转Bt基因玉米根际土壤及秸秆残体中

采用ELISA法研究了田间种植条件下转Bt基因玉米MON810生育期根际土壤及还田秸秆中Cry1Ab蛋白的田间残留降解动态,并分别用移动对数模型、指数模型和双指数模型对秸秆分解释放Cry1Ab蛋白的田间降解动态进行拟合,估算了DT₅₀和DT₉₀值. 结果表明: Bt玉米不同生育期根际土壤中Cry1Ab蛋白含量差异较大,但总体随生育期的延长而显著降低. 收获后地表覆盖和埋入土壤两种秸秆还田方式下,秸秆中Cry1Ab蛋白在土壤中的降解规律基本一致,均呈现前期大量快速降解,中后期极少量稳定降解两个阶段. 秸秆还田7 d内,地表覆盖处理的Cry1Ab蛋白降解率均极显著高于埋入土壤处理;10 d时两处理的降解率基本一致,分别为88.8%和88.6%;20 d后,两处理秸秆中Cry1Ab蛋白的降解日趋缓慢;至180 d时仍能检测到少量的Cry1Ab蛋白. 3种模型均能较好地反映秸秆中Cry1Ab蛋白的田间降解规律,从相关系数(R)及DT₉₀值与实测值的吻合程度来看,双指数模型最优.     

转Bt基因玉米根际土壤及秸秆残体中Cry1Ab蛋白含量动态

采用ELISA法研究了田间种植条件下转Bt基因玉米MON810生育期根际土壤及还田秸秆中Cry1Ab蛋白的田间残留降解动态,并分别用移动对数模型、指数模型和双指数模型对秸秆分解释放Cry1Ab蛋白的田间降解动态进行拟合,估算了DT5o和DT90值.结果表明:Bt玉米不同生育期根际土壤中Cry1 Ab蛋白含量差异较大,但总体随生育期的延长而显著降低.收获后地表覆盖和埋入土壤两种秸秆还田方式下,秸秆中Cry1Ab蛋白在土壤中的降解规律基本一致,均呈现前期大量快速降解,中后期极少量稳定降解两个阶段.秸秆还田7d内,地表覆盖处理的Cry1Ab蛋白降解率均极显著高于埋入土壤处理;10 d时两处理的降解率基本一致,分别为88.8％和88.6％;20 d后,两处理秸秆中Cry1Ab蛋白的降解日趋缓慢;至180 d时仍能检测到少量的Cry1Ab蛋白.3种模型均能较好地反映秸秆中Cry1Ab蛋白的田间降解规律,从相关系数(R)及DTgo值与实测值的吻合程度来看,双指数模型最优.     

种植Bt玉米及秸秆还田后土壤中Bt蛋白的变化及其对土壤养分的影响

在大棚水泥池内种植两个Bt玉米(5422Bt1和5422CBCL)及其同源常规玉米5422,研究了种植Bt玉米及秸秆还田过程中根际土、根围土、3层根外土(0～20、20～40和40～60 cm)中Bt蛋白含量的时空动态特征及其对土壤养分含量的影响．结果表明： 种植Bt玉米和常规玉米后,根围土(种植后90 d)和3层根外土(种植后30、60和90 d)中均检测到少量的Bt蛋白(含量<0.5 ng·g^-1),在Bt玉米5422Bt1和5422CBCL根际土中则分别检测到1.59和2.78 ng·g^-1的Bt蛋白．玉米秸秆还田后,Bt蛋白能在3 d内快速降解,在还田后第7天只检测到少量的Bt蛋白．与常规玉米5422相比,种植Bt玉米5422Bt1 90 d后根围土和3层根外土中有机质、速效养分(碱解氮、速效磷和速效钾)和全量养分(全氮、全磷和全钾)含量均没有显著差异;5422Bt1秸秆还田60 d后0～20 cm土层的有机质和全氮含量显著升高,速效钾含量显著降低,而其他养分指标则没有显著差异,20～40 cm和40～60 cm土层的所有养分指标均没有明显差异．种植Bt玉米5422CBCL后根围土中仅速效磷含量显著低于种植常规玉米5422,但0～20 cm土层中全磷含量显著提高,其他养分指标均没有差异;还田5422CBCL秸秆后仅0～20 cm土层的速效磷含量显著高于常规玉米5422．研究结果表明,通过玉米根系分泌和秸秆分解进入土壤的Bt蛋白不会在土壤中累积,对养分含量也基本没有显著影响.
     

