转cry1 Ab基因粳稻对稻田节肢动物群落的影响

在将稻田节肢动物群落按营养关系分为植食类、寄生类、捕食类、腐食类和其他类等5个功能团的基础上,从功能团优势度、群落结构参数及群落相异性等方面,经2年3点的调查就2个转cry1Ab基因粳稻（Bt粳稻）品系KMD1和KMD2对稻田节肢动物群落结构的影响做了评价。结果表明：在大多数情况下,Bt粳稻与对照间各功能团优势度、群落结构参数[物种丰富度（S）、Shannon-Wiener多样性指数（H′）、均匀性指数（J）、优势集中性指数（C）]及其时间动态无明显差异;Bt粳稻与对照间植食类、寄生类、捕食类亚群落,及整个节肢动物群落的相似性也较高。综合分析认为,Bt粳稻对稻田节肢动物群落结构无明显的负面影响。     

抗虫转基因水稻和化学杀虫剂对稻田节肢动物群落的影响

从功能团优势度、功能团内科组成及其优势度、功能团个体数量、群落主要参数及群落结构相异性等方面,就含crylAb／crylAc融合基因的Bt水稻和化学杀虫剂对稻田节肢动物群落影响进行比较研究．结果表明,与对照田相比,Bt稻田的节肢动物功能团组成及其优势度、各功能团内科组成及其优势度分布、功能团内个体数量的时间动态、群落参数(物种丰富度、Shannon-Wiener多样性指数、均匀性指数、优势集中性指数)及时间动态在大多情况下均无显著差异,两者间群落结构相似性较高．Bt水稻对稻田节肢动物群落基本无明显的负效应、而化防田的功能团优势度等群落特征指标与对照田相比,有时具有明显甚至显著的差异;群落结构相似性也较低．综合分析表明,Bt水稻对稻田节肢动物群落的影响明显弱于化学杀虫剂。     

转cry1Ab基因粳稻对稻田节肢动物群落的影响

在将稻田节肢动物群落按营养关系分为植食类、寄生类、捕食类、腐食类和其他类等5个功能团的基础上,从功能团优势度、群落结构参数及群落相异性等方面,经2年3点的调查就2个转cry1Ab基因粳稻（Bt粳稻）品系KMD1和KMD2对稻田节肢动物群落结构的影响做了评价。结果表明：在大多数情况下,Bt粳稻与对照间各功能团优势度、群落结构参数［物种丰富度（S）、Shannon-Wiener多样性指数（H′）、均匀性指数（J）、优势集中性指数（C）］及其时间动态无明显差异;Bt粳稻与对照间植食类、寄生类、捕食类亚群落,及整个节肢动物群落的相似性也较高。综合分析认为,Bt粳稻对稻田节肢动物群落结构无明显的负面影响。     

转Bt基因水稻“赣绿1号”对田间节肢动物群落的影响

【目的】研究转Bt基因水稻"赣绿1号"对田间节肢动物群落的影响。【方法】以含有转cry1Ab/Ac基因水稻与常规对照为材料,2012和2013连续两年在江西南昌县开展田间试验。【结果】转Bt基因水稻"赣绿1号"田间节肢动物群落结构物种数、优势集中度、香农指数和均匀性指数与对照相比,均无显著差异;"赣绿1号"田间节肢动物5类功能团的优势度与对照田均无显著差异;"赣绿1号"田与对照田田间节肢动物群落相异性数值大多较低。【结论】转Bt基因水稻"赣绿1号"对田间节肢动物群落结构没有明显的不利影响。     

转cry1Ac/sck基因抗虫水稻对稻田寄生蜂群落影响的评价

以转cry1Ac/sck双基因抗虫水稻MSA、MSB、MSA4（对照： MH86）及其杂交稻KF6-304（对照： Ⅱ-YM86）为材料,系统地研究了转基因抗虫水稻对稻田寄生蜂群落的影响及生态安全性。结果表明： 在群落水平上,转基因抗虫水稻MSA、MSB、MSA4及杂交稻KF6-304对稻田寄生蜂的物种丰富度、多样性指数、均匀性指数和优势集中性指数的总体情况与时间动态以及个体总数无明显负面影响,但在生长中期转基因稻可降低稻田寄生蜂的个体数量。按寄生蜂功能团分析,MSA与MSA4在水稻生长发育的后期初始,提高卵寄生蜂的数量,MSA、MSB、MSA4及杂交稻KF6-304显著降低以靶标害虫稻纵卷叶螟为寄主的寄生蜂功能团的个体数量,对其他寄生蜂无明显负面影响。     

