生物防治与转基因玉米协同作用对仓储害虫存活及黄曲霉污染的影响研究

为解决仓储玉米害虫危害及黄曲霉（Aspergillus flavus）污染问题，研究人员开展了一项结合转基因抗性（Cry1Ab蛋白）与生物防治（Blattisocius tarsalis、Anisopteromalus calandrae、Cephalonomia tarsalis）的整合策略研究。结果表明，F2代转基因玉米与天敌协同显著降低害虫种群及黄曲霉孢子数，为仓储害虫综合治理提供新思路。

　　

玉米（Zea mays）作为全球最重要的粮食作物之一，每年因仓储害虫和真菌污染造成的损失高达12%-36%。其中，麦蛾（Sitotroga cerealella）、玉米象（Sitophilus zeamais）和锯谷盗（Oryzaephilus surinamensis）等害虫不仅直接破坏籽粒，还通过伤口为黄曲霉（Aspergillus flavus）提供侵染通道，产生致癌性黄曲霉毒素。传统化学防治面临抗药性挑战，而转基因Bt玉米（表达Cry1Ab蛋白）和生物防治的协同潜力尚不明确。

针对这一难题，西班牙农业食品研究与技术研究所（IRTA）的J. Parsons团队在《Biological Control》发表研究，系统评估了两种商业玉米基因型（转基因Cry1Ab与其近等基因系）在F₁和F₂代中，三种天敌（捕食螨B. tarsalis、寄生蜂A. calandrae和C. tarsalis）对害虫种群、籽粒损伤及黄曲霉孢子数的调控作用。

研究采用多因素实验设计，关键方法包括：1）建立害虫-天敌互作体系（20头害虫+对应天敌比例）；2）人工接种黄曲霉（5×10³ CFU/ml）；3）比较F₁（商业种子）与F₂（田间自交种子）代玉米的抗性差异；4）通过成虫羽化数、籽粒损伤率和孢子计数评估效果。

3.1 成虫害虫羽化
F₂代转基因玉米中，B. tarsalis对麦蛾的抑制率达60%-77%，而C. tarsalis在F₁代使锯谷盗种群减少90%-98%。值得注意的是，黄曲霉单独存在对害虫羽化无显著影响。

3.2 寄生蜂羽化动态
A. calandrae在F₂代转基因玉米中羽化量最高（80头），表明转基因背景可能增强寄生蜂适应性。

3.3 籽粒损伤
天敌使F₂代转基因玉米的麦蛾损伤降低82%（含黄曲霉）和67%（无黄曲霉）。锯谷盗导致的损伤在黄曲霉存在时增加，但C. tarsalis可降低34%-53%。

3.4 黄曲霉孢子抑制
天敌通过减少害虫间接抑制孢子增殖，F₂代效果最显著。转基因与非转基因玉米的孢子数无差异，说明抗性源于害虫控制而非直接抑菌。

3.5 PCA分析
相关性证实籽粒损伤与孢子数呈正相关（R=0.28-0.32），而天敌数量与害虫数呈负相关。

讨论指出，F₂代因Cry1Ab蛋白表达下降导致害虫抗性减弱，反而促进天敌控害效能。这种“抗性衰减-天敌增强”的补偿效应为仓储管理提供新策略：种植F₁代商业种短期控害，配合天敌长期维持F₂代防效。研究首次揭示转基因玉米与生物防治的协同机制，对减少真菌毒素风险、保障粮食安全具有重要意义。