转Bt基因作物的生态影响

转苏云金杆菌（Bt）毒素基因作物的生态安全性一直是一个有争议的话题。2007年6月8日的《Science》报道了Marvier和同事对42个田间实验的分析结果，得出如下结论：与喷洒杀虫剂的普通作物相比，转Bt基因作物对蝴蝶、蜜蜂等非目标昆虫的影响相对要小；但是与不用杀虫剂的普通作物相比，Bt作物上的非目标昆虫的确少得多。     

转单、双Bt基因741杨外源基因表达和抗虫性比较

【目的】研究联合使用两种或两种以上的抗虫基因的抗虫效果, 同时鉴定并筛选出转双Bt基因741杨对鳞翅目和鞘翅目害虫有较强抗性的株系。【方法】选取转三基因（Cry3Aa+Cry1Ac+API）741杨8个株系、 转双基因（Cry1Ac+API）741杨1个株系和转单基因（Cry3Aa）741杨3个株系为试材, 从外源基因PCR检测、 毒蛋白表达和抗虫性三方面对转基因株系进行对比分析。【结果】经PCR扩增后各转基因株系出现了预期的电泳条带。ELISA蛋白检测显示转基因株系中都有与所含基因相应的Bt杀虫蛋白表达。用转基因株系新鲜叶片进行柳蓝叶甲Plagiodera versicolora和美国白蛾Hyphantria cunea室内饲虫实验表明： 转入不同抗虫基因的杨树对昆虫的抗性具有选择性, 对非靶标昆虫没有毒杀作用。转双Bt基因741杨具有双抗性, 不同转基因株系表现出高中低的抗性水平： 在对柳蓝叶甲的抗性上, 筛选出的其中5个高抗株系（pCCA1, pCCA2, pCCA5, pCCA6和pCCA9）的抗性水平明显比含Cry3Aa单Bt基因的3个高抗株系（pCC11, pCC53和pCC84）高; 在对美国白蛾的抗性上, 有7个株系（pCCA2~pCCA7和pCCA9）的抗性水平与含Cry1Ac单Bt基因株系（pB29）表现一致, 只有1个株系（pCCA1）对美国白蛾表现出了极低的抗性。【结论】多个抗虫基因在741杨上的联合使用, 不仅扩大了抗虫谱, 其中的高抗株系还具有了更高的抗虫能力, 有效地发挥了基因的叠加效应。     

美国发现首例抗Bt棉的害虫

2003—2006年间,在美国密西西比河州和阿肯色州的大片田地里发现了抗苏云金芽孢杆菌（Baclllus thuringiensis,简称Bt）的棉铃虫Helicoverpa zea。这是首例发现的对Bt作物具有抗性的昆虫。所谓Bt作物就是能产生Bt毒素杀死某些有害昆虫的作物,这些Bt毒素在自然界中由苏云金芽孢杆菌产生,因此缩写为Bt。     

转Bt基因玉米的生态安全性研究进展

随着转基因作物的应用和推广 ,转 Bt基因作物释放后对生态环境及其它方面产生的潜在影响越来越受到重视。分别从生物活性杀虫晶体蛋白在土壤中的残留特性、杀虫晶体蛋白对土壤中非目标生物的影响、转 Bt基因玉米植株体成分的变化、转Bt基因玉米花粉中杀虫晶体蛋白的表达特性及其在田间和马力筋叶片上的散积状况、花粉中表达的杀虫晶体蛋白对君主斑蝶的毒性、君主斑蝶幼虫暴露在 Bt花粉中的概率及综合风险评价估算等方面对转 Bt基因玉米产生的杀虫晶体蛋白与土壤生态环境的相互作用、花粉对非目标生物影响的研究现状进行了综述。通过对转 Bt基因作物生态安全性的科学评价和广泛宣传 ,以确保生物技术的健康发展。     

转基因在玉米中的遗传分离与整合特性的研究

用ＰＣＲ和ＤＮＡ分子杂交方法研究了转基因Ｂｔ在３种不同方法获得的８个转化体后代中的遗传分离、整合性质及其稳定性,结果表明：（１）转基因在大多数转化体后中呈简单的孟德尔遗传;在Ｒ１至Ｒ２代,部分家系中转化体比例偏低,有的发生转基因丢失,但到Ｒ３代以后均趋于正常的孟德尔遗传方式,在群体中固定下来;（２）转基因在不同转化体中的整合类型有一定差异,但整合的位点和拷贝数都较少,且多呈串联或紧密连锁的整合;（     

