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Bt基因作物释放杀虫晶体蛋白对土壤生态安全的影响

随着转Bt基因抗虫作物的大面积推广种植,其环境安全性问题日益引起关注。转Bt基因作物在生长期内持续不断地向环境释放杀虫晶体蛋白,这些杀虫晶体蛋白积累一旦超过了昆虫的消耗及环境因子对其的钝化,就可能对非靶标昆虫或土壤微生物造成伤害。转Bt基因作物向土壤中释放杀虫晶体蛋白的途径主要有3种:根系分泌、花粉飘落和秸秆还田。释放到土壤中的Bt杀虫晶体蛋白能够迅速被土壤活性颗粒吸附,1～3 h就能达到吸附平衡。吸附态Bt杀虫晶体蛋白不易被土壤微生物或酶降解,导致杀虫活性持续时间显著延长。土壤微生物种群变化是衡量Bt作物对土壤生态影响的重要指标。研究表明,Bt作物根系分泌物或Bt生物体降解释放的杀虫晶体蛋白对于土壤蚯蚓、线虫、原生动物、细菌和真菌没有毒性,但可使丛枝菌根真菌(AMF)菌丝长度减小,不能形成侵染单元。Bt杀虫晶体蛋白对土壤酶活性的影响程度依这类蛋白的导入方式或Bt作物生育期的不同而呈现差异。土壤中Bt Cry1Ab蛋白能被部分后茬作物吸收,但不同的商品试剂盒检测结果存在差异。文章综述了Bt杀虫晶体蛋白在土壤中释放、吸附、残留特性及其对土壤动物、土壤微生物、土壤酶活性和后茬作物的影响,旨在为转Bt基因作物释放杀虫晶体蛋白的土壤生态安全评价提供参考依据。     

转Bt基因作物Bt毒素在土壤中的环境去向及其生态效应

综述了转Bt基因作物的Bt毒素在土壤中的环境去向及其生态效应的研究进展。重点阐述了：①Bt毒素与土壤表面活性颗粒结合及其与土壤理化性质的关系;②Bt毒素微生物利用与降解;③Bt毒素的杀虫活性;④后茬作物和土壤动物对Bt毒素的吸收与利用;⑤Bt毒素的垂直运移;⑥Bt毒素对土壤生物和生态过程的影响。转Bt基因作物的Bt毒素对土壤生态系统的影响急需在生态系统水平进行深入细致的长期定位研究。     

转Bt基因作物对土壤生态影响的研究进展

将Bt基因加以修饰改造后转入农作物中进行表达,使其成为具有抵抗特异害虫能力的转Bt基因作物。转Bt基因作物的产物Bt蛋白通过作物残体、根系分泌物和花粉3种方式进入土壤。Bt蛋白在土壤中会发生富集作用,其含量在作物的不同发育期有所不同。Bt蛋白会对土壤蛋白酶、脲酶、蔗糖酶、磷酸酶、脱氢酶等土壤酶活性和土壤细菌、真菌、放线菌等土壤微生物以及土壤线虫、环节动物、昆虫和蜘蛛等土壤动物产生影响。     

转Bt抗虫基因水稻的研究进展和生物安全性及其对策

转基因抗虫水稻的商品化种植已成为国内外广泛关注的热点问题.综述了转Bt(Bacillus thuringiensis)抗虫基因水稻的研究进展、食品安全性、生态安全性以及对转Bt基因水稻本身的性状变化的影响,并提出了防范策略,以期为转Bt基因水稻的生物安全性评价和商品化种植提供科学参考.     

不同生长期转Bt基因水稻秸杆还土对淹水土壤酶活性的影响

在实验室条件下通过秸杆还土试验比较了不同生长期转Bt基因克螟稻及其亲本稻秸杆对淹水土壤酶活性的影响。研究结果表明,与同一生长期的亲本稻秸杆相比,孕穗期和成熟期克螟稻秸杆对淹水土壤磷酸酶活性的影响较小;相反,对淹水土壤脱氢酶活性的影响非常显著,并且孕穗期秸杆与成熟期秸杆的添加对淹水土壤脱氢酶活性的影响趋势也存在较大差异。推测造成淹水土壤脱氢酶活性的显著性差异的主要原因可能是由于Bt插入基因表达的多效性所致。结果认为土壤脱氢酶活性可作为转Bt基因水稻生态安全风险性评价的潜在指标。     

