转基因作物对土壤生态系统的影响

综述了转基因作物对土壤生态系统影响的研究进展,包括转基因作物中的外源基因在土壤中的活性,转基因作物对土壤微生物区系有土壤酶活性的影响以及转基因作物对土壤动物区系的影响,转基因作物对土壤生态系统的影响与导入的外源基因特性和土壤类型相关,转基因产物进入土壤后引起的土壤生物变化的程度依赖于许多因素,最重要的决定因素是生态系统的复杂性和稳定性,评价不同转基因作物对土壤生态系统的影响具有重要的生态学意义,急需发展和完善以分子生物学为主的风险评价方法。     

转Bt基因水稻对土壤微生态系统的潜在影响

随着转基因作物商品化应用的增多,对其进行生态风险性评价尤为重要.国内外对转基因作物中外源基因向野生亲缘物种漂移的可能性、昆虫对抗虫转基因作物的耐受性以及转基因作物对生物多样性的潜在影响等问题进行了广泛的研究.文中从Bt杀虫结晶蛋白在土壤中的残留特性、Bt杀虫晶体蛋白对土壤微生物可培养类群和土壤酶活性的影响等方面对转Bt基因抗虫水稻的潜在生态风险性进行了简要综述,以期为同类研究提供有益的信息.     

转基因作物对土壤无脊椎动物的影响

随着生物技术的快速发展,越来越多的转基因作物被引入农业生态系统,继而引发转基因作物对土壤生态系统带来影响的担忧。土壤无脊椎动物作为食物链中的分解者,是土壤生态系统的重要组成成分,其数量和多样性直接与土壤的健康和质量相关。土壤无脊椎动物作为土壤质量的重要指标,已成为转基因作物环境安全性评价的重要内容之一。本文在概述近些年国内外关于转基因作物外源表达产物在土壤中的残留动态的检测结果的基础上,综述关于棉花、玉米、水稻、油菜等转基因作物对线虫、跳虫、螨类和蚯蚓等代表性土壤无脊椎动物影响的最新研究进展。总体来说,转基因作物对土壤无脊椎动物的群落多样性没有明显不利影响,但个别对环境变化特别敏感的类群,在数量或组成上有所不同。由于调查方法和作物种类、土壤类型等因素的不统一,不同的研究结果无法进行比较,因此,建议尽快建立转基因作物对土壤无脊椎动物影响的评价方法和标准,以便为转基因作物的环境影响评价提供客观可靠的评价结果,推动我国的转基因作物研发和商业化推广,同时最大限度地降低转基因作物对环境的不利影响。     

转基因作物对土壤微生物多样性影响的研究方法

土壤微生物是土壤生态系统的一个重要组成部分,对土壤中的生物化学循环起着不可替代的驱动作用。转基因作物在生长过程中会不可避免地与土壤微生物发生交流,开展转基因作物对土壤微生物群落影响的研究对于科学评价转基因作物的潜在风险具有重要意义。随着现代生物技术的不断发展,土壤微生物多样性及其分析方法已经从传统的分离培养发展到从种群角度去研究整个土壤微生态系统内的微生物。但是由于土壤微生物的各种特性(如大部分不可培养、体积微小及群体效应等)和仪器设备检测性能的局限性,单一的研究方法会存在一些弊端,还需要结合其他的手段共同研究土壤生态系统中的微生物多样性。目前,人们对土壤微生物多样性的研究主要包括物种多样性、功能多样性、结构多样性及遗传多样性等4个方面,国内外关于转基因作物对土壤微生物多样性及其群落结构影响的研究方法很多,对常见的研究方法进行了总结,并提出了今后转基因作物对土壤微生物多样性及群落结构影响的研究策略。     

释放后的转抗病虫基因作物对土壤生物群落的影响

土壤生物,尤其是土壤微生物多样性与活性的保持是农业生态系统健康稳定的基础,农业活动尤其是农作物植被类型的改变对土壤生物的群落结构和活性具有显著的影响。释放后的转基因作物作为生态系统的一种新的生物组分,被引入农田生态系统之间后所引发的农田生物群落（包括土壤微生物群落）的变化及其对农业生态系统的健康与稳定产生的影响,已成为研究热点,本文对转抗虫Bt基因作物、转T4-溶菌酶基因作物,转蛋白酶抑制剂I基因作物的基因产物、作物残体在土壤中的行为（如降解产物的存留形态与生物活性）及其对根际或残体周围土壤中各类生物,尤其是微生物群落结构与功能的影响进行了简要综合评述,指出基因表达产物的后效肯定是存在的且长远的,由其引发的土壤生物群落结构的变化是复杂的,因而有必要对不同类型的转基因作物释放后的生态效应做长期的跟踪研究,建议未来的研究工作应集中在以下3个方面：（1）不同的转基因表达产物在环境中的迁移、结构变化、消长动态及其对生物保持毒杀性的时间;（2）不同类型转基因的植物对土壤生物群落结构的影响趋势;（3）在实验条件下,研究分离纯化的各种转基因表达产物对土壤各生物功能类群的影响。     