Bt毒蛋白在转Bt基因棉中的表达及其在害虫-天敌间的转移

以常规棉泗棉3号作为对照,采用酶联免疫生测法（ELISA）和室内生物测定法,研究了转Bt基因棉新棉33B和GK-12不同组织器官中Cry1Ac或Cry1Ab毒蛋白的表达及其向靶标害虫（棉铃虫）、非靶标害虫（棉蚜）以及天敌（龟纹瓢虫）的传递和影响。研究结果表明,新棉33B各组织器官中Bt毒蛋白的表达量较高,为79.7～1 390.0 ng/g鲜重,GK-012较低为165～2640 ng/g鲜重。在花盛期,新棉33B各组织器官中Bt毒蛋白的表达量依次为：柱头、花 >子房、花瓣>群尖;而5～7叶期的初展嫩叶、现蕾初期的幼蕾及花铃期的幼铃表达量相当,而且与花盛期群尖的表达量没有明显区别。同样处于花盛期的GK-12,其各组织器官中Bt毒蛋白的表达量依次为：花药>柱头>花瓣>群尖>子房;而5～7叶期的初展嫩叶、现蕾初期的幼蕾及花铃期的幼铃表达量相当,而且与花盛期群尖的表达量没有明显差异。常规对照棉的幼铃、花药、柱头以及子房中痕量Bt毒蛋白的存在可能与传粉昆虫等的活动有关。在转Bt基因棉田采集的棉蚜和棉铃虫老龄幼虫,其体内均可检测到Bt毒蛋白;在新棉33B棉田采集的龟纹瓢虫幼虫和成虫体内也可检测出Bt毒素。当以Bt棉田的棉蚜饲喂龟纹瓢虫时,龟纹瓢虫的生长发育、存活以及繁殖等基本没有受到影响。     

转 Bt 基因水稻对三化螟自然种群的影响

为了了解水稻重要害虫三化螟 Scirpophaga incertulas（Walker）对转 Bt 基因水稻产生抗性的潜在风险,本文利用自然种群生命表,研究了第 3 代三化螟在转Bt基因杂交稻汕优 63 及非转 Bt 基因杂交稻汕优 63 上的种群参数。结果表明：在 Bt 稻上1～2 龄幼虫的存活率为 4.03%,极显著低于非转基因 SY63（55.76%）;Bt 稻上幼虫为害率为1.75%,极显著低 于非转基因 SY63（5.98%）;Bt 稻上存活的幼虫发育历期明显长于非转 Bt SY63。     

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.
     

转Bt基因棉田昆虫群落多样性及其影响因素研究

运用群落生态学的方法,研究了转Ｂｔ（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｔｈｕｒｉｎｇｉｅｎｓｉｓ）基因棉田昆虫群落及害虫和天敌亚群落多样性,对多样性及其主要组成成分－物种数、个体数、均匀度、优势集中性进行了通径分析。试验设３个处理：转基因棉自然控制（全生育期不施用任何农药,简称自控田）、转基因棉综合防治（采取综合防治措施,简称综防田）和常规棉自然控制（常规品种,全生育期不施用任何农药,简称对照田）。结果表明：转基     

高温和湿度对转Bt基因棉叶片Bt蛋白表达的影响

以来源于美国的转Bt基因棉DP410B(常规种)和岱杂1号(杂交种)以及来源于中国的转Bt基因棉泗抗1号(常规种)和泗抗3号(杂交种)为材料,研究高温(37℃)条件下,大气湿度(50％、70％、90％)变化对Bt蛋白表达的影响.结果表明:高温条件下,盛蕾期,温湿度对4个供试品种Bt蛋白表达均无显著影响;盛花期,与对照(温度25 ～ 30℃,湿度60％ ～70％)相比,常规种在50％湿度时叶片Bt蛋白含量显著降低2.6％ ～3.0％;盛铃期,DP410B、泗抗1号和泗抗3号的Bt蛋白含量在50％湿度处理下比对照显著降低3.3％ ～5.8％.4个转Bt基因棉品种中,DP410B和岱杂1号的Bt蛋白含量最高,而泗抗1号最低.     

