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。     

转基因抗虫棉SSR和AFLP遗传变异研究

利用SSR和AFLP两种分子标记技术,分析了52份转基因抗虫棉品种（系）的遗传多样性。结果表明：在61对SSR引物中,有4对引物在供试材料中表现出多态性,共扩增出102个标记,其中多态性标记25个,多态性百分率为24．51％,每对引物的扩增带数变化在17～30之间;在100对AFLP引物中,有9对引物在供试材料中产生多态性,共扩增出618个标记,多态性标记33个,占总数的5．34％,每对引物组合扩增的标记数分布于47～81之间。成对品种的欧式距离变化在2．00～5．57之间,平均值为4．21,单一品种欧氏距离的平均值分布在3．73～4．75之间,表明不同品种之间遗传差异不大。基于SSRs和AFLPs多态性数据的聚类分析,可以将供试材料划分为3个类群（SAGs）,但类群划分与品种地理来源不十分吻合。     

转基因(Cry1Ac)抗虫棉对土壤微生物的影响

对不同种植年限的转基因(Cry1Ac)抗虫棉田土壤中主要微生物数量变化进行了测定,结果表明：（1）种植转基因抗虫棉后对土壤微生物细菌、放线菌和真菌数量的影响趋势基本相似;（2）种植抗虫棉1年后,土壤中细菌、放线菌、真菌数量将有所增加,连续4年达到高峰,然后数量开始下降,连续种植7年后,棉田微生物数量接近于种植1年的棉田;（3）种植1年后又种植非转基因棉花的棉田,土壤微生物数量低于种植1年抗虫棉的棉田,与种植非转基因棉的数量无明显差异。由此可见,种植转基因抗虫棉对土壤微生物数量有一定的影响。     

转双价基因抗虫棉对土壤微生物群落多样性的影响

采用Biolog技术,研究了不同生育期(30、60、90和120d)转双价(Bt+CpTI)基因抗虫棉SGK321及其亲本非转基因常规棉石远321根际土壤微生物群落多样性变化。结果表明,反映土壤微生物活性的平均颜色变化率(AWCD)呈现出以下变化规律:与亲本常规棉相比,整个培育过程中转双价基因抗虫棉AWCD值除30d显著高于亲本常规棉(P<0.05),其他3个时期均显著低于亲本常规棉(P<0.05)。两种棉花根际土壤微生物群落丰富度指数和优势度指数随棉花生育期的不同而有所不同,4个时期转双价基因抗虫棉均匀度指数与亲本常规棉无显著差异。主成分分析结果表明,转双价基因抗虫棉30d、亲本常规棉60、120d土壤微生物群落碳源利用方式相似,转双价基因抗虫棉60、90、120d与亲本常规棉30d土壤微生物群落碳源利用方式相似。土壤微生物利用的主要碳源为糖类、氨基酸类、羧酸类和聚合物。     

我国转基因Bt抗虫棉的进展分析与生态风险评估

从源头创新、基因转移技术、新品种选育与推广、专利分析四个方面探讨了我国转基因Bt抗虫棉的重大进展。且从靶标昆虫与非目标昆虫两个方面重点对转基因的生态风险进行了综合评价,并根据国内外的研究趋势,提出了加速我国转基因棉研究的对策。     

转基因抗草甘膦抗虫棉的荒地生存竞争能力

【背景】随着转基因作物的大量种植,其环境安全性已成为目前的研究热点,其中转基因作物的荒地生存竞争能力,是其环境安全性评价的重要内容之一。【方法】以2种转双价抗草甘膦抗虫基因（EPSPS＋crylAc）棉为试验品种,非转基因棉中棉所49为对照品种,分别于4月底和5月底在荒地用地表撒播和3cm深播2种方式播种,并于4～9月份对棉花存活率、株高、真叶数、茎直径、果枝数、蕾铃数等生长参数进行比较,以检测、评价其荒地竞争能力及杂草化风险。【结果】无论是撒播还是深播,荒地中棉花长势均较弱,表现为生长缓慢、植株矮小、生育期延迟。4月底播种的棉花有极个别植株能够结铃,但铃数极少且小,无成熟的种子;5月底播种的棉花长势更弱,至9月底未见蕾铃。【结论与意义】转基因抗草甘膦抗虫棉在荒地中无竞争优势,不能繁殖传代,无杂草化风险。本研究为转基因棉花环境安全评价技术的完善提供了理论依据。     

