重要转基因生物的风险评价技术和环境安全性研究项目荣获2008年度环境保护科学技术奖一等奖

随着现代生物技术的快速发展以及转基因生物的大规模环境释放,其对生态环境、生物多样性和人类健康可能造成的潜在风险已引起国际社会的广泛关注.     

不同施肥处理下冬小麦-夏玉米轮作农田温室气体的排放

本研究以北京地区冬小麦-夏玉米轮作农田为研究对象,运用静态箱法针对不同施肥措施进行了1年CO2、N2O和CH4交换通量的连续观测.与对照区相比,施肥促进了CO2的排放,并且CO2排放通量表现为尿素区硝态氮肥区;小麦季灌溉也引起了CO2排放的增加;此外,气温和地表温度是影响CO2排放的重要影响因素.冬小麦-夏玉米轮作过程中,N2O的排放集中在玉米季,温度成为小麦季N2O排放的限制因子.氮肥的施加极大地促进了N2O的排放,且等量氮素的硝态氮肥对N2O排放的促进作用明显小于尿素.土壤湿度的骤然变化也是引起N2O排放增加的一个重要因素.由多元线性回归模型分析知,pH、有机质、铵态氮、过氧化氢酶对N2O排放的贡献较大,是N2O排放的主要影响因子.施肥对所研究农田CH4交换通量没有显著影响,但研究区域的平均交换通量均为负值,表现为大气中CH4的一个汇.     

Cr^6＋对3种玉米品种的生理特性影响

为了研究不同剂量下Cr6＋对于三种玉米（Zea mays L.）种子的毒害效应,进一步探究长期堆放铬渣的土壤对周围环境的污染程度以及对生态环境的潜在影响.选取三种不同品种的玉米,随机分为对照组以及1×10^-4、5×10^-4、1×10^-3 mol·L^-1,5×10^-3、1×10^-2 mol·L^-1 实验剂量组,探究Cr6＋对三种不同品种玉米种子的毒害效应.将种子于实验室条件下常规培养后,分别测定不同Cr^6＋胁迫剂量下,三种玉米种子（郑单958,强盛31,农大108）的生长状况,株高、根长、鲜物质量和干物质量以及胁迫前后超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）以及丙二醛（MDA）的含量变化.对不同剂量下Cr^6＋对三种玉米的生理特性影响进行比较研究.结果表明：5 种不同浓度的Cr^6＋溶液对玉米种子进行胁迫后,三种玉米的生长均受到了-定程度的抑制,玉米幼苗株高、根长、鲜物质量和干物质量均呈下降趋势.在低剂量1×10^-4 mol·L^-1 时,即产生显著影响（P〈0.05）,且胁迫剂量越大,对玉米种子生长产生的抑制作用越强.三种不同的玉米种子体内均产生了Cr^6＋富集现象,且随着染毒剂量的增加,玉米体内富集量增加,细胞叶绿素含量和叶绿素a/b 比值降低,三种玉米品种幼苗POD 活性、SOD 活性以及MDA 含量均随暴露浓度增加而增加.在Cr^6＋暴露剂量为最大剂量1×10^-2 mol·L^-1 时,POD 活性、SOD 活性与MDA含量均增加至最大值.各剂量下,均有显著性变化（P〈0.05）产生.由此可见,不同剂量的Cr^6＋对于三种玉米种子均会产生-定的毒害效应,对玉米的生长产生不良影响.     

玉米（Zea mays）对镉积累与转运的品种差异研究

通过田间实验,研究了25个玉米（Zea mays）品种在Cd质量分数为50 mg·kg-1胁迫条件下,Cd对不同玉米品种生长的影响,以及不同玉米品种对Cd积累和转运的品种差异,以期筛选出Cd低积累玉米品种。结果表明：25个玉米品种的生物量和产量对Cd胁迫的响应,以及不同品种根、茎叶和籽粒对Cd的吸收、累积及转运能力存在显著差异（P＜0.05）。有20个品种生物量和19个品种产量下降;有2个品种籽粒的Cd质量分数超过了国家规定的食品卫生标准（≤0.1 mg·kg-1）,占供试品种的8.0%,所有品种茎叶的Cd质量分数均超过了国家规定的饲料卫生标准（≤0.5 mg·kg-1）,超标率为100%;25个玉米品种的富集系数范围为0.063~0.899、茎叶转运系数范围为0.038~0.554、籽粒转运系数范围为0.000~0.111,均小于1,其中有8个品种富集系数〉0.5,1个品种茎叶转运系数〉0.5,而所有品种的籽粒转运系数均〈0.5,说明玉米对土壤Cd仍有一定的吸收能力,但地下部向地上部转运能力以及由茎叶向籽粒的转运能力较弱;根据玉米生物量、产量、籽粒Cd含量以及对Cd的富集系数和转运系数等指标进行评价,认为云瑞8号、会单4号、路单7号3个品种可作为Cd低累积玉米品种,可在云南Cd重度污染土壤上推广种植。     