Bt作物秸秆还田对土壤生态系统的影响研究进展

随着Bt作物种植面积的逐年增加, 人们对Bt作物释放后潜在的安全性也越来越关注。Bt作物释放的Bt蛋白可以主要通过秸秆还田方式进入土壤进而可能会对土壤生态系统造成影响。本文综述了Bt作物秸秆还田释放的Bt蛋白在土壤中的降解及对土壤生态系统影响的研究进展。重点阐述了①Bt作物秸秆还田释放的Bt蛋白在土壤中的降解; ②Bt作物秸秆还田对土壤微生物的影响; ③Bt作物秸秆还田对土壤动物的影响; ④Bt作物秸秆还田对土壤酶活性的影响; ⑤Bt作物秸秆还田对土壤养分含量的影响。从而为Bt作物秸秆还田对土壤环境的生态风险评价提供参考。     

Bt玉米秸秆Bt蛋白的土壤降解及其拟合模型的比较

研究4种Bt玉米(34B24、NK58-D1、R×601RR/YG和农大61)秸秆分解释放Bt蛋白的土壤降解动态,分别应用一级动力学反应方程、双指数模型和移动对数模型进行了拟合。结果表明,4种Bt玉米Bt蛋白的土壤降解均呈现前期负指数大量快速降解和中后期极少量稳定两个阶段,双指数模型与移动对数模型的拟合结果比一级动力学反应方程更符合实际。判断模型拟合精度时不能只用拟合结果的统计指标值来确定,图示对比实测值与模拟值的差异是避免应用统计学拟合精度指标很高但并不符合实际的模型错误估算DT50的有效办法。在研究转基因作物秸秆中Bt蛋白土壤降解规律时,应该根据其土壤降解前期较快的特点,增加前期取样的次数,以便更好地对模拟模型求得的安全性评价关键参数DT50的准确性进行科学判断。     

Bt玉米秸秆杀虫蛋白对赤子爱胜蚓酶活性的影响

Bt玉米分泌的Bt蛋白可通过秸秆还田、根系分泌、花粉飘落等途径进入土壤.本文模拟秸秆还田,在土壤中添加5%或7.5%的Bt玉米及其同源常规玉米秸秆饲养赤子爱胜蚓,分别于7、14d后检测蚯蚓总蛋白含量、乙酰胆碱酯酶(AchE)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)的活性.结果表明:同一玉米品种,同一秸秆添加量处理下,与培养7d相比,培养14d的蚯蚓总蛋白含量下降,AchE、CAT和SOD酶活性提高,GSH-PX酶活性降低.同一培养时间、同一秸秆添加量处理下,与常规相比,Bt玉米培养的蚯蚓SOD活性提高,AchE和GSH-PX活性下降,总蛋白含量和CAT活性无显著变化.表明Bt玉米秸秆处理对蚯蚓总蛋白没有抑制作用,能降低AchE和GSH-PX活性,对CAT没有诱导作用,但在短时间内能诱导蚯蚓SOD酶活性.     