云南玉溪烤烟土壤真菌的初步研究

对玉溪烤烟连作田和轮作田土壤中的真菌进行分离 ,其真菌数量为 (1.35～ 4.5 6 )× 10 5/ g干土。分离得到的真菌经分类鉴定到属 ,有 4个目 ,7个科 ,45个属 ,优势属为青霉属 (Penicillium)和盾壳霉属 (Coniothyrium) ,其次为芽枝霉属 (Cladosporium)、头孢霉属 (Cephalosporium)、镰孢霉属 (Fusarium)、轮枝孢属 (Verticillium)、柱孢属 (Cylindrocarpon)。     

转基因抗虫棉在中国的推广和传播途径研究

转基因抗虫棉是中国商业化应用最成功的转基因作物,已有许多研究对转基因棉花种植的成本效益和农户生产决策的影响因素进行了深入分析,但对其具体推广过程缺乏足够了解。通过小组访谈和创新树的分析方法,以转基因抗虫棉为例,对转基因生物技术在我国的推广和传播途径开展了研究。研究发现,种业公司转基因作物种子的生产能力直接影响转基因作物的初始规模,来自政府研究机构和种业公司的技术推广者在转基因生物技术的扩散过程中都起着重要作用,公共农技推广服务对于宣传相关信息和知识尤为重要,社会资本也有助于转基因抗虫棉在中国的快速传播和采用。研究结论对推进我国公共农技推广体系改革、完善多元社会化服务主体协作及生物技术研发具有重要启示作用。     

转基因抗虫棉种植面积变化对花生田棉铃虫种群影响

【目的】棉铃虫Helicoverpa armigera(Hübner)是花生田主要害虫之一。转基因抗虫棉全面推广后,棉铃虫种群(包括棉田、花生田、玉米田)得到有效控制。近年,随着转基因抗虫棉种植面积逐年下降,花生田棉铃虫种群呈现逐年上升趋势。【方法】本文通过调查山东省花生主产区(非棉区)龙口、招远、莱阳、文登四个县级市花生田棉铃虫成虫、卵量、幼虫量等的发生情况,分析了棉铃虫发生面积及种群数量15年(2000—2014年)的变化规律,并重点分析了主要影响因素。【结果】结果表明:花生棉铃虫发生面积受棉花种植面积影响较大,二者呈显著负相关性;花生田棉铃虫累计诱蛾量总体呈下降趋势,但与棉花种植面积相关性不显著;棉铃虫卵量、虫量与抗虫棉种植面积呈显著负相关性。【结论】所以,转基因抗虫棉种植面积减少是导致花生田棉铃虫种群数量上升的主要因素。另外,近年玉米田棉铃虫发生面积也呈逐年上升趋势,与抗虫棉种植面积呈显著负相关。所以,随转基因抗虫棉种植面积的下降,若不采取有效措施,棉铃虫种群可能会出现大发生趋势。     

不同转基因抗虫棉对棉铃虫抗虫性的时空动态

利用2个对Bt抗性水平不同的棉铃虫品系,测定了转Bt和CpTI基因双价抗虫棉(SGK321)和Bt棉(GK12,33B)杀虫活性的时间和空间动态变化。结果表明,2类3种抗虫棉杀虫活性共同表现为：(1) 时间动态上均呈现前高后低的下降趋势;(2) 空间动态上表现为,在生长前期以叶的活性最高,中后期以铃和蕾的活性较高;(3) 对敏感品系的活性高于对抗性品系。不同点表现为：（1）双价棉在生长中后期(8～9月份)活性明显高于Bt棉;（2）双价棉对抗性品系的活性表现更稳定。     

