植物生态学报 ›› 2014, Vol. 38 ›› Issue (7): 785-794.DOI: 10.3724/SP.J.1258.2014.00074
• 研究论文 • 上一篇
雒珺瑜, 刘传亮, 张帅, 王春义, 吕丽敏, 李春花, 李付广, 崔金杰*()
收稿日期:
2014-02-21
接受日期:
2014-05-15
出版日期:
2014-02-21
发布日期:
2014-07-10
通讯作者:
崔金杰
作者简介:
* E-mail: cuijinjie@126.com基金资助:
LUO Jun-Yu, LIU Chuan-Liang, ZHANG Shuai, WANG Chun-Yi, LÜ Li-Min, LI Chun-Hua, LI Fu-Guang, CUI Jin-Jie*()
Received:
2014-02-21
Accepted:
2014-05-15
Online:
2014-02-21
Published:
2014-07-10
Contact:
CUI Jin-Jie
摘要:
为了评估新型转基因棉花的育种价值, 评价其对棉田生态环境安全性的影响, 2012-2013年连续2年以新型转RRM2基因棉花(Gossypium hirsutum)为材料, 以其亲本‘中棉所12’为对照, 系统研究了棉田节肢动物群落的结构与组成、群落特征参数及其季节性动态变化, 同时结合气候条件分析比较了转基因棉花和非转基因棉花的生长势和产量构成因素。结果表明: 相同年份新型转RRM2基因棉田昆虫群落、害虫亚群落和天敌亚群落的结构与组成、多样性指数、均匀度指数、优势集中性指数及棉花生长期相对丰度动态变化均与对照无显著差异; 与2012年相比, 2013年转基因棉田和非转基因棉田节肢动物群落、棉花生长及产量构成因素的各项指标总体上呈下降趋势; 转基因棉田和非转基因棉田优势天敌功能团动态均滞后于优势害虫功能团, 因此棉花生长前期应适时防治棉花害虫。
雒珺瑜, 刘传亮, 张帅, 王春义, 吕丽敏, 李春花, 李付广, 崔金杰. 转RRM2基因棉生长势和产量及对棉田节肢动物群落的影响. 植物生态学报, 2014, 38(7): 785-794. DOI: 10.3724/SP.J.1258.2014.00074
LUO Jun-Yu, LIU Chuan-Liang, ZHANG Shuai, WANG Chun-Yi, LÜ Li-Min, LI Chun-Hua, LI Fu-Guang, CUI Jin-Jie. Growth vigour and yield of transgenic RRM2 (RNA recognition motif 2) cotton and their effects on arthropod community in cotton field. Chinese Journal of Plant Ecology, 2014, 38(7): 785-794. DOI: 10.3724/SP.J.1258.2014.00074
年份 Year | 月份 Month | 气温 Air temperature (°C) | 相对湿度 Relative humidity (%) | 降水量 Precipitation (mm) | ||
---|---|---|---|---|---|---|
平均气温 Average air temperature | 最高气温 Maximum air temperature | 最低气温 Minimum air temperature | ||||
2012 | 6月 June | 26.8 | 33.4 | 20.7 | 54.0 | 45.2 |
7月 July | 27.9 | 32.8 | 23.9 | 72.0 | 185.3 | |
8月 August | 25.0 | 29.6 | 21.3 | 77.0 | 147.9 | |
9月 September | 20.9 | 26.5 | 16.4 | 70.0 | 30.4 | |
总计 Total | 25.2 | 30.6 | 20.6 | 68.3 | 408.8 | |
2013 | 6月 June | 25.8 | 32.0 | 20.2 | 67.2 | 76.5 |
7月 July | 27.3 | 32.5 | 23.1 | 86.9 | 226.0 | |
8月 August | 28.0 | 34.0 | 22.8 | 86.4 | 36.6 | |
9月 September | 21.5 | 28.0 | 16.2 | 85.7 | 16.0 | |
总计 Total | 25.6 | 31.6 | 20.6 | 81.6 | 355.1 |
表1 2012-2013年6-9月安阳的气象资料
Table 1 Climate data in Anyang from June to September in 2012 and 2013
