酶抑制剂对天敌的影响。