转基因抗草甘膦抗虫棉对棉田冠层节肢动物群落的影响

【背景】随着转基因抗虫棉在我国的广泛种植,一种具有抗虫和耐除草剂（草甘膦）的双价棉被培育成功。这种转双价基因棉和转单价基因抗虫棉对棉田节肢动物群落结构的影响可能不同。因此,在该类转双价基因棉花进行环境释放之前,有必要研究其对棉田节肢动物群落的影响,评价其环境安全性。【方法】试验于2010年5月9日~9月23日和2011年5月10日~9月24日在河南省安阳市中国农业科学院棉花研究所试验农场进行,棉田类型有3种——转基因抗草甘膦抗虫棉田、转Bt棉田和常规棉田,每种棉田种植3个小区,每个小区面积为200 m2（8 m×25 m）。采用对角线5点取样方法,每5 d调查1次棉田的节肢动物群落,通过目测对节肢动物鉴定到属。【结果】抗草甘膦抗虫棉田、Bt棉田和常规棉田节肢动物群落、害虫亚群落和天敌亚群落的结构与组成无明显差异;抗草甘膦抗虫棉田害虫种群数量低于抗虫棉田和常规棉田,而其天敌种群数量与常规棉田相当,略低于Bt棉田;3种棉田节肢动物群落、害虫亚群落和天敌亚群落的多样性指数、均匀性指数均无明显差异。【结论与意义】种植转基因抗草甘膦抗虫棉花不会对棉田节肢动物群落组成造成显著影响。本研究为转基因抗草甘膦抗虫棉田的环境安全性评价提供了依据。     

转基因抗除草剂大豆对大豆田节肢动物及杂草多样性的影响

【目的】随着转基因作物种植面积的不断加大,其生态安全问题也越来越受到关注。对生物多样性的影响研究作为转基因作物环境安全释放的必要环节,亦是客观评价其风险的重要手段。本研究旨在分析抗除草剂大豆对大豆田节肢动物及杂草多样性的影响。【方法】2019年6-9月,调查安徽合肥分别种植4种处理大豆品种[喷施清水的我国自主研发的转g10-epsps基因抗除草剂大豆ZUTS-33、受体大豆华春3号(HC-3)和本地主栽大豆品种中黄13 (ZH-13),以及施用草甘膦除草剂农达(3 000 mL/hm²)的转基因大豆ZUTS-33]的大豆田中的节肢动物数量(百株虫口数)和多样性指数(丰富度指数、香农指数、辛普森指数、优势集中性指数和均匀度指数),害虫和天敌的种类和数量,以及杂草密度、种类、数量和多样性指数。【结果】2019年,安徽合肥大豆田生长前期和中期大豆百株虫口数除8月13日表现为喷施清水的ZUTS-33处理组显著高于其他3种处理外,其他调查时间4种处理间百株虫口数变化趋势一致。大豆生长前期和中期4种处理间田间节肢动物数量和各生物多样性指数均差异不显著,调查期间4种处理间粉虱、...     