年份 Year | 月份 Month | 气温 Air temperature (°C) | 相对湿度 Relative humidity (%) | 降水量 Precipitation (mm) | ||
---|---|---|---|---|---|---|
平均气温 Average air temperature | 最高气温 Maximum air temperature | 最低气温 Minimum air temperature | ||||
2012 | 6月 June | 26.8 | 33.4 | 20.7 | 54.0 | 45.2 |
7月 July | 27.9 | 32.8 | 23.9 | 72.0 | 185.3 | |
8月 August | 25.0 | 29.6 | 21.3 | 77.0 | 147.9 | |
9月 September | 20.9 | 26.5 | 16.4 | 70.0 | 30.4 | |
总计 Total | 25.2 | 30.6 | 20.6 | 68.3 | 408.8 | |
2013 | 6月 June | 25.8 | 32.0 | 20.2 | 67.2 | 76.5 |
7月 July | 27.3 | 32.5 | 23.1 | 86.9 | 226.0 | |
8月 August | 28.0 | 34.0 | 22.8 | 86.4 | 36.6 | |
9月 September | 21.5 | 28.0 | 16.2 | 85.7 | 16.0 | |
总计 Total | 25.6 | 31.6 | 20.6 | 81.6 | 355.1 |
参数 Parameter | 棉田类型 Cotton field type | 7月17日 July 17 | 7月27日 July 27 | |||
---|---|---|---|---|---|---|
2012年 | 2013年 | 2012年 | 2013年 | |||
株高 Plant height | ‘HN9311’ | 76.77 ± 2.57a | 72.10 ± 2.50a | 81.30 ± 4.21a | 77.97 ± 6.86a | |
‘中棉所12’ ‘CCRI12’ | 74.30 ± 4.54a | 70.97 ± 1.40a | 80.26 ± 3.89a | 77.59 ± 5.85a | ||
果枝数 Lint number | ‘HN9311’ | 18.53 ± 0.25a | 17.87 ± 0.40a | 16.23 ± 0.38a | 15.90 ± 0.46a | |
‘中棉所12’ ‘CCRI12’ | 16.30 ± 0.26a | 15.97 ± 0.78a | 15.53 ± 0.91a | 14.87 ± 0.35a | ||
果节数 Fruit section number | ‘HN9311’ | 7.97 ± 0.32a | 7.83 ± 0.40a | 6.60 ± 0.44a | 6.33 ± 0.40a | |
‘中棉所12’ ‘CCRI12’ | 6.63 ± 0.06a | 5.97 ± 0.55a | 6.17 ± 0.49a | 5.50 ± 0.10a |
表2 2012-2013年棉花产量形成关键期生长势比较(平均值±标准偏差)
Table 2 Comparision of the growth vigour in the key stages of cotton yield development in 2012 and 2013 (mean ± SD)
参数 Parameter | 棉田类型 Cotton field type | 7月17日 July 17 | 7月27日 July 27 | |||
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2012年 | 2013年 | 2012年 | 2013年 | |||
株高 Plant height | ‘HN9311’ | 76.77 ± 2.57a | 72.10 ± 2.50a | 81.30 ± 4.21a | 77.97 ± 6.86a | |
‘中棉所12’ ‘CCRI12’ | 74.30 ± 4.54a | 70.97 ± 1.40a | 80.26 ± 3.89a | 77.59 ± 5.85a | ||
果枝数 Lint number | ‘HN9311’ | 18.53 ± 0.25a | 17.87 ± 0.40a | 16.23 ± 0.38a | 15.90 ± 0.46a | |
‘中棉所12’ ‘CCRI12’ | 16.30 ± 0.26a | 15.97 ± 0.78a | 15.53 ± 0.91a | 14.87 ± 0.35a | ||
果节数 Fruit section number | ‘HN9311’ | 7.97 ± 0.32a | 7.83 ± 0.40a | 6.60 ± 0.44a | 6.33 ± 0.40a | |