Bt杀虫晶体蛋白基因及其转因育种研究进展

本文简要介绍了Ｂｔ杀虫晶体蛋白及其编码基因,以及目前通过基因工程方法获提地转Ｂｔ杀虫晶体蛋白基因植物,着重分析和探讨了目前转Ｂｔ杀虫晶体蛋白奇才志基因植物及转基因中存在的一些问题,并就这些问题及合理持续利用Ｂｔ杀虫晶体蛋白提出了一些见解。     

转Bt基因作物对蚯蚓影响研究进展

转苏云金杆菌杀虫蛋白(Bt)基因作物的商品化种植可能对土壤生态系统产生不利影响是近10年来颇有争议的问题.转Bt基因作物可通过多种方式向土壤中释放苏云金杆菌杀虫蛋白即Bt蛋白,从而引起土壤生物和生态系统基本功能的变化;蚯蚓可加快动植物残体的降解,促进有机质的分解和矿化,与其他土壤生物相比,蚯蚓对某些污染物更敏感.本文从研究中用到的蚯蚓种类、采用的实验方式、研究的科学问题等方面综述了转Bt基因作物对土壤动物蚯蚓影响的研究进展,并对转Bt基因作物对土壤动物蚯蚓影响研究的发展趋势进行了展望,旨在为转Bt基因作物对非靶标土壤动物的影响提供参考,进而为全面评价转Bt基因作物对土壤生态系统的影响提供依据.     

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。     

Bt杀虫晶体蛋白基因及其转基因育种研究进展

本文简要介绍了Bt杀虫晶体蛋白及其编码基因,以及目前通过基因工程方法获得的转Bt杀虫晶体蛋白基因植物,着重分析和探讨了目前转Bt杀虫晶体蛋白基因植物及转基因育种研究中存在的一些问题,并就这些问题及合理持续利用Bt杀虫晶体蛋白提出了一些见解。     

种植转Bt基因水稻对土壤酶活性的影响

转Bt基因及非Bt基因水稻的盆栽试验研究表明,转Bt基因水稻在生长发育过程中可以向土壤中释放杀虫晶体蛋白,而且杀虫晶体蛋白的释放量与水稻生长发育时间有关;与非Bt基因水稻相比,转Bt基因水稻生长15d时,土壤脲酶活性显著下降(降幅为2．47％),土壤酸性磷酸酶活性显著升高(增幅为8．91％),而土壤芳基硫酸酯酶、蔗糖酶和脱氢酶活性的变化差异不显著;生长30d时,土壤脲酶活性仍显著下降(降幅为16．36％),土壤酸性磷酸酶、芳基硫酸酯酶和脱氢酶活性显著升高(增幅分别为35．69％,19．70％和16．83％),而土壤蔗糖酶活性变化差异仍不显著。     

转Bt基因作物种植对土壤养分含量的影响

转Bt基因棉花和水稻的盆栽种植试验结果表明,与非转Bt基因原始对照相比,转Bt基因水稻短期种植30 d和转Bt基因棉花种植一个生长季后土壤中全碳和全氮以及碱解氮、速效磷、有效硫含量与对照均无显著差异,表明转Bt基因作物的种植短期内对土壤主要营养元素循环和平衡的扰动是微小的.     

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.     

