Bt玉米秸秆分解对土壤酶活性和土壤肥力的影响

通过室内实验,研究了Bt玉米34B24和同源常规品种34B23、Bt玉米农大61和常规品种农大3138秸秆分解对土壤酶活性和土壤肥力的影响.结果表明,与34B23处理相比,34B24处理的土壤蛋白酶和酸性磷酸酶活性在观测期没有显著差异;7d时土壤脱氢酶活性显著提高,1、4、60和7d土壤蔗糖酶活性显著提高;30d时土壤脲酶活性显著提高,4d和7d时则土壤脲酶活性显著降低.2个Bt玉米处理和2个常规玉米处理的土壤酶活性也在某些时间有显著差异.秸秆分解90d后,34B24处理比34B23处理.显著降低了土壤速效磷和速效钾含量.以上差异与不同秸秆的化学构成有关,Bt基因的转化过程可能会影响受体作物秸秆的化学成分.应建立不同土壤类型土壤酶活性的标准分级体系,以便科学评价Bt玉米秸秆分解对土壤质量的影响.     

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。     

转Bt基因玉米叶片次生代谢物DIMBOA和酚酸类物质含量的变化

异羟肟酸和酚酸类物质是玉米植株中重要的次生代谢物,可以帮助抵御多种病原菌、害虫、线虫和其它植物的危害。采用HPL C法研究了Bt玉米34B2 4、G30、农大6 1(Nongda6 1)和14 2 6×14 82以及部分相应的非转基因玉米叶片DIMBOA和酚酸类物质含量的变化。试验结果表明,不同玉米品种之间DIMBOA含量的差异很大;各Bt玉米品种叶片的DIMBOA含量普遍低于相对应的非转基因近等基因系。从不同部位的叶片看,玉米幼嫩叶片中的DIMBOA含量普遍较高;不同品种叶片DIMBOA含量的差异主要表现在幼叶之间,而老叶间的差异普遍较小。无论是Bt玉米还是非转基因玉米,随着生长时间的增加,各品种玉米幼苗全株叶片的DIMBOA含量急剧减少;各品种倒1叶的DIMBOA含量也都随着生长期的增加而减少,倒3叶却没有这样的规律。Bt玉米叶片的DIMBOA含量在单一的干旱胁迫或缺氮胁迫下的变化规律与非转基因玉米相似,即单一的干旱胁迫或缺氮胁迫下玉米各部位叶片的DIMBOA含量均显著升高;然而,在干旱和缺氮双重胁迫下,Bt玉米14 2 6×14 82在生长的中后期各部位叶片的DIMBOA含量却低于正常生长条件,明显不同于非转基因玉米的变化规律。与相应的非转基因近等基因系相比,虽然Bt玉米中香草酸和丁香酸的含量没有显著减少,但阿魏酸的含量显著降低。这一结果表     

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。     

Bt玉米秸秆杀虫蛋白对赤子爱胜蚓酶活性的影响

Bt玉米分泌的Bt蛋白可通过秸秆还田、根系分泌、花粉飘落等途径进入土壤.本文模拟秸秆还田,在土壤中添加5%或7.5%的Bt玉米及其同源常规玉米秸秆饲养赤子爱胜蚓,分别于7、14d后检测蚯蚓总蛋白含量、乙酰胆碱酯酶(AchE)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)的活性.结果表明:同一玉米品种,同一秸秆添加量处理下,与培养7d相比,培养14d的蚯蚓总蛋白含量下降,AchE、CAT和SOD酶活性提高,GSH-PX酶活性降低.同一培养时间、同一秸秆添加量处理下,与常规相比,Bt玉米培养的蚯蚓SOD活性提高,AchE和GSH-PX活性下降,总蛋白含量和CAT活性无显著变化.表明Bt玉米秸秆处理对蚯蚓总蛋白没有抑制作用,能降低AchE和GSH-PX活性,对CAT没有诱导作用,但在短时间内能诱导蚯蚓SOD酶活性.     

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.
     