‘中棉所12’ ‘CCRI12’ | 6.63 ± 0.06a | 5.97 ± 0.55a | 6.17 ± 0.49a | 5.50 ± 0.10a |
参数 Parameter | 棉田类型 Cotton field type | 7月17日 July 17 | 8月16日 Aug. 16 | 9月16日 Sept. 16 | |||||
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2012年 | 2013年 | 2012年 | 2013年 | 2012年 | 2013年 | ||||
蕾数 Bud number | ‘HN9311’ | 11.36 ± 1.33a | 12.53 ± 3.05a | 14.61 ± 2.33a | 13.61 ± 2.33a | 2.44 ± 0.81a | 1.60 ± 0.57a | ||
‘中棉所12’ ‘CCRI12’ | 9.69 ± 1.70a | 9.20 ± 1.08a | 13.70 ± 1.91a | 12.63 ± 1.91a | 2.44 ± 0.81a | 1.60 ± 0.57a | |||
花数 Flower number | ‘HN9311’ | 1.44 ± 0.51a | 1.00 ± 0.00a | 1.00 ± 0.00a | 1.00 ± 0.00a | 1.75 ± 0.25a | 1.12 ± 0.11a | ||
‘中棉所12’ ‘CCRI12’ | 1.33 ± 0.58a | 1.00 ± 0.00a | - | - | 1.75 ± 0.25a | 1.22 ± 0.07a | |||
幼铃数 Number of young bolls | ‘HN9311’ | 2.33 ± 0.58a | 1.67 ± 0.58a | - | - | - | - | ||
‘中棉所12’ ‘CCRI12’ | 1.67 ± 0.58a | 1.00 ± 0.00a | - | - | - | - | |||
成铃数 Number of mature bolls | ‘HN9311’ | - | - | 4.49 ± 0.64a | 4.01 ± 0.64a | 12.27 ± 2.25a | 10.87 ± 1.06a | ||
‘中棉所12’ ‘CCRI12’ | - | - | 2.49 ± 0.48b | 2.49 ± 0.51b | 10.27 ± 1.94a | 9.87 ± 1.32a | |||
脱落数 Number of falling bolls | ‘HN9311’ | 7.04 ± 2.24a | 8.04 ± 3.44a | 12.42 ± 1.10a | 13.76 ± 1.40a | 27.27 ± 3.98a | 28.83 ± 2.35a | ||
‘中棉所12’ ‘CCRI12’ | 10.30 ± 3.56a | 9.63 ± 0.99a | 15.27 ± 2.48a | 16.88 ± 1.84a | 28.37 ± 1.37a | 29.70 ± 2.85a | |||
吐絮数 Number of open bolls | ‘HN9311’ | - | - | - | - | 2.67 ± 0.58a | 2.33 ± 1.15a | ||
‘中棉所12’ ‘CCRI12’ | - | - | - | - | 1.54 ± 0.00a | 2.00 ± 1.00a |
表3 2012-2013年棉花单株产量构成因素比较(平均值±标准偏差)
Table 3 Comparison of the yield component per plant in 2012 and 2013 (mean ± SD)
参数 Parameter | 棉田类型 Cotton field type | 7月17日 July 17 | 8月16日 Aug. 16 | 9月16日 Sept. 16 | |||||
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2012年 | 2013年 | 2012年 | 2013年 | 2012年 | 2013年 | ||||
蕾数 Bud number | ‘HN9311’ | 11.36 ± 1.33a | 12.53 ± 3.05a | 14.61 ± 2.33a | 13.61 ± 2.33a | 2.44 ± 0.81a | 1.60 ± 0.57a | ||
‘中棉所12’ ‘CCRI12’ | 9.69 ± 1.70a | 9.20 ± 1.08a | 13.70 ± 1.91a | 12.63 ± 1.91a | 2.44 ± 0.81a | 1.60 ± 0.57a | |||
花数 Flower number | ‘HN9311’ | 1.44 ± 0.51a | 1.00 ± 0.00a | 1.00 ± 0.00a | 1.00 ± 0.00a | 1.75 ± 0.25a | 1.12 ± 0.11a | ||
