转Osepsps抗草甘膦水稻不同生境适合度及对稻田杂草的影响北大核心CSCD

携带适合度优势基因的转基因作物如果长期存活于栽培系统之外,抗性基因可能转移到野生近缘种并带来生态问题.以转Osepsps基因水稻EP为材料,以非转基因受体"明恢86"为对照,通过田间定位试验,研究半野生生境下转Osepsps基因水稻的营养生长、繁殖能力以及稻田杂草的种类、频度和密度等指标变化,分析转Osepsps基因在半野生生境中的生态适合度以及对稻田杂草群落的影响.连续2年试验的结果显示:在常规栽培和半野生生境下,转基因稻与非转基因稻的株高、分蘖数、单株穗数、单株总粒数、单株实粒重和千粒重等指标没有显著差异;但结实率显著受环境影响,半野生生境下转基因水稻2年结实率为50.33%和17.72%,相比对照的68.82%和30.27%均显著下降(P<0.05);2012年转基因稻单株实粒数为335粒,显著少于非转基因对照的548粒(P<0.05).转基因稻与非转基因稻稻田的杂草种类均为9科9属9种;栽培稻田杂草密度和频度显著低于半野生稻田;相同生境下转基因稻与非转基因稻稻田杂草频度、密度总体上没有差异.本研究表明,与非转基因对照相比,转epsps基因稻生态适合度没有显著提高,在半野生生境下有所下降,其生态风险不高于栽培稻.     

不同虫压下转Bt基因水稻与非转基因水稻生态适合度差异

为了解转基因水稻的基因扩散效率和潜在生态风险,以转Bt抗虫水稻Bt63、R1、R2和非转基因常规水稻Ⅱ优838为试材,采用高、低两个不同虫害胁迫水平和转基因与非转基因水稻相间种植方式,通过观察水稻植株营养生长、结实以及对螟虫危害的抗性表现等差异,研究比较了Bt外源基因插入后对水稻植株适合度的影响.结果表明:在低虫害胁迫条件下,转Bt基因水稻在植株分蘖数、生物量鲜重等营养生长指标方面与非转基因对照品系间无明显差异,但株高、穗长、穗重等指标不及对照,且R2和Bt63与对照间差异显著;在高虫害胁迫条件下,3个转Bt基因水稻品系的分蘖数、穗长、穗重等指标明显高于对照.而不同转基因品系株高适合度效应不同,这可能与受体本身的特性相关.3种转基因水稻的单株结实粒数、千粒重与对照在两种虫害胁迫条件下均无显著性差异,Bt基因对受体植株的结实影响不明显.在高虫害胁迫条件下,3种转Bt基因水稻的抗虫能力均显著优于非转基因水稻,表明Bt基因对受体植株的抗虫性影响显著.同时,本研究结果还表明转Bt基因水稻的适合度代价较小,预示了抗虫转基因水稻外源Bt基因在一定环境条件下具有逃逸的可能,但这种风险比较小.     

贫瘠营养条件下转cry1Ab/c基因水稻的生态适合度

以抗虫转cry1 Ab/c基因水稻华恢1号(Bt水稻)及其非转基因亲本明恢63(CK水稻)为研究材料,在模拟贫瘠营养条件下(不施肥、无靶标虫压)初步评估了转cry1Ab/c抗虫基因水稻的生态适合度效应.结果表明:贫瘠条件下Bt水稻cry1 Ab/c基因的基本表达规律与大田条件下相似,但是Bt蛋白表达量更低.与亲本明恢63相比,Bt水稻在主要生长发育期的株高、叶绿素含量、叶形和根系等指标方面呈现出显著的生态适合度利益,Bt水稻实粒数、谷粒数、实粒重和千粒重这些重要繁殖指标也较亲本水稻显示出明显的生态适合度正效应,表明其种群在自然界中的生存能力和延续能力可能超越CK水稻,从而产生环境风险.     