转基因玉米对田间节肢动物群落多样性的影响

通过对转基因耐除草剂(EPSPS)抗虫(Cry1Ab)玉米转化体‘DBN9936’、受体玉米‘DBN318’、常规玉米‘先玉335’和喷施除草剂的转化体‘DBN9936’玉米田中节肢动物种类及数量的调查, 评价转基因玉米对田间节肢动物群落多样性的影响。2015年和2017年我们采用直接观察法、陷阱调查法和剖秆法对田间节肢动物进行调查, 采用聚类分析、物种累积曲线等方法对数据进行分析, 并比较了4个处理玉米田节肢动物群落的Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson多样性指数、Pielou均匀度指数、优势集中性指数和群落相似性指数的差异及其随时间变化的规律。调查期间共记录节肢动物20目80科; 转化体玉米‘DBN9936’ (2015: 10.3 ± 2.6头, 2017: 3.3 ± 1.7头)和喷施除草剂的转化体玉米‘DBN9936’ (2015: 6.0 ± 1.5头, 2017: 17.0 ± 0.6头)上鳞翅目昆虫的数量明显低于受体‘DBN318’ (2015: 20.0 ± 3.2头, 2017: 24.0 ± 6.0头)和‘先玉335’ (2015: 21.0 ± 8.9头, 2017: 26.7 ± 2.0头); 物种累积曲线呈典型的抛物线, 各类玉米田间总体物种丰富度差异较小; 玉米生育期节肢动物调查结果累计数量的功能团组成及其丰富度、多样性、均匀度、优势集中性间均无明显的差异, 各类指数随时间变化的动态趋于一致, 群落间相似性程度较高。转基因玉米‘DBN9936’对鳞翅目害虫有明显的抗性, 对非靶标节肢动物无显著的影响, 对田间节肢动物的群落多样性、均匀度、丰富度、优势集中性等没有明显的影响。     

抗草甘膦转基因大豆（RRS）对根际土壤细菌数量和多样性的影响

为深入研究种植抗草甘膦转基因大豆的黑土生态区根际土壤中细菌数量及多样性的变化,试验采用DGGE-cloning测序技术与传统培养相结合的方法,研究了抗草甘膦转基因大豆(RRS)对根际土壤细菌数量以及细菌群落多样性的影响.传统培养试验结果为RRS显著降低了土壤细菌的数量;DGGE图谱分析表明,RRS根际土壤细菌16SrDNA条带数、多样性指数及均匀度指数均要低于其他处理,聚类分析显示RRS带谱与RRS-S和Y-S差异较大,相似性分别为64%和64.4%;DGGE-cloning测序结果表明,在RRS处理中缺失条带1和条带12分别属于Uncultured bacterium和Nitrospira门Nitrospira属,其中条带1与其他切取条带最小遗传距离达0.4,与其他处理相比表现出弱势差异的条带2、4、5和条带11均属于Uncultured bacterium.研究表明,RRS不同程度上降低了根际土壤细菌的数量和细菌群落的多样性,并对根际土壤中Nitrospira属细菌有一定的抑制作用.     

两种除草剂对棉田节肢动物群落多样性指数的影响

系统地研究了棉田地面和棉株节肢动物群落及各亚群落施用克无踪(A)、高盖(B)与对照(CK)之间在群落生物多样性、丰富度和均匀度的差异.结果表明,对地面肉食动物群落生物多样性(H′)的A-CK的t值为3.099,B-CK的t值为2.449,t＞t_0.05=2.228,差异显著;地面植食动物亚群落的(H′)A-CK的t值为2.377,A-B为2.260,t＞t_0.05=2.228,差异均显著.棉株节肢动物群落及亚群落A-CK、B-CK和A-B之间差异不显著.地面节肢动物亚群落丰富度A-CK的t值为4.759,地面植食类节肢动物亚群落为4.359,地面肉食节肢动物亚群落为2.963,均t＞t0.0=2.228,表明A与CK之间差异显著;在均匀度上,A和B及A-CK、B与CK之间两类群落及亚群落上差异均不显著.A和B对棉株节肢动物群落影响很小.施用A和B及CK的生物多样性的变化总趋势一致.     

转EPSPS基因抗除草剂玉米CC-2对田间节肢动物多样性的影响

【背景】转基因手段已成为改良玉米品种的重要途径之一,具有诸多优点的转基因玉米越来越受到人们的青睐。转基因玉米带来巨大经济和社会效益的同时,其安全风险问题也引发人们广泛关注,因此有必要对转基因玉米进行生物多样性影响评价。【方法】采用直接观察法和陷阱法对种植转EPSPS基因抗除草剂玉米CC-2及其对应的非转基因对照郑58的田间节肢动物进行调查,分析其群落组成、群落结构及主要类群动态。【结果】转基因玉米CC-2无论是喷施除草剂还是不喷施除草剂处理,与其对应的非转基因对照郑58相比,田间节肢动物群落组成、群落结构,以及田间主要节肢动物类群动态均无显著差异。【结论与意义】初步认为转EPSPS基因抗除草剂玉米CC-2对节肢动物多样性无安全风险,为转EPSPS基因抗除草剂玉米的推广提供一定生态安全数据。     

