大田环境下转Bt基因玉米对土壤酶活性的影响

在大田自然条件下,比较研究了转Bt基因玉米和非转基因亲本玉米在种植和秸秆分解时对土壤酶活性影响的差异。结果表明,与亲本非转基因玉米相比,在各生育期内种植转Bt玉米对土壤蛋白酶和土壤脲酶活性均没有显著影响;在喇叭口期和抽雄期,土壤蔗糖酶和土壤酸性磷酸酶活性显著提高。在秸秆还田后,两种玉米秸秆对土壤酸性磷酸酶活性的影响没有显著差异,但使用转Bt玉米秸秆的土壤蔗糖酶、土壤脲酶和土壤蛋白酶的活性则有显著提高。与亲本玉米相比,在所有观测期内,种植Bt玉米及秸秆还田对土壤酶活性的影响,在影响的幅度及趋势上随玉米生育期和土壤酶种类的不同而产生差异,但没有观测到显著不利影响;商业化Bt玉米的环境释放仍有待长期定位观测和评价。     

转Bt基因玉米根际微生物和细菌生理群多样性

大田栽培条件下,以转Bt玉米Mon810及其亲本非转基因玉米为研究对象,在玉米的不同生育期测定根际土壤微生物的数量变化,并对细菌群落结构及多样性进行了分析。结果表明,各生育期内Bt玉米与对照相比根际土壤真菌无显著差异,但细菌在抽丝期,放线菌在苗期二者有显著差异。同种细菌功能群的数量变化在Bt玉米和对照各生育期内趋势一致,不同的菌群表现不同。亚硝化细菌、好气固氮菌、氨化细菌和钾细菌的数量变化波动较大,其中Bt玉米和对照相比好气固氮菌的数量在生育期内有5个生育期有显著差异,而氨化细菌、钾细菌和亚硝酸菌仅分别在乳熟期、喇叭口期及拔节期和抽雄期差异显著。好气纤维分解菌和硝化细菌在苗期、拔节期和喇叭口期差异显著,无机磷分解菌在乳熟期和完熟期数量差异显著。整个生育期内3种群落特征参数均保持基本稳定,除乳熟期和完熟期外Bt玉米根际微生物群落特征参数均高于对照。     

转植酸酶基因玉米对田间节肢动物群落多样性的影响

【背景】节肢动物群落是农田生态系统的重要组成部分,转基因作物的种植对节肢动物群落结构及多样性的影响是环境安全评价的重要内容之一。转植酸酶基因玉米是我国首例获得生产应用安全证书的转基因粮食作物。【方法】以转植酸酶基因玉米10TPY005、非转基因亲本玉米蠡玉35和当地常规品种郑单958为试验材料,在大田种植条件下,采用直接观察法定期调查了玉米田间主要节肢动物的种类和发生数量,通过分析比较3个玉米品种田间节肢动物群落、天敌亚群落和害虫亚群落的多样性指数、均匀性指数以及优势集中性指数,研究了转植酸酶基因玉米对田间节肢动物群落多样性的影响。【结果】在各个调查时间,转植酸酶基因玉米10TPY005与亲本玉米蠡玉35相比,各群落指数均不存在显著性差异;随着玉米生育期的延长,各群落指数的变化趋势也基本一致。【结论与意义】转植酸酶基因玉米的短期种植,对田间节肢动物群落多样性没有明显影响。     

山东省玉米矮花叶病毒的生物学特性及基因组全序列测定

对山东省玉米矮花叶病毒原分离物(SD)进行了寄主范围、血清学等普通生物学鉴定,测定了该病毒的基因组核苷酸全序列。该病毒基因组RNA由9596个核苷酸组成(不包括3’—polyA的长度),整个基因组按一个ORF编码一个3063个氨基酸的多聚蛋白。序列比较表明,该病毒分离物(SD)与玉米矮花叶病河南分离物(HN,EMBL登录号：AF94510)核苷酸全序列同源性最高,为98．2％,与已报道的甘蔗花叶病毒(SCMV)7个分离物同源性也高达79．5％-98．2％,但与玉米矮花叶病毒保加利亚分离物(MDMV—B8,AJ001691)和高梁花叶病毒萧山甘蔗分离物(SrMV—XoS,AJ310197)的同源性仅为67．8％和69．3％,与约翰逊草花叶病毒(226920,JGMV)差异最大。系统进化树分析也表明,该病毒与SCMV分离物位于同一进化簇,而与MDMV进化关系很远。     

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.     