上海地区花卉节肢动物群落组成调查

2006年2月至2007年1月对上海地区60余种花卉生境中节肢动物群落组成进行了调查,把采集的节肢动物按营养关系分为植食类、捕食类、寄生类、其它类等4个功能团。根据鉴定结果,植食类共121种,捕食类22种,寄生类12科,其它类13科。其中,16种节肢动物为上海地区首次报道。植食类、捕食类、寄生类和其它类的相对丰富度分别为78.10%、5.61%、2.44%和13.85%。保护花卉生境中的捕食性和寄生性天敌种类是花卉生产生态化管理的重要任务之一。     

冬水田典型生境类型节肢动物群落多样性及生物量特征

为了掌握休耕季节不同生境冬水田节肢动物群落多样性及生物量特征,于2017年2—4月在重庆市璧山区通过陷阱法对3类冬水田耕作区及期9个小区生境进行了定点调查,分别为水稻和蔬菜及荒地耕作区、水稻和蔬菜耕作区及水稻和林地耕作区。共捕获节肢动物108367只,隶属于3纲119科(种)。Berger-Parker优势度指数表明,冬水田节肢动物群落以罕见或稀少种(类群)数量最多以及优势类群数量稀少且突出为最基本特征,圆科和长角科是最主要的优势类群。节肢动物密度和生物量的百分比分析表明,腐食者和捕食者是节肢动物群落的主要功能团;弹尾虫以及不同种类蜘蛛和天敌昆虫类群分别构成了腐食者和捕食者中的主要类群(种)。3类冬水田及其小区节肢动物群落主要功能团密度和生物量以及群落Shannon-Wiener多样性指数(H′)、Margalef丰富度指数(D)、Pielou均匀度指数(J)和Simpson优势集中性指数(C)均有明显的规律变化,且出现了显著性差异(P0.05);节肢动物群落及其主要功能团腐食者和植食者分别在密度和生物量间,以及捕食者与其猎物腐食者和植食者在生物量上都具显著的相关性(P0.05)。群落相似性及相关性分析显示,3类冬水田及其小区节肢动物群落组成总体上差异明显,显然受到了稻田生境及耕作/管理等非生物因素的影响;其中生境类型(FH)作用最大,其次是蓄水量(EWQ)、稻桩生物(BR)、种植模式(PP)和收割方式(HM);它们与节肢动物群落密度及参数H′、D和C,以及腐食者密度和生物量、捕食者密度等显著正相关或负相关(P0.05)。主成分及聚类分析结果进一步指出,3类冬水田的生境异质性差异较大,这与它们小区在节肢动物群落密度(AI)、腐食者密度(DI)及FH等生物和非生物因素上的较大不同有关。总之,3类冬水田主要营养链“水稻秸秆-腐食者-捕食者”中存在不同程度的级联效应;弹尾虫作为该效应中腐食者的代表承担着冬水田“关键或中心”节肢动物类群具有的双重生态功能;不同冬水田及其小区节肢动物群落多样性及生物量特征差异明显,这与FH、EWQ、BR、PP和HM等非生物因素密切相关。     

群落结构特征参数对葡萄园节肢动物群落作用的比较

利用主成分分析法,对葡萄园节肢动物群落、植食类亚群落、捕食类亚群落的特征参数进行分析.结果表明,葡萄园节肢动物群落、植食类亚群落、捕食类亚群落特征向量矩阵中第1主分量综合指标贡献率依次为66.70%、73.39%和54.17%.节肢动物群落的总个体数N、Hill多样性指数N₁、Hill多样性指数N₂和McIntosh指数D_mc的标准回归系数绝对值较大,对群落贡献大;植食类亚群落的N、N₂、N₁和物种数S的标准回归系数绝对值较大,对植食类亚群落贡献大;捕食类亚群落的N₂、N₁、Shannon-Wiener多样性指数H'和丰富度R的标准回归系数绝对值较大,对捕食类亚群落贡献大.综合分析,多样性指数N₁和N₂对3种类型群落贡献较大.     