不同调查方法对转基因棉田节肢动物群落构成及生物多样性的影响

【目的】明确不同生育期调查方法对棉田物种结构和生物多样性的影响,以期选择合适的生育期调查方法开展转基因棉花的安全性研究。【方法】于2016和2017年,选择2个新型转基因棉花(GGK2,N15-5)及其亲本(K312,J14)为材料,使用3种调查方法对棉田节肢动物群落进行调查:(1)在整个生育期每7 d调查一次(5月上旬—9月中下旬);(2)主要生育期调查(5月中旬、6月中旬、7月中旬、8月中旬和9月中旬)和(3)6月中旬—8月下旬期间的3个棉铃虫发生高峰期调查。计算出不同调查方法下的棉田节肢动物群落个体总数、物种丰富度、多样性指数、均匀性指数和优势集中性指数。【结果】3种方法对物种个体总数和物种丰富度影响最大,第1种方法数值最大,第3种方法数值最小。2016年,转抗除草剂基因棉田(GGK2)与其亲本(K312)相比,3种调查方法得到的物种个体总数在节肢动物群落和害虫亚群落差异显著,其他指数无差异。此外,2016年与2017年相比,相同棉田中的多样性指数、均匀性指数和优势集中性指数均无明显差异。【结论】不同生育期调查方法仅对物种个体总数和物种丰富度有影响,而对多样性指数、均匀性指数和优势集中性指数无显著影响。因此,在转基因生物安全研究中可根据不同的研究目的选择合适的生育期开展调查。     

生态护理对山地桔园节肢动物群落结构及多样性的影响

采用扫网、目测和手捕的方法,调查了山地桔园生态护理区和常规管理区节肢动物种群结构和多样性,获得生态护理区节肢动物2851只,隶属于2纲11目60科143种,常规管理区节肢动物2311只,隶属于2纲11目50科99种。生态护理区捕食性、寄生性和中性类亚群落节肢动物的种类增加了123.9%～168%,数量增加了83.5%～330.7%;捕食性、寄生性和中性类亚群落优势种群增多,而植食性亚群落相对减少;3—10月各亚群落消长动态相对平稳,害虫优势种柑桔红蜘蛛和桔蚜种群数量一直低于常规管理区,柑桔粉虱则相反;除植食性外,各亚群落的相对丰富度均大于常规管理区、优势集中度均小于常规管理区;总群落、捕食性、中性和植食性亚群落的Shannon指数分别比常规管理区高,而寄生性亚群落则低0.56,Hill多样性指数N1、N2与Shannon指数趋势相似;总群落、中性和植食性亚群落的均匀度指数高0.01～0.21,捕食性和寄生性的低0.03～0.04。因此,生态护理对增加桔园节肢动物种群结构和多样性效果明显,对害虫的持续控制和柑桔安全生产具有实际意义。     

转基因大豆对根际固氮细菌群落多样性的影响

为了研究种植转基因大豆在土壤生态系统中对固氮细菌的影响,应用PCR-DGGE技术分析种植不同大豆处理下土壤细菌固氮酶nifH基因的分子多样性。结果表明:低GC含量的厚壁菌门出现在DGGE图谱的上部,而且受生育时期影响比较明显;绿菌门相对保守,不受生育时期和种植品种的影响;在测序得到的46个结果中,共计28个属于变形菌门,占60.8%,广泛分布于DGGE胶的各个部位,大部分较稳定,不受种植品种或者采样时间的影响。相对于不同生育时期对根际土壤固氮细菌的影响,种植转基因大豆、亲本非转基因大豆和普通大豆之间的差异并不明显,表明种植转基因大豆对土壤固氮细菌没有明显的影响。     