转cry1Ab/cry2Aj和G10evo-epsps基因玉米中Bt蛋白的时空表达及抗性评价

【目的】探讨转cry1Ab/cry2Aj和G10evo-epsps基因玉米双抗505-12-5中外源Bt蛋白时空表达规律,对3种主要鳞翅目害虫亚洲玉米螟、黏虫和棉铃虫的抗性进行鉴定,为转基因玉米双抗505-12-5的商业化推广提供科学的数据支撑。【方法】Bt蛋白时空表达规律采用酶联免疫法(ELISA),田间抗虫性和室内抗虫性鉴定分别采用田间人工接虫和离体组织生测方法。【结果】在玉米6~8叶期,Bt含量表现为根心叶茎,分别为517.3、453.8和312.8 ng·g~(-1);大喇叭口期,Bt含量表现为心叶根茎,分别为353.3、281.3和232.9 ng·g~(-1);吐丝期,Bt含量表现为心叶根茎,分别为188.9、114.1和53.6 ng·g~(-1);乳熟期,根、茎和心叶含量相当,分别为178.0、160.3和185.4 ng·g~(-1);繁殖器官中Bt蛋白含量表现为籽粒花丝花粉雄穗,分别为181.3、100.1、95.0和79.8 ng·g~(-1)。室内抗虫性鉴定表明,转基因玉米双抗505-12-5心叶饲喂黏虫24 h,幼虫死亡率低,但48 h后达98.21%;双抗505-12-5心叶、花丝和籽粒饲喂玉米螟,24 h幼虫死亡率分别为87.37%、100%、100%;双抗505-12-5花丝饲喂棉铃虫,24 h幼虫死亡率达80.18%,48 h死亡率为92.45%。田间鉴定结果显示,转基因玉米双抗505-12-5在心叶期和雌穗期对玉米螟、心叶期对黏虫、雌穗期对棉铃虫的抗性均达高抗水平。【结论】转基因玉米双抗505-12-5各器官在不同生育期中均能表达Bt蛋白,尤其在鳞翅目害虫为害的主要时期6~8叶期和吐丝期及乳熟期,易受害器官中Bt蛋白表达量较高。转基因玉米双抗505-12-5田间及室内对3种鳞翅目害虫均表现了显著的抗性效果,具有推广应用的潜力。     

转基因玉米外源基因通过花粉漂移的频率和距离

基因漂移是转基因生物可能引起生态环境安全性问题的主要风险之一,选用美国孟山都公司的转基因抗除草剂玉米GA21进行了外源基因向周边环境遗传漂移的距离和频率的研究,结果表明:转基因玉米的外源基因可以向周边玉米品种进行漂移,其最大漂移频率为45.10%,150m处仍能检测到外源基因的漂移,防止转基因玉米基因向外扩散的最佳途径为设置隔离带,隔离距离以200m以上为好。     

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.     

转基因玉米双抗12-5-21的抗虫性及对草甘膦的耐受性

【目的】评价转cry1Ab/cry2Aj和G10evo-epsps基因玉米双抗12-5的杂交后代双抗12-5-21对亚洲玉米螟、黏虫、棉铃虫的抗性及对目标除草剂草甘膦的耐受性。【方法】分别在6叶期和花丝期、6叶期、花丝期对亚洲玉米螟、黏虫、棉铃虫进行田间人工接虫;自然条件下,收获期剖秆调查双抗12-5-21对鳞翅目害虫的抗性;在玉米5叶期分别喷施推荐剂量中剂量及2、4、6倍中剂量草甘膦,药后1、2、4周调查玉米受害情况。【结果】6叶期及花丝期,双抗12-5-21受亚洲玉米螟为害的虫害平均级值分别为1.12和1.07;6叶期,双抗12-5-21受黏虫为害的虫害平均级值为1.32;花丝期,双抗12-5-21受棉铃虫为害的虫害平均级值为0.02。双抗12-5-21对亚洲玉米螟、黏虫、棉铃虫抗性均达高抗水平。收获期剖秆结果显示,双抗12-5-21蛀孔数、活虫数及受害株率均显著低于对照玉米,对鳞翅目害虫控制效果达90%以上。喷施中剂量草甘膦,双抗12-5-21完全无受害症状;喷施2、4倍中剂量草甘膦后1周,双抗12-5-21表现轻微药害,2周后玉米完全无受害症状;双抗12-5-21喷施6倍中剂量的草甘膦后2周,受害率由1周的36.00%降为8.00%,新生叶片正常,4周后双抗12-5-21生长完全恢复正常,株高未受影响。【结论】转基因玉米双抗12-5-21田间对亚洲玉米螟、黏虫、棉铃虫的抗性均达高抗;双抗12-5-21能够耐受4倍中剂量草甘膦。