转Bt基因作物杀虫蛋白土壤残留及检测研究进展

随着转Bt基因作物的大面积推广和应用,其释放的毒蛋白在土壤中的残留及对土壤生态系统的影响等问题已经成为人们关注的热点。国内外学者们通过室内构建大田模拟模型的方法对土壤中残留的Bt毒蛋白进行了研究,并取得了显著的进展。土壤是生态系统中物质循环和能量转化过程的主要场所,转Bt基因植物的外源基因表达的Bt毒蛋白可以通过植株残体、根及根系分泌物和花粉的散播等途径进入土壤生态系统,这些高度特化了的Bt毒素蛋白一旦在土壤中积累,将会导致土壤特异生物功能类群以及土壤多样性发生改变,甚至产生级联效应。大量研究表明,苏云金芽孢杆菌产生的Bt毒蛋白进入土壤后,可与土壤粘粒和腐质酸迅速结合,不易分离,而且较之游离态,更难被土壤微生物降解。纯化的Bt毒蛋白与无菌土壤中活性颗粒紧密结合后,存留时间至少可达234d。虽然结合态的Bt蛋白用酶联免疫法(ELISA)方法检测不到,但生物测定表明其仍保持杀虫活性。对转Bt基因作物的研究表明,Bt棉组织埋入土壤7d内,土壤中可提取的杀虫晶体蛋白浓度快速下降,之后下降速度比较稳定,甚至维持数周不变。而Bt玉米根系分泌物和植株残体释放的杀虫晶体蛋白在土壤中至少保持180d杀虫活性。虽然关于Bt毒蛋白在土壤中存留时间的长短,可能因实验材料、试验方法和条件的不同而不同。但是总之,如果长期种植转Bt基因作物,很可能会造成Bt毒蛋白在土壤中的积累,并最终威胁到整个土壤生态系统的平衡。目前对土壤中Bt毒蛋白定性和定量检测的方法主要有印迹分析法(Western-blotting)、SDS-PAGE法、斑点印迹酶联免疫吸附法(dot-blotELISA)、流式细胞仪法(Flowcytometer,FCM)、ELISA平板试剂盒及试剂条和生物测定法。其中最直接、简易、准确的方法是ELISA平板试剂盒及试纸条快速检测法和生物测定法。但检测土壤残留Bt毒蛋白时,采用的方法不同,检测的结果也有差异。     

Inheritance and expression of the cry1Ab gene in Bt ( Bacillus thuringiensis) transgenic rice

The inheritance and expression patterns of the cry1Ab gene were studied in the progenies derived from different Bt (Bacillus thuringiensis) transgenic japonica rice lines under field conditions. Both Mendelian and distorted segregation ratios were observed in some selfed and crossed F₂ populations. Crosses between japonica intra-subspecies had no significant effect on the segregation ratios of the cry1Ab gene, but crossing between japonica and indica inter-subspecies led to distorted segregation of the cry1Ab gene in the F₂ population. Field-release experiments indicated that the cry1Ab gene was stably transmitted in an intact manner via successive sexual generations, and the concentration of the Cry1Ab protein was kept quantitatively stable up to the R₆ generation. The cry1Ab gene, driven by the maize ubiquitin promoter, displayed certain kinds of spatial and temporal expression patterns under field conditions. The content of the Cry1Ab protein varied in different tissues of the main stems, the primary tillers and the secondary tillers. Higher levels of the Cry1Ab protein were found in the stems, leaves and leaf sheaths than in the roots, while the lowest level was detected in grains at the maturation stage. The content of the Cry1Ab protein in the leaves peaked at the booting stage and was lowest at the heading stage. Furthermore, the Cry1Ab content of cry1Ab expression in different tissues of transgenic rice varied individually with temperature. Received: 17 April 2001 / Accepted: 7 May 2001     

转Bt基因作物毒素土壤存活特性及与土壤性质的关系研究进展

随着转Bt基因作物的推广和应用,其对生态环境及其它方面可能产生的影响越来越受到重视。加之Bt毒素蛋白检测技术的发展,国外学者们围绕纯化毒素蛋白与土壤的相互关系等方面开展了大量研究,并取得了一些结果。本文介绍了转Bt基因作物产生的毒素蛋白的杀虫特性,杀虫蛋白的测定方法,转Bt基因作物向大田释放存在的潜在风险及土壤矿物质,有机质,有机矿质复合体对纯化Bt毒素存活的影响,毒素在根际土壤中的行为等方面的研究现状,最后,提出了今后有关研究应注意的几个问题。     

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．     

对甜菜夜蛾高毒苏云金芽孢杆菌菌株的选育*

采用物理诱变——虫体传代模式,选育获得一株对甜菜夜蛾高毒菌株BtCZE 99985。通过摇瓶和40t发酵罐3年10批发酵试验,表明该菌株具有良好的发酵性能。摇瓶试验表明,与出发菌株93005、对照菌株HD-1-580、GC-91相比较,该菌株对甜菜夜蛾的毒效分别提高429％、655％、114％。40t发酵罐发酵试验表明,该菌株对甜菜夜蛾测定的LC50平均值为0．076μL/mL,比GC-91菌株(平均0．213μL/mL)的毒效提高180％。     

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。