‘中棉所12’ ‘CCRI12’ | 1.33 ± 0.58a | 1.00 ± 0.00a | - | - | 1.75 ± 0.25a | 1.22 ± 0.07a | |||
幼铃数 Number of young bolls | ‘HN9311’ | 2.33 ± 0.58a | 1.67 ± 0.58a | - | - | - | - | ||
‘中棉所12’ ‘CCRI12’ | 1.67 ± 0.58a | 1.00 ± 0.00a | - | - | - | - | |||
成铃数 Number of mature bolls | ‘HN9311’ | - | - | 4.49 ± 0.64a | 4.01 ± 0.64a | 12.27 ± 2.25a | 10.87 ± 1.06a | ||
‘中棉所12’ ‘CCRI12’ | - | - | 2.49 ± 0.48b | 2.49 ± 0.51b | 10.27 ± 1.94a | 9.87 ± 1.32a | |||
脱落数 Number of falling bolls | ‘HN9311’ | 7.04 ± 2.24a | 8.04 ± 3.44a | 12.42 ± 1.10a | 13.76 ± 1.40a | 27.27 ± 3.98a | 28.83 ± 2.35a | ||
‘中棉所12’ ‘CCRI12’ | 10.30 ± 3.56a | 9.63 ± 0.99a | 15.27 ± 2.48a | 16.88 ± 1.84a | 28.37 ± 1.37a | 29.70 ± 2.85a | |||
吐絮数 Number of open bolls | ‘HN9311’ | - | - | - | - | 2.67 ± 0.58a | 2.33 ± 1.15a | ||
‘中棉所12’ ‘CCRI12’ | - | - | - | - | 1.54 ± 0.00a | 2.00 ± 1.00a |
营养层 Trophic level | 棉田类型 Cotton field type | 个体总数 Total number of individuals | 物种丰富度 Species richness | 相对丰度 Relative abundance (%) | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
2012年 | 2013年 | 2012年 | 2013年 | 2012年 | 2013年 | ||||
节肢动物群落 Arthropod community | ‘中棉所12’ ‘CCRI12’ | 146 370 ± 5 320a | 146 240 ± 4 988a | 82 ± 3a | 72 ± 2a | - | - | ||
‘HN9311’ | 143 315 ± 5 289a | 128 419 ± 6 317b | 84 ± 3a | 73 ± 4a | - | - | |||
害虫亚群落 Pests sub- community | ‘中棉所12’ ‘CCRI12’ | 131 453 ± 1 850a | 135 863 ± 2 784a | 41 ± 3a | 38 ± 1a | 89.84 ± 1.33a | 94.12 ± 1.84a | ||
‘HN9311’ | 131 580 ± 4 051a | 125 120 ± 3 106a | 43 ± 2a | 38 ± 2a | 91.71 ± 0.82a | 94.75 ± 0.47a | |||
天敌亚群落 Enemies sub-community | ‘中棉所12’ ‘CCRI12’ | 14 917 ± 2 854a | 10 378 ± 2 945a | 41 ± 2a | 34 ± 1a | 10.16 ± 1.34a | 7.98 ± 2.01a | ||
‘HN9311’ | 11 735 ± 962a | 6 899 ± 448b* | 41 ± 1a | 35 ± 3a | 8.29 ± 0.82a | 5.25 ± 0.45a* |
表4 2012-2013年转基因和非转基因棉田节肢动物群落、害虫亚群落和天敌亚群落结构与组成(平均值±标准偏差)
Table 4 Structure and composition of arthropod community, pests sub-community and enemies sub-community in transgenic and non-transgenic cotton fields in 2012 and 2013 (mean ± SD)
营养层 Trophic level | 棉田类型 Cotton field type | 个体总数 Total number of individuals | 物种丰富度 Species richness | 相对丰度 Relative abundance (%) | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