The Impacts of the Pollen of Insect-resistant Transgenic Cotton on Honeybees

Transgenic cotton containing a synthetic version of the insecticidal toxin gene from Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki has been planted in China in a large scale and may have adverse impacts on honeybees. The pollens of the transgenic cotton and the non-transgenic parental cotton were collected and their impacts on worker bees were tested. Experimental results showed that the transgenic cotton pollen had no oral acute toxic effects on worker bees. No significant difference was observed in the superoxide dismutases activity and the longevity of worker bees fed with diets containing the transgenic cotton pollen or non-transgenic parental cotton pollen. The results of our experiment indicate that the transgenic cotton has no direct adverse impacts on honeybees. Further work needs to be carried out to evaluate the long-term and indirect impacts of the transgenic cotton on honeybees.     

抗虫转基因银河杨的生长特性和抗虫性

以非转基因银河杨(Populus alba×Populus hopeiensis)为对照,对抗虫转基因银河杨抗虫基因Cry3A的稳定性,转基因银河杨的物候期、生长状况和抗虫性进行研究。结果发现,Cry3A基因整合稳定,在根、茎、叶中RNA和蛋白水平均有表达,不同组织中Bt蛋白水平差异显著,茎中Bt蛋白水平最高。抗虫转基因银河杨的物候期、生长状况未发生显著变化,但表现出显著的抗虫性。     

三种高盐苯胺废水对细菌群落结构的影响

采用PCR-DGGE技术分析了含有不同CODCr、盐、总磷、氨态氮、氯离子、苯胺浓度的3种高盐苯胺废水(1#、2#、3#)驯化的细菌群落结构变化,从分子水平阐明高盐苯胺废水对细菌群落结构的影响.结果表明,不同浓度高盐苯胺废水驯化过程中,2#废水随着浓度的升高,细菌群落多样性逐渐下降;1#废水驯化的细菌群落多样性指数以5%的废水最高,20%与40%的废水最低;3#废水驯化的细菌群落多样性指数以0%和5%的废水最高,20%的废水最低.不同废水对细菌群落多样性有不同的影响,表明适应和突变是驯化过程中细菌适应环境的一个重要作用力.3种不同高盐苯胺废水驯化的细菌群落多样性指数与CODCr、盐含量之间均存在显著负相关,但与氯离子和苯胺含量之间相关不显著.3种废水驯化的细菌的遗传多样性有较大差异,多态位点百分率、Shannon's信息指数和Nei's指数均以3#废水最高,1#废水次之,2#废水最低.但遗传多样性指标与CODCr、盐含量、氯离子和苯胺含量之间均相关不显著.可知细菌群落多样性的变化是由于废水中所含的污染物质的综合作用结果,而非单一的因素.3种废水的5种不同浓度驯化细菌之间的平均遗传距离分别为0.4724、0.4350和0.4902,其中3#废水驯化的细菌遗传变异最大.聚类分析表明,5种不同浓度高盐苯胺废水驯化细菌均可明显地分为两组.1#和2#废水均为0%、5%和10%废水驯化细菌聚成一组,而20%和40%废水驯化细菌聚成另一组; 3#废水为0%与5%废水驯化细菌聚成一组,而10%、20%和40%废水驯化细菌聚成另一组.不同的废水由于水质背景值不同,选择压力不同,导致细菌突变的阈值不同,使得诱导细菌变异程度不同,从而最终引起细菌群落结构的不同.驯化过程中微生物种群的变化使得整个微生物群落能够快速适应外部环境变化.     