抗虫-耐除草剂转基因玉米种植对根际土壤细菌和真菌群落的影响

全生育期种植抗虫基因cry1Ab/cry2Aj和耐除草剂基因G10evo-spsps的转基因玉米及其亲本非转基因玉米,采用定量聚合酶链式反应(PCR)和高通量测序技术,测定玉米拔节期和成熟期根际土壤细菌和真菌群落数量、组成及多样性,研究种植抗虫耐除草剂转基因玉米对根际土壤微生物的影响。结果表明,种植转基因玉米未显著影响根际土壤理化性质、土壤荧光素二乙酸酯水解酶活性、微生物群落丰度及多样性;在门水平上,种植转基因玉米仅显著提高2个生长时期根际土壤细菌放线菌门(Actinobacteria)相对丰度;在属水平上,种植转基因玉米均显著降低2个生长时期根际土壤细菌Candidatus_Nitrososphaera相对丰度;种植转基因玉米未影响真菌门水平相对丰度,但影响根际土壤真菌Fusarium、Staphylotrichum和Lophiostoma属相对丰度。另外,生长时期显著影响根际土壤可溶性有机碳和全氮含量,也显著影响根际土壤细菌群落组成和多样性,但未显著影响根际土壤真菌群落组成和多样性。该研究旨在为转基因作物产业化的自然生态风险管理和控制提供基础数据和理论支撑。     

转基因大豆向野生大豆基因漂移研究进展

随着转基因作物在全球范围内大规模的商业化种植,转基因作物向其野生近缘种基因漂移及其引起的环境风险成为转基因生物安全领域的新课题。野生大豆是我国最重要的生物遗传资源之一。目前,我国不但大量进口转基因大豆,而且具有自主知识产权的转基因大豆已经具备了商业化种植的技术条件,然而转基因大豆向野生大豆基因漂移及其对野生大豆物种资源的影响已成为转基因大豆在我国进行商业化种植必须解决的核心问题。从转基因大豆与野生大豆之间的基因漂移、转基因大豆与野生大豆杂交后代的适合度等方面综述了国内外在转基因大豆向野生大豆基因漂移领域的研究进展,指出了包括转基因大豆与野生大豆杂交后代适合度评价研究方面存在的问题和不足,并提出了转基因大豆向野生大豆基因漂移研究方面的未来发展趋势。     

转cry1Ab和epsps基因玉米C0030.3.5对大型蚤(Daphnia magna)的生态毒性研究

随着抗虫和耐草甘膦除草剂转基因玉米的迅速推广和种植,其环境安全性也越来越成为人们关注的焦点。为探讨抗虫耐除草剂转基因玉米C0030.3.5(外源基因cry1Ab和epsps)对水生动物环境的安全性,以模式生物大型蚤(Daphnia magna)为指示生物,分别使用1.5 g·L~(-1)C0030.3.5玉米粉和其非转基因对照DBN318玉米粉饲喂大型蚤28 d,探讨C0030.3.5玉米对大型蚤生长和繁殖的影响。结果显示,C0030.3.5玉米粉组大型蚤与亲本DBN318组大型蚤相比,体长、存活率、新生幼蚤总数等没有显著性差异(P0.05)。28 d饲喂实验结果表明,抗虫耐除草剂玉米C0030.3.5没有对大型蚤生长和繁殖产生不良影响。上述研究结果为转基因玉米的商业化种植和安全管理提供科学数据。     

耐除草剂转基因玉米对田间节肢动物群落多样性的影响

为了明确转基因耐草甘膦/草铵膦玉米C0010.1.1对大田节肢动物群落多样性的影响,2015年在田间隔离条件下,采用直接观察法和陷阱法对大田节肢动物群落进行统计,分析比较了节肢动物的功能群、多样性指数、优势集中性指数、均匀性指数等相关参数,并计算节肢动物群落的相似度。与非转基因对照玉米178和常规玉米先玉335相比,转基因玉米C0010.1.1田间节肢动物物种数、多样性指数、均匀性指数和优势集中性指数等指标随时间动态变化的趋势基本一致,没有显著差异。这表明转基因玉米C0010.1.1田间节肢动物群落结构与受体品系和常规种基本相似,与对照相比该转基因玉米对田间节肢动物群落的影响无显著差异。     