我国转基因水稻商品化应用的潜在环境生物安全问题

转基因水稻的研发和商品化应用将为提高我国水稻的生产力提供新的机遇,并缓解我国的粮食安全问题.转基凶水稻的人规模环境释放和商品化生产可能会带来一定的环境生物安全问题,处理不好会影响转基因水稻的进一步研究和发展.通常所指的环境生物安全问题主要包括以下几个方面:(1)抗生物胁迫转基因对非靶标生物的影响及效应;(2)外源基因向非转基因作物和野生近缘种逃逸及其可能带来的生态后果;(3)转基因作物对农业生态系统、土壤微生物以及生物多样性的潜在影响;(4)抗生物胁迫转基因的长期使用导致靶标生物对转基因产生抗性等.为了安全有效和持续利用转基因生物技术及其产品,有必要对转基因水稻的环境生物安全性进行科学评价.基于风险评价的原则,本文对转基因水稻在我国商品化生产和大规模种植可能带来的环境生物安全问题进行了理性分析,希望为我国转基因水稻商品化应用的决策和生物安全评价提供科学依据.     

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基因作物对土壤节肢动物的生态风险性

土壤节肢动物在土壤生态系统物质循环中起着非常重要的作用,因此人们越来越关心转基因作物对土壤节肢动物的生态安全性。本文在介绍转基因作物对土壤节肢动物影响机制的基础上,重点论述了土壤跳虫、螨类、甲虫、水生昆虫等节肢动物对不同转基因作物响应的研究进展,旨在为科学全面的开展转基因作物土壤生态风险评价提供参考。     

中国转基因作物风险评估技术研究进展

现代生物技术的发展为利用外源基因培育优良作物品种提供了新的途径,目前国内外已培育出多个高抗害虫的转基因作物。但是,人们对转基因作物潜在的风险尚存在疑问,这是目前转基因作物是否能进一步获准商品化生产的一个重要原因。综述了中国转基因作物研究和转基因产品安全性检测技术取得的主要进展,对我国转基因作物的研究前景进行了展望,并对将来的工作提出了几点建议。     

转基因作物外源基因漂移风险及其控制技术研究进展

随着转基因技术的飞速发展,越来越多的转基因作物新品种培育成功。转基因作物以其抗病虫、抗除草剂、优质高产及环境友好型等优良性状被广泛种植,而随之引起的一系列生态风险也越来越引起人们的广泛关注。其中,外源基因漂移导致的生态风险问题是转基因作物环境安全性评价的重要内容之一,尤其在转基因作物19年的商业化种植过程中,外源基因漂移风险管理技术在生产中的应用更不容忽视。本文对转基因作物的花粉介导、种子介导、根际分泌物和无性繁殖器官介导等4种外源基因漂移的主要途径及其引起的生态风险和相关控制技术等进行了综述,以期为转基因作物的环境安全评价及生产中的科学监管提供科学依据。     

Polymer and sprinkler droplet energy effects on sugar beet emergence, soil penetration resistance, and aggregate stability

The rapid development of agricultural biotechnology and release of new transgenic plants for agriculture has provided many economic benefits, but has also raised concern over the potential impact of transgenic plants on the environment. Considerable research has now been conducted on the effects of transgenic plants on soil microorganisms. These effects include unintentional changes in the chemical compositions of root exudates, and the direct effects of transgenic proteins on nontarget species of soil microorganisms. Most studies to date suggest that transgenic plants that have been released cause minor changes in microbial community structures that are often transient in duration. However, due to our limited knowledge of the linkage between microbial community structure and function, more work needs to be done on a case-by-case basis to further evaluate the effects of transgenic plants on soil microorganisms and soil ecosystem functions. This review summarizes the results of a variety of experiments that have been conducted to specifically test the effects of transgenic plants on soil microorganisms, and particularly examines the types of methods that are being used to study microbial interactions with transgenic plants.     

转Bt基因作物对非靶标土壤动物的影响

转Bt基因作物已经在世界范围内广泛种植.随着转基因作物的快速发展与推广,有必要深入研究其对土壤生态系统的影响.本文概述了转Bt作物对土壤动物群落以及蚯蚓、线虫、虫兆虫、螨类和甲虫等重要类群的种群动态影响的研究进展,介绍了转Bt基因作物的发展历史,分析了Bt蛋白进入土壤的途径及其在土壤环境中的残留与降解的动态,阐述了未来转Bt基因作物对非靶标土壤动物影响的生态风险分析的重要领域,旨在为研究转Bt基因作物对非靶标土壤动物影响提供参考.     