转cry1Ab/1Ac,cry1C,cry2A基因水稻对田间稻纵卷叶螟及其捕食类天敌的影响

在转Bt基因水稻商业化之前需要评价其对靶标害虫及其天敌的影响.本研究连续2年在3个地点调查了3种转Bt水稻材料和非转基因水稻田间稻纵卷叶螟为害情况,稻纵卷叶螟及其4种捕食类天敌的种群密度、相对丰富度和种群动态.结果表明,水稻材料对卷叶率和稻纵卷叶螟幼虫种群密度有显著影响.非转基因水稻田间卷叶率显著高于3种转Bt基因水稻田.在调查期间,不同地点3种非转基因水稻田间稻纵卷叶螟幼虫的种群密度以及它在植食类功能团内的相对丰富度均显著高于3种转Bt基因水稻田.水稻材料、水稻材料×调查日期、水稻材料×调查年份、水稻材料×调查日期×调查年份对稻纵卷叶螟幼虫的种群动态均有显著影响.但是,3种转Bt基因水稻材料和非转基因水稻田间4种捕食类天敌的相对丰富度、种群密度以及种群动态基本没有显著差异.从上述结果可推论,转Bt基因水稻中的Bt蛋白能明显抑制稻纵卷叶螟的发生,但对4种捕食类天敌没有显著影响.     

转cry1Ab基因水稻田寄生蜂亚群落结构及其优势类群数量动态的研究

从寄生蜂的优势度、数量和时间动态等方面,对含cry1Ab基因的Bt水稻对稻田寄生蜂群落的影响作了评价。寄生蜂各科的组成与优势度的分布在Bt稻田和对照间无显著差异,但数量低于对照,其中,优势类群茧蜂数量显著低于对照。从田间动态看,仅在寄生蜂发生的高峰期,Bt稻田中的主要寄生蜂才显著低于对照。因此,Bt水稻对靶标害虫主要寄生蜂尤其是茧蜂可能具一定的负面影响。     

Arthropod abundance and diversity in Bt and non-Bt rice fields

In a field experiment, possible effects of transgenic Bt rice on arthropod communities under paddy field conditions were assessed for 3 yr in terms of arthropod guild dominance, family composition, dominance distribution of each guild, individuals of each guild, and community indices (including Shannon-Weaver diversity index and dominant concentration index). Our results overall suggested no significant differences between the Bt and control rice plots in these arthropod community-specific parameters. The similarity of arthropod communities in the Bt and control rice plots was apparently high. Based on our findings, we conclude that Bt rice generally exerts no marked negative effects on the arthropod community in paddy fields.     

转cry1 Ac/cpti基因水稻对土壤氨氧化细菌群落组成和丰度的影响

【背景】氨氧化细菌是驱动硝化作用的关键微生物,其群落多样性变化对土壤氮素转化具有重要意义。转基因作物可能通过根系分泌物和植株残体组成的改变对土壤微生物群落产生影响。【方法】本研究通过田间定位试验,利用特异引物进行PCR-DGGE（聚合酶链反应—变性梯度凝胶电泳）和荧光定量PCR,分析了种植转cry1 Ac/cpti双价抗虫基因水稻第3、4年土壤中氨氧化细菌群落组成和丰度的变化。【结果】水稻各生育期（分蘖期、齐穗期和成熟期）内,转cry1 Ac/cpti基因杂交稻Ⅱ优科丰8号（GM）的土壤氨氧化细菌16S rRNA基因群落组成、多样性指数与其对应的非转基因杂交稻Ⅱ优明恢86（CK）间均没有显著差异;以DGGE条带为基础的氨氧化细菌群落组成的冗余分析（RDA）显示,GM和CK的土壤氨氧化细菌群落组成只与水稻生育期存在显著相关性（P=0.002和0.018）;同时,水稻各生育期内土壤氨氧化细菌16S rRNA基因丰度在GM和CK间也没有显著差异,但均随水稻生长而变化且在齐穗期达到最高（P〈0.05）。【结论与意义】稻田土壤氨氧化细菌的群落组成与丰度在水稻不同生育期存在差异,但在转cry1 Ac/cpti基因水稻和非转基因水稻间没有显著差异,即一定时期内种植转cry1 Ac/cpti抗虫基因水稻不会影响土壤氨氧化细菌的群落组成和丰度。     

Resistance of transgenic rice events (rbcS:cry1Ac) against three lepidopteran rice pests