Bt玉米(MG95)对粘虫的抗性和拒食作用

在室内以我国自主培育的转Bt基因玉米 (简称 :Bt玉米 )为材料 ,测定了Bt玉米对不同龄期 ( 1～ 4龄 )粘虫PseudaletiaseparataWalker的影响。测定指标包括 :幼虫体重、幼虫发育历期、幼虫死亡率、化蛹率、蛹重、蛹历期、羽化率、产卵量、成虫历期、卵孵化率。结果显示 :用Bt玉米喂养的 1～ 4龄幼虫在处理 6d及 1～ 3龄幼虫在处理 9d时的体重与对照相比均差异显著 ;除 1龄幼虫外 ,2～ 4龄幼虫处理 6d及 2～ 3龄幼虫处理 9d后的死亡率差异不显著 ;用Bt玉米喂养的各龄幼虫发育历期延长 ,与对照相比差异显著 ;1、2龄幼虫的化蛹率与对照相比有显著差异 ,3、4龄则差异不显著 ;1～ 4龄幼虫的蛹重、蛹历期及羽化率均差异显著 ;成虫历期仅 1龄幼虫差异显著 ;与对照相比 ,各龄粘虫的产卵数、卵孵化率均无显著差异。结果表明 ,1龄幼虫对Bt玉米最为敏感。另外 ,拒食实验结果显示 ,在实验开始后的 8,1 6,2 4,3 2及 48h ,非选择性测定的拒食率为 63 2 0 ,64 60 ,48 99,2 3 3 5和 0 5 4% ,选择性测定的拒食率为98 3 3 ,82 43 ,71 5 4,40 1 6和 0 2 7% ,总体趋势是拒食率随时间延长而降低 ,48h后Bt玉米对粘虫幼虫无拒食活性。     

覆膜对春小麦农田微生物数量和土壤养分的影响

研究了黄绵土区不同覆膜时期对旱作麦田土壤微生物数量及其与土壤碳、氮、磷含量的关系。丰水的 1 999年 ,土壤微生物数量增长早 ,延续时间长 ,覆膜 60 d微生物数量最高 (3 3 .93 8× 1 0 6 /g dry soil) ,其次为全程覆膜 (3 2 .2 5 9× 1 0 6 ) ;干旱的 2 0 0 0年微生物平均数量只有 1 999年的 3 6.5 % ,在后期有一定降水后微生物数量才出现高峰 ,以全程覆膜数量最高(1 4.83 6× 1 0 6 ) ,覆膜 60 d次之 (1 1 .5 2 9× 1 0 6 )。 1 999年各类群微生物数量同土壤有机碳之间均呈显著或极显著负相关。2 0 0 0年相关系数几乎全面下降 ,氨化细菌、硝化细菌和反硝化细菌 ,甚至微生物总量同土壤有机碳之间都已不再显著相关。 1 999年土壤全氮同氨化细菌、硝化细菌、亚硝化细菌、解磷细菌及微生物总量均呈显著或极显著负相关 ,2 0 0 0年只与氨化细菌、亚硝化细菌、微生物总数显著负相关。土壤速效磷含量在 1 999年与解磷细菌显著负相关 ,而在 2 0 0 0年相关已不再显著。两年试验结束后 ,全程覆膜处理有机质下降 2 1 .2 % ,覆膜 60 d处理下降 1 7.2 % ,覆膜 3 0 d和不覆膜处理下降相对较小 (4 .3 %和 6.7% )。由于施用化肥 ,土壤全氮有明显升高。速效磷在 1 999生长季和随后的休闲期都有升高 ,在干旱的 2 0 0 0     

玉米幼胚高效再生系统的建立

建立了玉米幼胚高效再生系统.经研究发现,苏玉1号、农大3138、农大108的幼胚培养在含有2,4-D(2 5 mg/L)的IM培养基上后,大多数幼胚能愈伤化并增大,形成基部相连、上部分开的微芽结构;微芽结构在转移到BM培养基上后,形成小植株;进一步转移到RM培养基上,它们长根并形成完整植株.玉米幼胚高效再生植株与下列因素有关玉米基因型、幼胚大小、幼胚长芽至分化时间、6-BA、IBA、Gelrite.不同品种玉米再生能力有显著差异,幼胚大小在1～2mm之间再生能力强,幼胚长芽至分化时间4～6 d最好.激素6-BA浓度在0.5～0.6 mg/L之间有利于微芽形成小植株,IBA浓度在0.6～1 0 mg/L促进生根.Gelrite可代替琼脂粉用于玉米生根.     