转基因杨树林下种植转基因棉花对转基因杨棉复合系统内节肢动物群落多样性的影响

【目的】转Bt基因棉花和转Bt基因杨树在我国已推广使用。本研究的目的是调查和分析不同转基因杨棉复合系统内地上节肢动物群落多样性变化,为转基因杨树大规模应用提供生态安全方面的数据。【方法】2019年4-10月,在河北任丘采取欧洲黑杨Populus nigra林下种植转基因棉花Gossypium hirsutum的模式,设置转基因杨树 转基因棉花(复合生态系统1)和非转基因杨树-转基因棉花(复合生态系统2)两种杨棉复合系统,调查杨树和棉花地上部植株节肢动物种类和个体数量,比较节肢动物各功能群的物种数量和个体数量以及香农指数、优势集中性指数、均匀度指数等群落多样性指数,并测定了转基因杨树和棉花叶片Bt蛋白含量。【结果】复合生态系统1中转基因杨树和棉花各自植株上鳞翅目种群累计个体数均显著低于复合生态系统2相应植株上的个体数量。转基因杨树上叶甲类累计个体数量显著高于非转基因杨树上的,寄生蜂类累计个体数量则显著低于非转基因杨树上的。在6月5日、6月21日和9月7日的调查中,转基因杨树上的节肢动物群落香农指数显著高于非转基因杨树上的。除鳞翅目害虫外,2个复合系统中棉株上节肢动物各功能群累计个体数量无显著性差异,香农指数、优势集中性指数和均匀度指数随时间变化的趋势基本一致且同一调查时间无显著性差异,仅在8月17调查中复合生态系统1中棉株上节肢动物香农指数显著高于复合生态系统2棉株上的。将杨树和棉花上节肢动物各类群累计数量相加作为系统整体,复合生态系统1和复合生态系统2在香农指数、优势集中性指数和均匀度指数数值上无显著差异。在调查后期,2个复合系统中节肢动物种群均向杨树叶片聚集。转基因棉花叶片Bt蛋白含量在各调查期均显著高于转基因杨树叶片的。【结论】转基因杨树对靶标害虫种群数量有较好的控制作用,对同系统内棉花上鳞翅目害虫数量亦有协同控制作用。转基因杨棉复合系统中地上节肢动物群落结构稳定,对系统内棉花地上部节肢动物群落多样性无显著影响。靶标害虫对转Bt基因杨树的抗性发展需持续监测。     

转植酸酶基因玉米对田间节肢动物群落多样性的影响

【背景】节肢动物群落是农田生态系统的重要组成部分,转基因作物的种植对节肢动物群落结构及多样性的影响是环境安全评价的重要内容之一。转植酸酶基因玉米是我国首例获得生产应用安全证书的转基因粮食作物。【方法】以转植酸酶基因玉米10TPY005、非转基因亲本玉米蠡玉35和当地常规品种郑单958为试验材料,在大田种植条件下,采用直接观察法定期调查了玉米田间主要节肢动物的种类和发生数量,通过分析比较3个玉米品种田间节肢动物群落、天敌亚群落和害虫亚群落的多样性指数、均匀性指数以及优势集中性指数,研究了转植酸酶基因玉米对田间节肢动物群落多样性的影响。【结果】在各个调查时间,转植酸酶基因玉米10TPY005与亲本玉米蠡玉35相比,各群落指数均不存在显著性差异;随着玉米生育期的延长,各群落指数的变化趋势也基本一致。【结论与意义】转植酸酶基因玉米的短期种植,对田间节肢动物群落多样性没有明显影响。     