The transgenic rice expressing cry1Ac gene, which is linked to the rice rbcS promoter and its transit peptide sequence (tp), was highly resistant against all instars of Cnaphalocrocis medinalis (Guenetée) (Lepidoptera: Crambidae). In this study, we evaluated the larval mortality, behavior change, and field occurrence of three main rice pests, C. medinalis, Naranga aenescens (Moore) (Lepidoptera: Noctuidae), and Parnara guttata (Bremer & Grey) (Lepidoptera: Hesperiidae) in T4 generations of three Bt rice events (rbcS3:cry1Ac; 608102, 608104 and 608107) and non-Bt rice. All of the three Bt rice events were resistant to C. medinalis which showed significantly higher mortality for all instars compared to non-Bt rice. The resistance of Bt rice events against the larvae decreased gradually as the larvae developed. However, the survived larvae which ingested Bt rice events died eventually without further development. The resistance of three Bt rice events was investigated in the pot test, which was conducted with 3rd instars of C. medinalis, N. aenescens, and P. guttata, showed mortalities of over 70%. In behavioral assay, C. medinalis fed on the Bt rice events showed feeding avoidance and less leaf rolling behavior compared to that of the larvae fed on non-Bt rice. A 2-yr field survey conducted with larvae of C. medinalis and P. guttata also showed that the three Bt rice events significantly had lower damaged on leaves compared to that of non-Bt rice. Overall, the three Bt rice events were highly resistant to the larvae of lepidopteran target rice pests.     

不同种植方式下转Bt基因水稻对稻田节肢动物群落的影响

如何设置庇护所使其在转基因作物靶标害虫抗性治理中达到更高的效率,就此,本文 研究了Bt水稻与非Bt水稻不同种植方式对Bt稻田节肢动物群落的影响。结果表明,整体上,块块种植和列列混栽方式对Bt稻田节肢动物群落多样性、均匀度和优势集中性无显著影响;但混栽方式下的Bt稻田节肢动物群落个体密度和物种丰富度显著偏低。在水稻发育中期,混栽方式下Bt稻田节肢动物群落季节动态与块块种植方式下的明显不同,其多样性、均匀度、优势集中性指数均类似于同种植方式下非Bt稻上各参数的季节动态。混栽方式下的庇护所效应更明显。     

Field response of aboveground non-target arthropod community to transgenic Bt-Cry1Ab rice plant residues in postharvest seasons

Risk assessments of ecological effects of transgenic rice expressing lepidoptera-Cry proteins from Bacillus thuringiensis (Bt) on non-target arthropods have primarily focused on rice plants during cropping season, whereas few studies have investigated the effects in postharvest periods. Harvested rice fallow fields provide a critical over-wintering habitat for arthropods in the Chinese rice ecosystems, particularly in the southern region of the country. During 2006-08, two independent field trials were conducted in Chongqing, China to investigate the effects of transgenic Cry1Ab rice residues on non-target arthropod communities. In each trial, pitfall traps were used to sample arthropods in field plots planted with one non-Bt variety and two Bt rice lines expressing the Cry1Ab protein. Aboveground arthropods in the trial plots during the postharvest season were abundant, while community densities varied significantly between the two trials. A total of 52,386 individual insects and spiders, representing 93 families, was captured in the two trials. Predominant arthropods sampled were detritivores, which accounted for 91.9% of the total captures. Other arthropods sampled included predators (4.2%), herbivores (3.2%), and parasitoids (0.7%). In general, there were no significant differences among non-Bt and Bt rice plots in all arthropod community-specific parameters for both trials, suggesting no adverse impact of the Bt rice plant residues on the aboveground non-target arthropod communities during the postharvest season. The results of this study provide additional evidence that Bt rice is safe to non-target arthropod communities in the Chinese rice ecosystems.     

水稻中cry1Ah1基因密码子优化方案的比较

cry1Ah1基因是本实验室克隆的具有自主知识产权的模式基因,对鳞翅目害虫水稻二化螟等具有高毒力,具有较好的应用前景。为提高cry1Ah1基因在水稻中的表达量,探讨密码子使用频率对基因表达的影响,依据水稻密码子使用频率设计5种不同的优化方案,提高GC含量并去除剪切信号等不稳定因素后合成cry1Ah1基因杀虫活性区域。优化后的基因在大肠杆菌Rosetta(DE3)中正常表达了65 kDa蛋白,表达蛋白对2龄小菜蛾和水稻二化螟初孵幼虫都具有良好的杀虫活性。优化的基因转化水稻日本晴后,PCR阳性率达到87%以上,实时荧光定量RT-PCR和ELISA分析表明全部采用最高频率密码子的优化方案效果最好,Cry1Ah蛋白平均表达量占可溶性蛋白的0.104%。