2012年 | 2013年 | 2012年 | 2013年 | 2012年 | 2013年 | ||||
节肢动物群落 Arthropod community | ‘中棉所12’ ‘CCRI12’ | 146 370 ± 5 320a | 146 240 ± 4 988a | 82 ± 3a | 72 ± 2a | - | - | ||
‘HN9311’ | 143 315 ± 5 289a | 128 419 ± 6 317b | 84 ± 3a | 73 ± 4a | - | - | |||
害虫亚群落 Pests sub- community | ‘中棉所12’ ‘CCRI12’ | 131 453 ± 1 850a | 135 863 ± 2 784a | 41 ± 3a | 38 ± 1a | 89.84 ± 1.33a | 94.12 ± 1.84a | ||
‘HN9311’ | 131 580 ± 4 051a | 125 120 ± 3 106a | 43 ± 2a | 38 ± 2a | 91.71 ± 0.82a | 94.75 ± 0.47a | |||
天敌亚群落 Enemies sub-community | ‘中棉所12’ ‘CCRI12’ | 14 917 ± 2 854a | 10 378 ± 2 945a | 41 ± 2a | 34 ± 1a | 10.16 ± 1.34a | 7.98 ± 2.01a | ||
‘HN9311’ | 11 735 ± 962a | 6 899 ± 448b* | 41 ± 1a | 35 ± 3a | 8.29 ± 0.82a | 5.25 ± 0.45a* |
棉田类型 Cotton field type | 节肢动物群落 Arthropod community | 害虫亚群落 Pests sub-community | 天敌亚群落 Enemies sub-community | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
2012年 | 2013年 | 2012年 | 2013年 | 2012年 | 2013年 | |||
‘中棉所12’ ‘CCRI12’ | 0.72 ± 0.05a | 0.40 ± 0.05a* | 0.52 ± 0.05a | 0.26 ± 0.03a* | 1.07 ± 0.06a | 0.90 ± 0.17a | ||
‘HN9311’ | 0.70 ± 0.12a | 0.40 ± 0.02a* | 0.53 ± 0.12a | 0.27 ± 0.01a* | 1.09 ± 0.02a | 1.09 ± 0.00a |
表5 2012-2013年转基因和非转基因棉田节肢动物群落、害虫亚群落和天敌亚群落的多样性指数(平均值±标准偏差)
Table 5 Diversity index of arthropod community, pests sub-community and enemies sub-community in transgenic and non-trans- genic cotton fields in 2012 and 2013 (mean ± SD)
棉田类型 Cotton field type | 节肢动物群落 Arthropod community | 害虫亚群落 Pests sub-community | 天敌亚群落 Enemies sub-community | |||||
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2012年 | 2013年 | 2012年 | 2013年 | 2012年 | 2013年 | |||
‘中棉所12’ ‘CCRI12’ | 0.72 ± 0.05a | 0.40 ± 0.05a* | 0.52 ± 0.05a | 0.26 ± 0.03a* | 1.07 ± 0.06a | 0.90 ± 0.17a | ||
‘HN9311’ | 0.70 ± 0.12a | 0.40 ± 0.02a* | 0.53 ± 0.12a | 0.27 ± 0.01a* | 1.09 ± 0.02a | 1.09 ± 0.00a |
棉田类型 Cotton field type | 节肢动物群落 Arthropod community | 害虫亚群落 Pests sub-community | 天敌亚群落 Enemies sub-community | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
2012年 | 2013年 | 2012年 | 2013年 | 2012年 | 2013年 | |||
‘中棉所12’ ‘CCRI12’ | 0.14 ± 0.01a | 0.08 ± 0.01a* | 0.10 ± 0.01a | 0.05 ± 0.01a* | 0.26 ± 0.02a | 0.23 ± 0.05a | ||