Bt玉米秸秆分解对土壤酶活性和土壤肥力的影响

通过室内实验,研究了Bt玉米34B24和同源常规品种34B23、Bt玉米农大61和常规品种农大3138秸秆分解对土壤酶活性和土壤肥力的影响.结果表明,与34B23处理相比,34B24处理的土壤蛋白酶和酸性磷酸酶活性在观测期没有显著差异;7d时土壤脱氢酶活性显著提高,1、4、60和7d土壤蔗糖酶活性显著提高;30d时土壤脲酶活性显著提高,4d和7d时则土壤脲酶活性显著降低.2个Bt玉米处理和2个常规玉米处理的土壤酶活性也在某些时间有显著差异.秸秆分解90d后,34B24处理比34B23处理.显著降低了土壤速效磷和速效钾含量.以上差异与不同秸秆的化学构成有关,Bt基因的转化过程可能会影响受体作物秸秆的化学成分.应建立不同土壤类型土壤酶活性的标准分级体系,以便科学评价Bt玉米秸秆分解对土壤质量的影响.     

Bt抗虫棉秸秆还田对土壤养分特征的影响

【目的】研究转基因作物秸秆或残茬还田可能对土壤养分特性造成的影响。【方法】以不同抗虫水平Bt棉花和常规棉花(泗棉3号)为研究材料,分别在经过一、二个生长周期后将秸秆机械粉碎后原位还田,40 d后测定分析土壤中Bt蛋白含量及肥力相关的养分含量变化。【结果】Bt棉秸秆还田后,所有品种棉花土壤中Bt蛋白含量与还田前无显著增加,且转Bt基因棉与非转基因棉还田对土壤Bt蛋白含量的影响并无显著差异。同时,棉秸秆还田可显著提高土壤有机质、速效磷、碱解氮、速效钾、全氮、全磷和全钾含量,提升土壤pH值;增加幅度在不同抗虫水平Bt棉花间及与非转基因常规棉花品种间皆无显著性差异。【结论】秸秆还田对土壤肥力的提升与Bt棉的抗虫水平无关。“转Bt基因”不成为Bt棉秸秆还田提高土壤肥力的限制性因素,其秸秆还田不会对土壤肥力质量产生负面影响,可使土壤养分含量增加,有效提升土壤肥力。秸秆原位还田简单、无害又提升肥力,有条件作为转Bt基因植物秸秆无害化处理的理想方式。     

Bt蛋白Vip3Aa19、Cry1Ab和Cry1Ah对玉米蚜的效应评价

[目的] 探讨转基因玉米表达的3种Bt蛋白对非靶标害虫玉米蚜的影响效应,为农田生态系统中转基因玉米的环境安全评价提供依据。[方法] 在玉米蚜全纯人工饲料中分别添加Bt蛋白Vip3Aa19、Cry1Ab和Cry1Ah饲养玉米蚜,并以PBS缓冲液或Na₂CO₃溶液为阴性对照,添加酪蛋白（casein,CS）为中性对照,添加印楝素（neem oil）为阳性对照,比较分析Bt蛋白等各处理对玉米蚜存活率、发育历期、有翅蚜率及繁殖力的影响。[结果] 低浓度印楝素（Neem-L）处理后玉米蚜半数个体生存时间（ST₅₀）为3.2~4.0 d,高浓度印楝素（Neem-H）处理后,玉米蚜在第4天全部死亡,这2个处理均没有子代若蚜产生。添加Bt蛋白和CS对玉米蚜的生存时间没有显著影响,ST₅₀在8.3~9.6 d之间。与阴性对照相比,3个Bt蛋白和CS处理的若蚜期显著短1.0~2.9 d,产出的下一代若蚜数显著增多。Vip3Aa19、Cry1Ab以及CS处理后,有翅蚜比例显著高于其阴性对照。[结论] 饲料中分别添加3种Bt蛋白Vip3Aa19、Cry1Ab和Cry1Ah对玉米蚜的存活率没有显著影响,但具有与添加CS等同提高饲料营养质量的效果;与阴性对照相比,添加3种Bt蛋白对玉米蚜的生长发育和繁殖具有显著的促进效应。     