不同杀虫剂对大豆田节肢动物群落结构的影响

通过田间调查明确了大豆田节肢动物群落构成及其优势种群,利用群落参数并结合笔者提出的群落扰动系数比较分析了马拉硫磷、阿维菌素、高效氯氰菊酯和敌敌畏等杀虫剂对大豆田节肢动物群落及其亚群落的影响,研究结果表明:不同杀虫剂对田间天敌、害虫和中性昆虫亚群的丰富度、多样性指数和均匀度指数影响存在较大差异,其中对中性昆虫亚群影响最大。4种杀虫剂中,阿维菌素对群落的影响最小;高效氯氰菊酯对群落的影响最大,大量杀伤了天敌并引起大豆蚜的再猖獗;不同杀虫剂作用下节肢动物群落恢复速度亦存在明显差异,其中阿维菌素防治田群落恢复速度较快,其它药剂防治田的群落恢复明显滞后或根本无法恢复。     

除草剂对杂草微观进化及多样性的影响

本文归纳了除草剂作用下杂草种下分化的机理及影响这一过程的内外因素,指出除草剂作用下农田杂草多样性的特点及杂草遗传和多样性变化研究的理论意义。     

引种桉树对本地生物多样性的影响

桉树以速生和适应多种环境的特性成为世界著名的造林树种.但引种桉树对环境可能产生负面影响,如导致土地退化、地下水水位下降和多样性降低等,特别是对林下本地生物物种多样性的影响及其原因还存有争议.本文对此进行了综述,认为大部分桉树人工林本地物种数量低于天然林,一般不高于乡土树种人工林,但总体上好于其他外来树种人工林.导致桉树人工林生物多样性低的原因主要是桉树的生理生态特性、人类不合理的规划和砍伐等,其中人为因素起主导作用.若根据引种地的群落性质,通过严格的设计和科学管理,可以将这种负面影响最小化.应按照有利于群落正常发育和植被更新的方式栽种桉树人工林,保留天然植被,减少人为干扰,从而减轻引种桉树的负面影响.     

Economic consequences for UK farmers of growing GM herbicide tolerant sugar beet

Weed control is important and one of the more expensive inputs to sugar beet production. The introduction of genetically modified herbicide tolerant (GMHT) sugar beet would result in a major saving in weed control costs in the crop for growers, including control of problem weeds such as perennial weeds and weed beet. However, there would be other economic consequences of growing GMHT beet, some of which would manifest themselves in other parts of the rotation, such as the previous crop, the cereal stubbles that proceed most beet crops, soil tillage and spray application. The average national saving for UK sugar beet growers if they could use the technology would be in excess of £150 ha^?1 yr^?1 or £23 million yr^?1, which includes reductions in agrochemical use of c. £80 ha,^?1 yr^?1 or £12 million yr^?1. However, for some growers, the gains would be much larger and for a few, less than these figures. The possible cost savings are sufficiently large that they could ensure that sugar beet production, with its regionally important environmental benefits as a spring crop, remains economically viable in the UK post reform of the EU sugar regime.     

Arboreal arthropod biodiversity in woodlands. II. The pattern of recovery of diversity on Melaleuca linariifolia following defaunation

This study examines the level of isolation of arthropod faunas present on specimens of the endemic woodland tree Melaleuca linariifolia by investigating the recovery of faunas after defaunation using insecticide. One tree from each of 21 pairs of trees was sprayed at the beginning of the project (early April 1994). After predetermined periods, three test trees were resprayed along with matched control trees. A total of 95 154 arthropods were collected and sorted during the project. The number of species present on the trees recovered within 16 weeks of spraying, with common species recolonizing within a fortnight. The rarer species both of mobile (Diptera) and relatively sedentary (Araneae) taxa reappeared at similar rates. Complete recovery of numbers occurred by week 8 after spraying. Evenness (as Simpson’s D) recovered over the first 2 months; however, both the number of individuals and the evenness continued to diverge from the pattern seen on the control trees until the end of the study. While the rate of movement of individuals and species was such as to provide an apparently complete set of replacement species within several months of perturbation, the structure of the community found on the trees was still seriously disrupted after 1 year. Comparison of the suites of species originally found on the trees with those found in the respray samples and the control samples showed that the set of colonizing species was no more similar to the original fauna of the tree than it was to those on the control tree. The relatively rapid colonization of the trees by a suite of rare species – not necessarily those that were on particular trees before perturbation – indicates that rarity was due neither to inability of the species to colonize the trees nor to the suitability of the trees for these species. Recovery of rare species was to a level similar to that found on the control trees. That the divergences from the controls continued (in number of individuals and in evenness), implies a definite connection between the different faunas of a tree and their partial isolation from fauna communities on other trees. Whatever the forces that maintain suites of species on each tree, it is not the ability of the species to reach and colonize trees, nor certain attributes of a tree, that make it suitable only for a particular subset of the species available. Trees are not isolated entities but neither are they part of a fully integrated community, either chronologically or spacially, and issues of scale are also likely to be important in understanding and estimating the dynamics and factors regulating biodiversity levels.     