Community Structure of Arbuscular Mycorrhizal Fungi in Rhizospheric Soil of a Transgenic High-Methionine Soybean and a Near Isogenic Variety

The use of transgenic plants in agriculture provides many economic benefits, but it also raises concerns over the potential impact of transgenic plants on the environment. We here examined the impact of transgenic high-methionine soybean ZD91 on the arbuscular mycorrhizal (AM) fungal community structure in rhizosphere soil. Our investigations based on clone libraries were conducted in field trials at four growth stages of the crops each year from 2012 to 2013. A total of 155 operational taxonomic units (OTUs) of AM fungi were identified based on the sequences of small subunit ribosomal RNA (SSU rRNA) genes. There were no significant differences found in AM fungal diversity in rhizosphere soil during the same growth stage between transgenic soybean ZD91 and its non-transgenic parental soybean ZD. In addition, plant growth stage and year had the strongest effect on the AM fungal community structure while the genetically modified (GM) trait studied was the least explanatory factor. In conclusion, we found no indication that transgenic soybean ZD91 cultivation poses a risk for AM fungal communities in agricultural soils.     

接种丛枝菌根真菌和有机土栽培对甜椒根际微生物分子多态性的影响

通过采用变形梯度凝胶电泳(DGGE)技术对普通土、普通土+GM、有机土和有机土+GM 4个不同处理下甜椒根际土壤微生物的多样性进行研究.结果表明,接茵处理使细菌的种类在数量上有所增加,其中有新的细菌类型的出现,也有一些细茵类型的减少和消失,一些共有细菌种类的数量也得到了丰富;应用有机土栽培有利于一些茵群的生长繁殖,有助于促成优势菌群的建立;对电泳图谱的相似性系数分析表明,有机土对细菌菌群多样性的影响强于接种菌根真菌处理;普通土接种菌根真菌对土壤微生物种群的影响强于有机土;接种菌根真菌使土壤的细菌种群结构发生了变化,并增加其菌群种类的相似性.     

外源抗虫蛋白与内源抗虫因子的交互作用

以次生代谢物质萜烯类、黄酮类以及单宁等为基础的自身化学抗虫性一直是植物化学防御的核心.随着基因重组技术的发展,许多作物获得了一种新的化学防御形式,即以表达外源基因产物来进行防御.外源抗虫蛋白与内源抗虫物质的协调性问题,在利用外源基因工程改良植物抗虫性时是非常重要的,同时也是转基因作物安全性和生态学评价的重要方面.转基因植物中外源与内源抗虫系统间的协调性的研究取得了一些成果,但尚未引起人们足够的重视.综述了离体条件下和在转基因植物体内,外源抗虫蛋白Bt和GNA等与植物次生代谢物质以及各抗虫蛋白之间交互作用的研究进展,并探讨了研究各抗虫因子交互作用的意义.     

Studies on Highly Efficient Planting of Transgenic Cotton

Foreign insecticidal genes were transferred into 4 upland cotton ( Gossypium hirsutum L. ) cultivars by Agrobacterium-mediated transformation. It was found that planting style has a critical influence on the survival rate of the transgenic plantlets. Direct transplanting, culturing in liquid medium or vermiculite before transplanting were not proper for planting transgenic plantlets. The survival rate was quite low and hardening time was rather long. Graft could greatly enhance the survival rate and efficiently reduced the hardening time, thus paves the way for cotton improvements through genetic engineering and other biotechnology.     

新疆3种甘草根际土壤丛枝菌根真菌群落的多样性分析

为探究新疆地区药用甘草根际土壤丛枝菌根真菌的群落结构受宿主植物种类、土壤深度和土壤理化性质的影响,该实验采集了新疆地区乌拉尔甘草、胀果甘草、光果甘草根际0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm 3个土层的土壤样品,基于Illumina Miseq高通量测序平台测定AM真菌群落结构和多样性,结合土壤理化性质,分...     

转基因棉花的遗传研究

选用不同来源的转Ｂｔ基因抗虫棉中棉所３０号和新棉３３Ｂ、转ｔｆｄＡ基因抗除草剂棉花材料ＴＦＤ,通过与不同主栽推广品种正反交和回交研究外源Ｂｔ基因和ｔｆｄＡ基因在棉花体内的遗传和分离行为。结果表明,由外源基因提供给转基因的抗虫和抗除草剂性状均是由一对基因控制的显性性状,且该性状不受细胞质效应的影响,符合孟德尔遗传规律。