有机种植方式对稻田动物多样性的影响:以句容戴庄为例

在句容市戴庄村分3 a(2013、2015和2017年)采样,对比有机种植方式(分别连续实施7、9和11 a)和常规种植对稻田动物群落组成和多样性的影响。调查结果表明,有机稻田中动物物种和数量均显著高于常规稻田(P0.05),其中,发现的有机稻田动物分别隶属于腹足纲、寡毛纲、蛭纲、昆虫纲、软甲纲、鳃足纲、蛛形纲、两栖纲、鱼纲和哺乳纲共10纲28目130种,常规稻田动物隶属于8纲13目27种。节肢动物为动物群落的优势物种,有机稻田动物中节肢动物有4纲15目106种,占发现动物总种数的81.5%,其他动物6纲13目24种,占18.5%;常规稻田节肢动物只有3纲9目22种,占常规稻田发现动物总种数的81.5%,其他动物5纲4目5种,占18.5%。有机稻田鱼类、两栖动物和节肢动物群落Margalef丰富度指数和Pielou均匀度指数均显著高于常规稻田(P0.01),有机稻田环节动物、两栖动物和鱼类群落Simpson多样性指数均显著高于常规稻田(P0.01)。有机种植方式不仅能够提高物种多样性,而且能够提高物种均匀度水平,有机水稻栽培下的稻田水生生态系统具有更高的稳定性和更好的环境质量水平。     

转Bt基因抗虫棉对土壤微生物群落生物多样性的影响

设置非转基因抗虫棉棉田以及分别种植7和10 a转Bt基因抗虫棉的棉田3个处理,于2007--2008年棉花苗期、蕾期、花铃期和吐絮期采样测定了土壤中5个微生物种类的数量,以监测长期种植转Bt基因抗虫棉对土壤微生物群落生物多样性的影响.结果表明,3种类型棉田土壤细菌、真菌、固氮菌、反硝化细菌、亚硝化细菌数量以及微生物多样性指数在整个棉花生长期内变化趋势基本一致,其中,在棉花蕾期各种微生物数量达到高峰.与种植非转基因抗虫棉相比,不同种植年限转Bt基因抗虫棉对土壤细菌、真菌、固氮菌、反硝化细菌、亚硝化细菌数量和微生物多样性指数都无显著影响,但随着采样时间的不同,3种类型棉田土壤各类微生物数量和多样性指数都呈明显季节变化.     

多年连续种植转基因Bt汕优63稻田水体和土壤中Cry1Ab/c蛋白残留调查

以湖北武汉、随州、武穴和孝感以及山东德州5个多年转基因水稻种植区为试验地,在水稻生育期采集转cry1 Ab/c基因水稻Bt汕优63(Bt-SY63)和对照非转基因汕优63(SY63)稻田水体和土壤,使用酶联免疫吸附测定(ELISA)方法对稻田水体和土壤Cry1 Ab/c蛋白残留量进行动态监测.结果显示,与SY63稻田相比,连续种植2～4 a后,不同生育期Bt-SY63稻田水体Cry1Ab/c蛋白残留量大多与同一生育期SY63样品间差异未达显著水平(P＞0.05),最高残留量为0.373 ng· mL-1.与水体Cry1Ab/c蛋白残留情况相似,不同生育期Bt-SY63稻田土壤Cry 1Ab/c蛋白残留量大都低于试剂盒检测限(0.25 ng·g-1),仅随州苗期、德州拔节期和开花期样品有微量残留,鲜土残留量分别为0.261、0.540和0.361 ng·g-1,并分别与SY63样品间差异显著(P＜0.05).另外,多年连续种植Bt-SY63水稻后,2、3和4a种植年限的Bt-SY63稻田水体和土壤中Cry1Ab/c蛋白残留量之间大都没有显著差异(P＞0.05).认为连续种植2、3和4a的Bt-SY63水稻稻田水体和土壤仅存在微量Cry1Ab/c蛋白残留,不会造成Cry1Ab/c蛋白在稻田水体和土壤中的累积.     