2009-2013年Bt棉田节肢动物群落多样性动态变化

研究多年种植转Bt基因棉花对棉田节肢动物群落昆虫结构与组成、生物多样性的影响,明确其变化趋势,可为棉田害虫综合治理与生态调控、转Bt基因棉花环境安全性评价提供科学借鉴。于2009-2013年连续5年对转Bt基因棉花中棉所41和非转基因棉花中棉所49棉田节肢动物群落进行了系统调查,并结合5a气象因子的变化,分析了5年内棉田节肢动物群落相关参数的变化趋势。结果分析表明,2009-2013年中棉所41棉田昆虫群落、害虫亚群落和天敌亚群落所属目数有所上升,但差异不显著;所属科数、物种数、个体总数均呈现先上升后下降的趋势,个别年份差异显著,其余年份基本保持不显著的波动水平;昆虫群落和害虫亚群落多样性指数呈下降的趋势,至2013年下降达到显著水平,其余年份之间差异不显著,天敌亚群落多样性指数无显著变化;昆虫群落、害虫亚群落和天敌亚群落均匀性指数无显著变化;昆虫群落和害虫亚群落优势集中性指数有所上升,至2013年差异达到显著水平,天敌亚群落优势集中性各年份间无显著变化;与中棉所49棉田相比,相同年份中棉所41棉田昆虫群落、害虫亚群落和天敌亚群落结构与组成、多样性指数、均匀性指数和优势集中性指数均无显著差异。可见,短期内非剧烈天气变化对转基因棉田节肢动物群落、害虫亚群落和天敌亚群落在结构与组成、生物多样性方面没有明显的影响。     

除草剂对葡萄叶片光合作用及贮藏营养的影响

选择3个相邻的葡萄承包户,测定生长季使用除草剂对巨峰葡萄叶片光合机构及枝条贮藏营养的影响.结果表明:与人工除草(CK)相比,2009年使用除草剂的葡萄园(T1和T2)葡萄叶片净光合速率(Pn)明显降低,其中T1园内第4节和T2园内第6节叶片Pn降幅最大,分别为40.5％和32.1％;而除草剂对叶片气孔导度(Gs)的影响较小.2010年继续喷施除草剂的T1葡萄园叶片Pn仍显著低于对照,而停止喷施除草剂、改为人工除草的T2葡萄园中上部叶片的Pn和Gs稍高于T1,但Pn仍显著低于对照,表现为除草剂残留的后效作用.2009年,使用除草剂降低了葡萄叶片光系统Ⅱ最大光化学效率(Fv/Fm)和性能指数(PI),快速叶绿素荧光诱导动力学曲线(OJIP)中J点和K点荧光上升,叶片反应中心和放氧复合体破坏程度较高;喷施除草剂显著降低了葡萄中部叶片的色素含量,且浓度越大降幅越大.除草剂处理显著提高了所有部位叶片过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性;提高了中部叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性,而显著降低了上部和下部叶片的SOD活性;上部叶片的抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性显著降低,而中、下部叶片显著提高.使用除草剂加剧了葡萄叶片膜脂过氧化程度,导致枝条可溶性糖、淀粉、游离氨基酸和可溶性蛋白含量明显下降.