斜纹夜蛾取食对Bt玉米挥发物组成和含量的影响

采用顶空吸附法和气相色谱-质谱法研究了两个Bt玉米品种(5422Bt1, 5422CBCL)和一个同源常规玉米品种(5422)在健康和经斜纹夜蛾取食危害后两种状态下释放的挥发物组成和含量差异.结果表明：健康状态下,5422释放了(E)-β-罗勒烯、芳樟醇、（3E）-4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯(DMNT)和(E)-β-法尼烯4种挥发物;5422Bt1释放了芳樟醇和DMNT 2种挥发物;而5422CBCL只释放芳樟醇1种挥发物.虫害后,在5422和5422Bt1的挥发物中鉴定出了萜类、醇类、 酯类和吲哚等12种化合物;在5422CBCL中鉴定出了10种,缺少(Z)-3-己烯-1-醇乙酸酯和橙花叔醇;3个品种释放的萜烯类化合物种类和含量均明显增加,其中,5422和5422Bt1增加了8种,5422CBCL增加了7种;5422Bt1和5422CBCL 的芳樟醇和DMNT释放量高于5422,其余化合物的释放量均低于常规品种,尤其是(E)-β-法尼烯显著低于5422.可见,经斜纹叶蛾取食诱导后,Bt玉米释放的挥发物种类和含量与常规玉米不同,且不同的Bt玉米品种（Bt11与MON810）之间也存在差异.     

Impact of Bt corn on rhizospheric and soil eubacterial communities and on beneficial mycorrhizal symbiosis in experimental microcosms

A polyphasic approach has been developed to gain knowledge of suitable key indicators for the evaluation of environmental impact of genetically modified Bt 11 and Bt 176 corn lines on soil ecosystems. We assessed the effects of Bt corn (which constitutively expresses the insecticidal toxin from Bacillus thuringiensis, encoded by the truncated Cry1Ab gene) and non-Bt corn plants and their residues on rhizospheric and bulk soil eubacterial communities by means of denaturing gradient gel electrophoresis analyses of 16S rRNA genes, on the nontarget mycorrhizal symbiont Glomus mosseae, and on soil respiration. Microcosm experiments showed differences in rhizospheric eubacterial communities associated with the three corn lines and a significantly lower level of mycorrhizal colonization in Bt 176 corn roots. In greenhouse experiments, differences between Bt and non-Bt corn plants were detected in rhizospheric eubacterial communities (both total and active), in culturable rhizospheric heterotrophic bacteria, and in mycorrhizal colonization. Plant residues of transgenic plants, plowed under at harvest and kept mixed with soil for up to 4 months, affected soil respiration, bacterial communities, and mycorrhizal establishment by indigenous endophytes. The multimodal approach utilized in our work may be applied in long-term field studies aimed at monitoring the real hazard of genetically modified crops and their residues on nontarget soil microbial communities.     

Evaluating multiple approaches for managing western corn rootworm larvae with seed blends

Corn rootworm, Diabrotica spp., larvae represent a significant and widespread economic threat to corn, Zea mays (L.), production in the United States, where control costs and yield losses associated with these insect pests exceed $1 billion annually. Preventing root injury and associated yield loss caused by corn rootworm larvae may be accomplished by the independent use of planting time soil insecticides or transgenic Bt hybrids. However, recent reports of both confirmed and suspected Bt resistance in corn rootworm populations throughout the Corn Belt have led to significant interest in the use of these two management tactics simultaneously. Although this approach has been investigated to some extent previously, information is lacking on how the use of a soil insecticide in tandem with a Bt seed blend—Bt and refuge (non‐Bt) seed mixed into a single product—may affect root protection and yield. We describe an experiment including six trial sites conducted over a three‐year period where various seed blends and soil insecticide/seed blend combinations were evaluated. The predominant species contributing to root injury across all sites was the western corn rootworm (Diabrotica virgifera virgifera LeConte). A weighted technique is presented for evaluating root injury for seed blends that offers a reliable estimate of product performance. The addition of a soil insecticide to the seed blend treatments never resulted in significantly improved root protection and failed to provide a consistent yield benefit. Our results suggest that a soil insecticide/seed blend combination approach is not warranted. Additionally, a subanalysis performed on individual refuge and nearby Bt root systems for seed blend treatments provides insight into the spatial characteristics of root injury in seed blend scenarios.     

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％）。     

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.     

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。     

Seven years of continuously planted Bt corn did not affect mineralizable and total soil C and total N in surface soil

Plant and Soil - Genetically engineered corn (Zea mays L.) containing a gene from the soil bacterium Bt (Bacillus thuringiensis) constitutes a large proportion of all corn planted in the United...     

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。