Bt毒蛋白在转基因抗虫玉米中的表达及在亚洲玉米螟中的转移积累

以两个转Bt基因抗虫玉米品系G03-2396、G03-2739和对照玉米品种苏玉16为材料,采用室内生物测定法研究它们对亚洲玉米螟的抗性, 并采用酶联免疫技术（ELISA）检测这两个转基因玉米品系不同组织中Bt毒蛋白的表达量及亚洲玉米螟3龄与5龄幼虫取食转基因玉米后体内和粪便中的Bt毒蛋白含量.结果表明：转Bt基因抗虫玉米心叶对玉米螟幼虫的毒性较强,初孵幼虫取食6 d后的存活率不到3%,3龄幼虫取食6 d后的存活率小于70%,抗虫玉米雌穗的毒性小于心叶.两个转Bt基因玉米心叶和雌穗中均表达了一定量的Bt毒蛋白,但心叶中的毒蛋白含量高于雌穗;Bt毒蛋白表达量依次为G03-2739心叶（39.6 μg·g^-1FM）> G03-2396心叶（26.1 μg·g^-1 FM）> G03-2396雌穗（17.0 μg·g^-1 FM）> G03-2739雌穗（14.6 μg·g^-1 FM）.取食转基因玉米心叶或雌穗后,3龄幼虫体内的Bt毒蛋白含量显著高于5龄幼虫;同龄幼虫取食心叶后其体内及粪便中Bt毒蛋白含量均显著高于取食雌穗的个体.其中,取食G03-2739心叶的5龄幼虫粪便中的Bt毒蛋白含量最高,达10.4 μg·g^-1 FM;取食其雌穗的3龄幼虫粪便中的Bt毒蛋白含量最低,仅2.7 μg·g^-1 FM.     

转Bt基因棉花杀虫晶体蛋白的表达及光合特性的研究

转Bt基因棉花(GK、ZK)及非Bt基因棉花(CZ)杀虫晶体蛋白表达及光合特性的研究表明,杀虫晶体蛋白在转Bt基因棉花GK与ZK中的表达总量及在各器官中的分配均有所不同．转Bt基因棉花叶片的净光合速率的光响应与常规棉有所不同．转Bt基因棉花GK与ZK叶片的叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率的日变化有明显的不同,而胞间二氧化碳浓度、气孔限制值、叶温的日变化趋势则基本一致．胞间二氧化碳浓度的日平均值在两转Bt基因棉花间的差异达显著水平,而其它各指标在不同处理间的差异均未达显著．     

转基因抗虫棉Bt基因插入区碱基组成分析

利用TAIL－PCR的方法克隆不同来源的转基因抗虫棉中外源基因插入区的侧翼序列并对其进行序列和结构分析,结果表明,同一个较基因的单构自交得到的不同株系中外源基因插入区的两侧DNA序列完全相同,不同的转基因抗虫棉虫的外源基因插入位置各不相同,不同来源的转基因品种外源基因插入的上游侧翼片段含有一段残留质粒片段,外源基因插入的下游侧翼片段为富含AT碱基结构,其中泗棉3号转基因抗虫品系中下游侧翼片段的AT碱基高达92％,Southern杂交结果显示这些侧翼序列为高AT含量的多拷贝序列,序列中没有发现拓扑异构酶的结合位点。     

Bt毒素在转基因棉花与土壤系统中的分布

研究了转Bt基因棉花与土壤系统中Bt毒素的分布.结果表明,两种转Bt基因棉花地上部(叶片、茎秆)的毒素表达量(103.5～134.1 ng·g^-1)显著高于地下部分(根系)(44.7～21.2 ng·g^-1),土壤中Bt毒素总量可通过转基因棉花地上部分秸秆的处理得到控制;Bt毒素在转Bt基因棉花根系分泌物中的含量极低,如果控制Bt毒素的其它导入来源,将显著降低转Bt基因作物释放中因Bt毒素导入而引发的对土壤生态系统的扰动.     