不同还田方式对Bt玉米秸秆中Bt蛋白田间降解的影响

采用网袋法在田间研究了Bt（Bacillus thuringiensis）玉米(Zea may)1246×1482和H9235Bt/RR秸秆中Bt蛋白的降解动态,并应用移动对数模型进行拟合及估算DT₅₀和DT₉₀,探讨不同还田方式对降解的影响。结果表明:1246×1482和H9235Bt/RR秸秆中Bt蛋白在埋入土壤和地表覆盖2种还田方式下均能在7 d内降解90%以上,但还田180 d时仍能检测到占初始含量0.004%～0.069%的Bt蛋白;不同还田方式并没有显著影响到1246×1482秸秆中Bt蛋白的降解过程,其埋入土壤和地表覆盖处理的DT₅₀分别为0.90 d和0.79 d,DT₉₀则分别为3.45 d和5.03 d;但不同还田方式影响了另一Bt玉米H9235Bt/RR秸秆中Bt蛋白的降解过程,在秸秆还田前期,埋入土壤处理下Bt蛋白的降解比地表覆盖处理慢,其埋入土壤和地表覆盖处理下Bt蛋白降解的DT₅₀分别为6.80 d和0.54 d,DT₉₀则分别为21.76 d和7.12 d。由此可见,2个Bt玉米品种秸秆中Bt蛋白在2种还田方式下均能快速降解,不同还田方式只影响到H9235Bt/RR秸秆中Bt蛋白的田间降解,使得地表覆盖处理下Bt蛋白的降解比埋入土壤处理快。     

棉铃虫对Bt杀虫剂的抗性遗传方式

随着转基因棉花种植面积的日益增加,棉铃虫Helicoverpa armigera（Hübner)对Bt的抗性已经成为一个不容忽视的问题。发展转多价基因作物是当前缓解害虫对Bt抗性的最有效措施。本研究以经室内多年筛选的、抗性倍数达2 000多倍的Bt杀虫剂（含多种蛋白）抗性品系为材料,通过生物测定和不同的杂交试验,测定棉铃虫对Bt杀虫剂的抗性遗传方式,以期为Bt生物农药的抗性治理提供一定的依据,同时为制定棉铃虫对转多基因作物的抗性治理策略提供一定的参考。对敏感亲本和抗性亲本杂交产生的F1代的研究结果表明,杂交品系的抗性倍数分别为22.2倍和24.6倍;抗性显性度D值均小于0,分别为-0.20和-0.17,抗性为常染色体不完全隐性遗传。对4种回交后代和2种自交后代F2的研究结果表明,实际死亡率与期望死亡率差异较大,说明抗性是由单基因多个位点或多基因控制。     

东南沿海地区小菜蛾对Bt δ-内毒素和Bt制剂的抗性检测

采用浸叶法测定了2003年秋季、2004年春季采自广东惠州、福建福州、浙江杭州和江苏南京的小菜蛾Plutella xylostella田间种群对Cry1Aa、Cry1Ab、Cry1Ac和Cry2Aa以及Bt制剂kurstaki亚种 (Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki, Btk）的抗性水平。与敏感品系PHI-S相比,广东惠州田间小菜蛾种群的抗性水平最高,其对Cry1Ab和Cry1Ac的抗性分别达到了168和120倍,均为高抗水平; 对Btk制剂的抗性有47倍,达到了中抗水平;对Cry1Aa和Cry2Aa具有低水平抗性 (分别为5.8和5.6倍)。福建福州、浙江杭州和江苏南京田间小菜蛾种群抗性水平相近,对Cry1Ab和Cry1Ac具有低至中等水平抗性 (8～28倍),对Btk制剂具有低水平抗性 (3.5～7倍),对Cry1Aa和Cry2Aa还没有产生明显抗性。因此,在我国东南沿海地区要注意Btk制剂与Bt其他亚种制剂或其他生物杀虫剂轮换使用,以减小Bt制剂对小菜蛾的选择压力,延缓小菜蛾对Bt抗性的发展。     

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棉与常规棉根际土壤Bt毒蛋白和植物激素变化动态

通过ELISA法对常规棉（石远321）和转基因抗虫棉（99B、SGK321）根际土壤苏云金芽孢杆菌（Bt）毒蛋白和植物激素含量进行了分析,结果表明抗虫棉根际土壤Bt毒蛋白含量显著高于常规棉,特别是从苗期到盛花期抗虫棉根际土壤Bt毒蛋白含量高出常规棉200-300ng／g。抗虫棉根际土壤中脱落酸（ABA）和生长素吲哚乙酸（IAA）含量变化趋势与常规棉相比表现出较大差异。常规棉与抗虫棉根际土壤中ABA变化趋势表现为相似的单峰曲线,而抗虫棉根际土壤中ABA含量变化幅度明显小于常规棉。在棉花生长发育后期抗虫棉根际土壤中赤霉酸（GA3）含量较高,而常规棉根际土壤中GA,含量升高较抗虫棉早且变化幅度大,在高峰处常规棉高于抗虫棉,低谷时抗虫棉高于常规棉。7月17日常规棉根际土壤IAA含量显著高于抗虫棉,8月27日抗虫棉又大大高于常规棉,其他时期变化不大。上述结果表明,外源Bt基因的插入或表达能引起棉花根际土壤中Bt毒蛋白和植物激素含量的较大改变,这种改变可能会影响到抗虫棉的生长发育,并对环境产生影响。     