‘HN9311’ | 0.14 ± 0.03a | 0.08 ± 0.00a* | 0.10 ± 0.03a | 0.05 ± 0.00a* | 0.27 ± 0.01a | 0.28 ± 0.00a |
表6 2012-2013年转基因和非转基因棉田节肢动物群落、害虫亚群落和天敌亚群落的均匀度指数(平均值±标准偏差)
Table 6 Evenness index of arthropod community, pests sub-community and enemies sub-community in transgenic and non-trans- genic cotton fields in 2012 and 2013 (mean ± SD)
棉田类型 Cotton field type | 节肢动物群落 Arthropod community | 害虫亚群落 Pests sub-community | 天敌亚群落 Enemies sub-community | |||||
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2012年 | 2013年 | 2012年 | 2013年 | 2012年 | 2013年 | |||
‘中棉所12’ ‘CCRI12’ | 0.14 ± 0.01a | 0.08 ± 0.01a* | 0.10 ± 0.01a | 0.05 ± 0.01a* | 0.26 ± 0.02a | 0.23 ± 0.05a | ||
‘HN9311’ | 0.14 ± 0.03a | 0.08 ± 0.00a* | 0.10 ± 0.03a | 0.05 ± 0.00a* | 0.27 ± 0.01a | 0.28 ± 0.00a |
棉田类型 Cotton field type | 节肢动物群落 Arthropod community | 害虫亚群落 Pests sub-community | 天敌亚群落 Enemies sub-community | |||||
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2012年 | 2013年 | 2012年 | 2013年 | 2012年 | 2013年 | |||
‘中棉所12’ ‘CCRI12’ | 0.42 ± 0.05a | 0.67 ± 0.06a* | 0.52 ± 0.05a | 0.73 ± 0.03a* | 0.13 ± 0.02a | 0.23 ± 0.11a | ||
‘HN9311’ | 0.44 ± 0.10a | 0.68 ± 0.02a* | 0.52 ± 0.12a | 0.76 ± 0.01a* | 0.13 ± 0.01a | 0.10 ± 0.00b |
表7 2012-2013年转基因和非转基因棉田节肢动物群落、害虫亚群落和天敌亚群落优势集中性指数(平均值±标准偏差)
Table 7 The dominance index of arthropod community, pests sub-community and enemies sub-community in transgenic and non-transgenic cotton fields in 2012 and 2013 (mean ± SD)
棉田类型 Cotton field type | 节肢动物群落 Arthropod community | 害虫亚群落 Pests sub-community | 天敌亚群落 Enemies sub-community | |||||
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2012年 | 2013年 | 2012年 | 2013年 | 2012年 | 2013年 | |||
‘中棉所12’ ‘CCRI12’ | 0.42 ± 0.05a | 0.67 ± 0.06a* | 0.52 ± 0.05a | 0.73 ± 0.03a* | 0.13 ± 0.02a | 0.23 ± 0.11a | ||
‘HN9311’ | 0.44 ± 0.10a | 0.68 ± 0.02a* | 0.52 ± 0.12a | 0.76 ± 0.01a* | 0.13 ± 0.01a | 0.10 ± 0.00b |
图1 2012-2013年转基因和非转基因棉田主要害虫和天敌优势功能团动态(平均值±标准偏差)。A, 2012年。B, 2013年。
Fig. 1 Dynamics of dominant functional groups of major pests and enemies in transgenic and non-transgenic cotton fields in 2012 and 2013 (mean ± SD). A, in 2012. B, in 2013.
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