外源Bt杀虫蛋白和棉花抗虫黄酮类化合物的互作关系

利用高效液相色谱（HPLC）技术比较了不同生长时期围t基因棉花及其对照受体亲本不同器官中主要抗虫黄酮类物质含量的差异。显著性分析发现，外源Bt杀虫蛋白表达对棉花原有的芸香苷，槲皮素和异槲皮苷等抗虫黄酮类化合物不存在不利的影响，以芸香苷作为黄酮类物质代表物，在饲料中进行了棉铃虫幼虫对芸香苷和Bt杀虫蛋白的复合剂量反应试验，结果表明，芸香苷对棉铃虫幼虫的毒杀作用达到极显著水平，同时随着芸香苷浓度的提高，Bt杀虫毒蛋白对棉铃虫幼虫的杀虫效果得到增强。芸香苷对Bt杀虫毒蛋白有极显著增效作用。     

Leaf ontogeny interacts with Bt modification to affect innate resistance in GM aspens

Bioassays with a non-target slug (Deroceras spp.) and chemical analyses were conducted using leaf tissue from already existing genetically modified insect-resistant aspen trees to examine whether genetic modifications to produce Bacillus thuringiensis (Bt) toxins could affect plant phytochemistry, which in turn might influence plant–herbivore interactions. Three major patterns emerged. First, two independent modifications for Bt resistance affected the phytochemical profiles of leaves such that both were different from the isogenic wild-type (Wt) control leaves, but also different from each other. Among the contributors to these differences are substances with a presumed involvement in resistance, such as salicortin and soluble condensed tannins. Second, bioassays with one Bt line suggest that the modification somehow affected innate resistance (“Innate” is used here in opposition to the “acquired” Bt resistance) in ways such that slugs preferred Bt over Wt leaves. Third, the preference test suggests that the innate resistance in Bt relative to Wt plants may not be uniformly expressed throughout the whole plant and that leaf ontogeny interacts with the modification to affect resistance. This was manifested through an ontogenetic determined increase in leaf consumption that was more than four times higher in Bt compared to Wt leaves. Our result are of principal importance, as these indicate that genetic modifications can affect innate resistance and thus non-target herbivores in ways that may have commercial and/or environmental consequences. The finding of a modification–ontogeny interaction effect on innate resistance may be especially important in assessments of GM plants with a long lifespan such as trees.     

Bt作物杀虫蛋白在农田土壤中残留动态的研究进展

综述了转Bt作物释放的杀虫蛋白在农田土壤中的残留动态．重点阐述了：①土壤中Bt毒素蛋白的检测方法；②Bt毒素在土壤中残留、富集与降解动态；③Bt毒素蛋白与土壤中具有表面活性颗粒的吸附结合规律；④土壤中Bt毒素的杀虫活性．国内外研究结果表明，转基因植物释放到土壤中的Bt毒素蛋白迅速与土壤中具有表面活性的颗粒吸附并紧密结合，降低生物降解，但结合后的Bt毒素结构没有改变，致使毒素蛋白在土壤中长期滞留并保持其杀虫活性，可能会对土壤中非靶标生物造成不良影响．因此深入、系统地研究和评价转Bt作物释放的Bt毒素对土壤生态系统的风险迫在眉睫．参50     

优良籼型恢复系转基因植株的获得及其遗传稳定性

报道了用基因枪转化法将雪花莲凝集素基因(gna)转移到优良籼型杂交稻恢复系蜀恢527中．PCR、PCR Southern blotting和Southern blotting等分子检测证明，外源基因以多拷贝单位点方式整合到受体基因组中并稳定遗传到转基因第三代(T2)．转基因第一代植株(TO)在株高和结实率上与相应的组培、种子实生苗植株相比，发生明显的不可遗传的变异，随着繁殖代数的增加，转基因植株恢复到与对照植株一致．Western blotting表明，目的基因在转基因植株中正确表达．蛋白活性分析显示，外源基因在转基因植株中合成的蛋白具有凝血生物活性，含量占可溶性总蛋白的0．1％左右．本文还对转基因技术在杂交稻育种中的应用进行了讨沦．图4表2参18     

水稻抗虫转基因光温敏核不育系植株的获得

以质粒pCUBAC-HPT作抗虫基因供体，优良光温敏核不育系612S为受体，采用基因枪转化法，获得了转抗虫基因sck和sbk的植株．分子证据表明，外源基因己整合到受体基因组中．蛋白活性测定和Western blotting结果显示，转基因在受体植株中得到表达．田间抗虫性测定表明，外源基因的转入提高了受体的抗虫性．本文还讨论了转基因技术在水稻育种中的作用．图5表2参12     

Brazilian free-tailed bats as insect pest regulators in transgenic and conventional cotton crops.