转基因棉种植对土壤水解酶活性的影响

转Bt基因棉和转Bt＋cpTI基因棉种植面积不断扩大,它们种植后杀虫晶体蛋白在土壤中的残留特性及对土壤水解酶活性的影响是环境风险评价的重要组成部分,本文采用盆栽实验的方法对此进行了初步研究。结果表明,转基因棉出苗后生长到30天时可向土壤中释放Bt杀虫晶体蛋白,而双抗棉种植时CpTI杀虫晶体蛋白的释放量与品种有关;转基因棉出苗后30天时,与等价基因系非转基因棉（各对照）相比,转Bt基因棉（“中30”）和双抗棉A（转Bt＋CpTI棉“中41”）的种植并未使脲酶、蛋白酶和磷酸单脂酶活性发生显著变化,而双抗棉B（转Bt＋CpTI棉“双抗321”）的种植使土壤磷酸单脂酶活性显著下降。从杀虫晶体蛋白的释放和对酶活性的影响来看,双抗棉A的种植对土壤的生物活性扰动更小。     

种植转Bt基因抗虫棉对土壤生物学活性的影响

采用温室盆栽实验,研究了种植转Bt基因棉（苏抗103）和同源常规棉（苏棉12）对根际土壤生物学活性的影响。结果表明：与对照常规棉相比,种植转Bt基因棉对根际土壤脱氢酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶和土壤呼吸的影响因生育期而异,土壤脲酶、蛋白酶和微生物量C在各生育期均没有显著差异;土壤蔗糖酶、土壤脱氢酶和土壤呼吸分别只在苗期（苏抗103〉苏棉12,增幅为25．5％）、花铃期（苏抗103〉苏棉12,增幅为21．6％）、花铃期（苏抗103〉苏棉12,增幅为36．1％）存在显著差异;土壤磷酸酶在花铃期和吐絮期活性显著下降（降幅分别为22．1％和32．9％）。     

钙粘蛋白片断可使Bt毒素增效

苏云金芽胞杆菌（Bt）可以分泌产生有杀虫性的结晶状蛋白，它已被广泛地应用到农业害虫防治中，且起到了重要的作用。钙粘着蛋白Bt—R1是一种结合蛋白，存在于烟草天蛾中肠上皮细胞里，可结合BtCry1A毒素。Adang等科学家先前鉴定出Bt—R1区很接近细胞膜的CR12-MPED区（Cry1Ab介导的细胞毒素途径所必需的一个结合区）。2007年8月28日《PNAS》报道了一个含有CR12-MPED区的肽，并在大肠杆菌中表达，可作为Cry1A毒性的增效剂，防治鳞翅目幼虫。CR12-MPED肽结合在刷状缘膜囊和中肠微绒毛上，但不改变中肠上Cry1Ab或Cry1Ac结合位点。通过BIAcore分析，证明Cry1Ab可结合在CR12-MPED的高、低2个亲合位点上。     

转双基因烟草对棉铃虫的杀虫活性评价

以含Ｂｔ杀虫蛋白基因（单基因）烟草和常规烟草为对照,系统测定了含Ｂｔ与豇豆胰蛋白酶抑制剂蛋白基因（双基因）的抗虫烟草对棉铃虫不同龄期幼虫的杀虫活性。结果表明：１￣３龄幼虫取食转双基因烟草３ｄ后死亡率为８０．５％￣９９．３％,取食６ｄ后死亡率达１００％,均显著高于转单基因烟草。２龄幼虫取食转基因烟草３ｄ后死亡率为８０．５％￣９９．３％,取食６ｄ后死亡率达１００％,均显著高于转单基因烟草。２龄幼虫取食     

转Bt基因植物中外源基因时空动态表达的研究现状

在转Bt基因植株中 ,外源基因的时空动态表达对于害虫的防治和转基因安全评价管理具有重要意义。利用生物测定法和酶联免疫吸附测定法 (ELISA) ,对植物不同组织在同一发育阶段、同一组织在不同的发育阶段以及不同转基因植株的外源基因的时空动态表达进行研究。本文综述了转基因植物中外源基因时空动态表达的研究进展和现状。