Amino acid composition and level affect Bt protein concentration in Bt cotton

Low insect resistance has been widely observed in Bacillus thuringiensis (Bt) transgenic cotton. The objective of this study was to investigate the effects of amino acid compositions and their concentration on the Bt toxin content in Bt cotton to gain a better physiological understanding of the observed phenomenon. In the 2010 study, the leaf amino acid composition, contents, and Bt protein concentrations were investigated under high temperature (36?°C) and low temperature(18?°C) at both square and boll stage respectively. In 2011, the leaves were sprayed with ethionone sulfoximine (MSO), aminooxyacetic acid (AOA) or combination of MSO and AOA at the two developing stages, and the leaf amino acid composition and Bt protein concentrations were investigated. In 2012, 17 amino acid compositions were used to spray cotton plants at the same two stages, and the Bt protein concentration were measured. In comparison to the control, more amino acids changed and greater concentration changes had been observed under the extreme temperatures at boll stage compared to that at square stage, which were conformity to the changes of the leaf Bt protein concentration. More amino acids reduced and greater reduction was noted with the application of MSO, AOA or combined MSO and AOA at boll period than that at square period, which resulted in the reduction of the leaf Bt toxin concentration. The external uses of Aspartic acid, Glutamic acid, Glycine, Proline, Tyrosine, Methionine, Phenylalanine, Histidine and Arginin enhanced the leaf Bt toxin level significantly at boll stage. However, only Aspartic acid, Glutamic acid, Proline, Methionine, Arginin could increase Bt protein concentration markedly at square period and the bolstered extent were low. Therefore, it was concluded that cotton amino acid composition and concentration was more sensitive to external factors at boll stage. In addition, there are close relationship between leaf Bt toxin content and Aspartic acid, Glutamic acid, Glycine, Proline, Tyrosine, Methionine, Phenylalanine, Histidine and Arginin and their concentrations.     

转Bt基因作物Bt毒蛋白在土壤中的安全性研究

商业化的转Bt基因作物获准在田间大面积种植,使其释放的Bt毒蛋白对土壤生态系统的生态风险性问题成为人们关注的焦点,本文综述了转Bt抗虫作物以植株残体、根系分泌物、花粉等形式释放的Bt毒蛋白通过田间耕作等方式进入土壤后的一些安全性问题,包括土壤活性颗粒对Bt毒蛋白的吸附作用。Bt毒蛋白在土壤中的杀虫活性、存留,土壤微生物对Bt毒蛋白的降解作用以及Bt毒蛋白对土壤生物的影响等。     

Effects of Bt maize expressing Cry1Ab and Bt spray on Spodoptera littoralis

Various studies have been conducted to assess the damage caused by secondary lepidopteran pests to transgenic Bt maize expressing Cry1Ab. However, to date little is known on the effects of transgenic maize on Spodoptera littoralis (Boisduval) (Lepidoptera: Noctuidae), a polyphagous herbivore which is considered a pest in Mediterranean maize growing areas. Here we present results on the effects of Bt maize (Bt‐11) and Bt spray (Dipel) on the various life stage parameters of this herbivore. We further assess the expression of Cry1Ab in different leaves and leaf parts in maize at a given plant growth stage, and determine whether the feeding damage of 3rd instar S. littoralis is influenced by Bt toxin expression. Contrary to previous literature reporting that S. littoralis is not sensitive to Bt Cry1Ab toxin, our results show that insects fed on either transgenic or Bt sprayed plants were negatively affected. Young S. littoralis larvae (1st and 2nd instars) were found to be the most sensitive to the Bt toxin. This was represented by a higher mortality and a slower developmental time of larvae maintained on transgenic or sprayed plants when compared to insects maintained on control plants. Moreover, Bt maize had a stronger and prolonged detrimental effect on insects when compared to Bt spray in maize. This was revealed by the fact that insects maintained on transgenic plants from 3rd instar to pupation took longer to reach adult emergence compared to insects that were maintained on sprayed plants. This was likely due to the continuous exposure of insects to the toxin when kept on transgenic maize. ELISA results showed a variation in the amount of Bt toxin among different leaf sections in transgenic maize at a given plant growth stage. These differences in Bt toxin were primarily found in the youngest leaf of growing plants. Although the lowest amounts of Bt toxin were detected in the growing leaf section of young leaves, this difference did not appear to influence the feeding behavior of 3rd instar S. littoralis.