转基因植物对农业生物多样性的影响

论述了近年来转基因植物对农业生态系统生物多样性影响的研究进展．主要在遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性3个层次上予以评述．包括转基因植物对作物遗传多样性的影响;转基因植物的外源基因向杂草和近缘野生种转移;转基因抗虫植物对目标害虫的影响。抗除草剂转基因植物对作物和杂草的影响,抗病毒转基因植物对病毒的影响;转基因植物对非目标生物的影响,对土壤生态系统的影响等．     

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。     

Problems in monitoring horizontal gene transfer in field trials of transgenic plants

Transgenic crops are approved for release in some countries, while many more countries are wrestling with the issue of how to conduct risk assessments. Controls on field trials often include monitoring of horizontal gene transfer (HGT) from crops to surrounding soil microorganisms. Our analysis of antibiotic-resistant bacteria and of the sensitivity of current techniques for monitoring HGT from transgenic plants to soil microorganisms has two major implications for field trial assessments of transgenic crops: first, HGT from transgenic plants to microbes could still have an environmental impact at a frequency approximately a trillion times lower than the current risk assessment literature estimates the frequency to be; and second, current methods of environmental sampling to capture genes or traits in a recombinant are too insensitive for monitoring evolution by HGT. A model for HGT involving iterative short-patch events explains how HGT can occur at high frequencies but be detected at extremely low frequencies.     

Transgenic crops expressing Bacillus thuringiensis toxins and biological control

The area devoted to growing transgenic plants expressing insecticidal Cry proteins derived from Bacillus thuringiensis (Bt) is increasing worldwide. A major concern with the adoption of Bt crops is their potential impact on nontarget organisms including biological control organisms. Regulatory frameworks should advocate a step-wise (tiered) approach to assess possible nontarget effects of Bt crops. Laboratory and glasshouse studies have revealed effects on natural enemies only when Bt-susceptible, sublethally damaged herbivores were used as prey or host, with no indication of direct toxic effects. Field studies have confirmed that the abundance and activity of parasitoids and predators are similar in Bt and non-Bt crops. In contrast, applications of conventional insecticides have usually resulted in negative impacts on biological control organisms. Because Bt-transgenic varieties can lead to substantial reductions in insecticide use in some crops, they can contribute to integrated pest management systems with a strong biological control component.     

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。     

A 2-year field trial reveals no significant effects of GM high-methionine soybean on the rhizosphere bacterial communities

Genetically modified (GM) crops have brought various economic benefits but may also have adversely affected soil microorganisms. To examine whether transgenic high-methionine soybean ZD91 alters the bacterial community structure in the rhizosphere, we performed a 2-year follow-up study using the transgenic high-methionine soybean cultivar ZD91 and wild type cultivar ZD. The community composition and the relative abundance of bacteria in rhizosphere soil were determined by sequencing of the 16S rRNA amplicon. Our results indicated that transgenic soybean ZD91 had no significantly effects on rhizosphere bacterial communities. Instead, the plant growth stage and year appeared to have a stronger effect on bacterial communities. Our findings therefore provided reliable scientific evidence for potential commercial cultivation of cultivar ZD91.     

不同生育期转Bt基因棉种植对根际土壤微生物的影响

 在盆栽种植条件下,比较研究了两个转Bt基因棉(Gossypium hirsutum)与对照棉对根际土壤细菌、放线菌、真菌和主要功能类群及多样性的影 响差异。结果表明：两个转Bt基因棉根际土壤均可检测到Bt蛋白,且不同转Bt基因棉根系分泌Bt蛋白量以及Bt蛋白在根际土壤中的降解率不同 。与各自对照相比,转Bt基因棉对细菌和真菌生长繁殖有促进作用,对放线菌、好气固氮菌和钾细菌数量没有显著影响。苗期和花期转Bt基因 棉均可显著提高氨化细菌、显著降低无机溶磷菌数量,花期均可显著提高好气纤维分解菌、显著降低有机溶磷菌数量,‘Bt冀668’苗期也可显 著提高好气纤维分解菌数量。转Bt基因棉根际土壤好气纤维分解菌、有机和无机溶磷菌多度发生了变化。尽管功能类群总数转Bt基因棉高于各 自对照常规棉,但群落多样性和均匀度都有所下降,优势集中性表现明显,且花期转Bt基因棉多样性参数值以及功能类群数量的变化幅度大于 苗期。