During the past 12000 years agricultural systems have transitioned from natural habitats to conventional agricultural regions and recently to large areas of genetically engineered (GE) croplands. This GE revolution occurred for cotton in a span of slightly more than a decade during which a switch occurred in major cotton production areas from growing 100% conventional cotton to an environment in which 95% transgenics are grown. Ecological interactions between GE targeted insects and other insectivorous insects have been investigated. However, the relationships between ecological functions (such as herbivory and ecosystem transport) and agronomic benefits of avian or mammalian insectivores in the transgenic environment generally remain unclear, although the importance of some agricultural pest management services provided by insectivorous species such as the Brazilian free-tailed bat, Tadarida brasiliensis, have been recognized. We developed a dynamic model to predict regional-scale ecological functions in agricultural food webs by using the indicators of insect pest herbivory measured by cotton boll damage and insect emigration from cotton. In the south-central Texas Winter Garden agricultural region we find that the process of insectivory by bats has a considerable impact on both the ecology and valuation of harvest in Bacillus thuringiensis (Bt) transgenic and nontransgenic cotton crops. Predation on agricultural pests by insectivorous bats may enhance the economic value of agricultural systems by reducing the frequency of required spraying and delaying the ultimate need for new pesticides. In the Winter Garden region, the presence of large numbers of insectivorous bats yields a regional summer dispersion of adult pest insects from Bt cotton that is considerably reduced from the moth emigration when bats are absent in either transgenic or non-transgenic crops. This regional decrease of pest numbers impacts insect herbivory on a transcontinental scale. With a few exceptions, we find that the agronomics of both Bt and conventional cotton production is more profitable when large numbers of insectivorous bats are present.     

苏云金芽孢杆菌生物杀虫剂发酵生产的影响因素及其工艺选择

化学杀虫剂的长期使用给生态环境造成了严重破坏,也使害虫种群的抗药性日益提高,生物杀虫剂以其＂绿色环保＂的特点引起人们的广泛关注。其中,苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis）制剂是目前世界上产量最大、应用最广的生物杀虫剂。它对鳞翅目、双翅目、鞘翅目、螨类等许多有害昆虫有毒杀作用,而对人类、动物和农作物无害。长期以来,人们一直致力于苏云金芽孢杆菌发酵过程的研究,以期获得高毒效的生物杀虫剂产品。本文首先对苏云金芽孢杆菌发酵生产的各种影响因素进行了综合分析,将影响因素分为培养条件和培养基组分两类,得出最佳培养条件为温度：（30±1）℃,pH：7.0±0.1,搅拌速度：400～600r·min-1,通气量：1∶0.6～1.2（发酵培养基体积与每分钟通入空气的体积之比）,接种时间：对数期初;最佳培养基配比为碳氮比：8～10∶1,无机盐含量：KH2PO4或K2HPO4为0.075%～0.2%;MgSO4·7H2O为0.075%～0.3%;CaCO3为0.075%～0.15%;MnSO4·H2O、FeSO4·7H2O各为0.002%。其次,对当前研究与工业化生产中的各种发酵工艺进行了评述,总结了现有发酵工艺的优缺点。在现有研究基础上,降低培养基原料成本、改进发酵工艺和采用基因学手段构建高效工程菌株将成为未来研究热点。     

转Bt基因工程菌BioP8在环境中的消长动态及生物学效应

2001~2004年,在河北省保定市对转Bt基因荧光假单胞菌工程菌BioP8进行了环境释放,并跟踪调查该工程菌在田间的定殖、扩散、田间防效以及对田间节肢动物群落的影响.结果表明,BioP8在甘蓝叶、根及土壤中均能定殖、存活,在植物根部存活能力较强.在施药后d3,BioP8菌密度均达最高值,之后趋于衰减;BioP8对甘蓝田中天敌有较明显的保护作用,对田间节肢动物群落物种丰富度有一定的影响,BioP8防治区的节肢动物个体总量介于化防区和空白对照区的个体总量.图2表1参7