影响不同农作物镉富集系数的土壤因素

农作物的Cd富集系数（BCF）受多种因素影响.为明确田间条件下不同农作物的Cd富集系数特征差异及土壤性质对其影响,分别在我国水稻、小麦和玉米主产区不同污染程度的地块上作物收获期采集土壤和作物籽粒点对点样品,研究水稻、小麦、夏玉米和春玉米的Cd富集系数特征及土壤性质对不同农作物的Cd富集系数的影响,并通过多元回归方程建立以上农作物Cd富集系数与土壤性质的定量关系.结果表明,在田间土壤中Cd含量范围为0.15~2.66 mg·kg^-1条件下,水稻、小麦、夏玉米和春玉米Cd富集系数的均值分别为0.915、0.155、0.113和0.102,水稻明显高于小麦和玉米,春玉米的Cd富集系数最低.土壤中的Cd含量与小麦、夏玉米和春玉米的BCF呈极显著负相关;土壤有机质（SOM）与小麦、夏玉米BCF之间的关系呈极显著负相关;土壤pH和阳离子交换量（CEC）对作物BCF也有影响.引入土壤Cd含量、pH、SOM、CEC等因素,建立水稻、小麦、夏玉米和春玉米的Cd富集系数预测方程.水稻、小麦、夏玉米和春玉米的BCF预测方程相关系数分别为0.423^*、0.796^**、0.826^**和0.551^**,均达到显著或极显著水平,可以较好地预测不同土壤条件下不同农作物的BCF值.     

涡北煤矿外围农田玉米重金属污染特征及健康风险评价

为全面了解涡北煤矿外围农田玉米重金属污染现状,本文测定了玉米籽粒及对应土壤样品的重金属含量,运用单因子及综合污染指数分析重金属在玉米籽粒中的污染状况,并采用美国EPAMMSOILS风险评价模型评价了摄食玉米对人体造成的重金属健康风险.结果 表明,研究区玉米籽粒中Ni、As、Cr、Zn、Cu、Cd和Pb的平均含量分别为0...     

苯并三唑和镉对斑马鱼肝脏的联合毒性效应

采用转基因斑马鱼Tg (lfabp10a: dsRed; elaA:EGFP)为模型,探讨了环境中苯并三唑及其衍生物(BTRs)与重金属镉对斑马鱼的单独与联合肝脏毒性效应.结果表明,0.001~0.1μmol/L CdCl2单独暴露使斑马鱼肝脏结合蛋白基因lfabp10a表达量增强,肝脏尺寸相对空白对照组显著膨大(P<0.005),而1μmol/L CdCl2显著抑制斑马鱼lfabp10a的表达,肝脏尺寸相对空白对照组显著降低(P<0.005).苯并三唑(1H-BTR,1H-benzotriazole)相对CdCl2而言毒性较低,5 μmol/L 1H-BTR暴露时斑马鱼肝脏lfabp10a表达量增强(P=0.000).联合暴露研究发现,1H-BTR能显著降低重金属镉对斑马鱼的肝脏毒性.因此, 苯并三唑在环境污染物毒性评价中具有重要意义.     

二氧化硫胁迫对不同抗性玉米幼苗活性氧代谢的影响

采用60mg·m-3SO2气体处理玉米（Zea Mays.L）幼苗,通过组织化学染色和定量测定,分析了高抗自交系齐139和敏感自交系昌7-2在活性氧代谢上的差异。结果表明：SO2胁迫处理3h后,高抗系齐139幼苗叶片积累了较高的O2-和H2O2,12h后被迅速清除而趋于平衡;而高感系昌7-2叶片在胁迫早期产生的O2-和H2O2较少,后期有大量的O2-和H2O2积累,导致细胞损伤。抗氧化酶SOD和CAT在抗性系中显著升高,而敏感系中增幅不显著。这一研究表明不同抗性系中活性氧代谢的差异可能与其对SO2的抗性密切相关。     

不同钝化材料对玉米Cd、Pb积累与转运的影响

为探究不同钝化材料组合及用量对玉米吸收Cd、Pb的阻控效果,实现重金属污染耕地的安全利用,以“华兴单88”为供试玉米,采用田间试验方法,研究喷施叶面阻控剂(JGL)、不同用量有机肥(YJF1和YJF2)、腐植酸(FZS)和土壤重金属钝化剂(DHJ)以及YJF、FZS和DHJ与JGL的组合(YJF1⁺/YJF2⁺、FZS⁺和DHJ⁺)对玉米生物性状和各部位Cd、Pb含量以及富集系数(BCF)、转运系数(TF)的影响,并根据玉米籽粒Cd、Pb的BCF推算土壤Cd、Pb风险阈值(T)作为阻控效果的评价指标。结果表明,9种阻控措施处理玉米产量较CK提高14.4%～32.3%,增产能力表现为JGL++++;玉米籽粒Cd、Pb含量以及相应的BCF相较CK分别降低31.0%～65.5%、18.2%～59.1%...     

腾格里沙漠水南缘玉米生态系统养生平衡初探

两年的试验结果表明,玉米养分三种类型的产量,植株干物质和养分状况均有明显的差异。这种差异与土壤养分和人工施肥密切相关。在风沙土上层覆盖灌淤土,适量施氮磷肥,可使玉米养分平衡并提高产量。