转Bt基因水稻表达的毒蛋白Cry1Ab在害虫及其捕食者体内的积累动态

在室内对转基因水稻KMD1中的Cry1Ab毒蛋白经食物链在几种主要害虫及其捕食性天敌体内的积累进行了研究。结果表明 :无论是水稻孕穗期还是成熟期 ,二化螟Chilosuppressalis连续取食KMD1或取食KMD136h后移至对照品种秀水 11上取食不同时间后 ,幼虫体内的Cry1Ab含量均随取食时间延长逐渐下降。稻眼蝶Mycalesisgotama幼虫连续取食KMD1或在KMD1上取食两天后移至秀水 11上继续取食不同时间 ,体内的Cry1Ab含量也都随取食时间延长而下降 ,但下降速度较二化螟更快。取食KMD1的二化螟和稻眼蝶幼虫的粪便中均检测到较高浓度的Cry1Ab ,对照组中均无Cry1Ab。取食KMD1的二化螟幼虫血淋巴中检测到Cry1Ab ,含量为 3 5ng g。取食KMD1的褐飞虱Nilaparvatalugens、稻蚜Sitobionavenae以及饲喂取食过KMD1的二化螟或稻眼蝶幼虫的拟水狼蛛Piratasubpiraticus体内都含有一定浓度的Cry1Ab ,其中 ,拟水狼蛛体内的CrylAb含量以饲喂取食KMD1稻眼蝶幼虫的含量最高 ,约为饲喂取食KMD1二化螟幼虫的 6 0倍。这些结果表明Cry1Ab可以沿水稻 害虫

转Bt基因水稻Cry1Ab杀虫蛋白在水稻土中的降解

室内研究了转 Bt基因水稻克螟稻 2号和华池B6 叶片中的Cry1Ab杀虫蛋白在稻田水稻土中的降解动态。分别将克螟稻 2号的粉碎叶片和华池B6 的整张叶片埋入 3种土壤 (即老黄筋泥田、青紫泥田和黄松田 )中 ,此后每隔 6～ 10d测定土壤或叶片中的Cry1Ab含量。克螟稻 2号粉碎叶片中的Cry1Ab均以处理后的前 36d,尤其是前 6d的降解较快 ,其中在青紫泥田中最快 ,黄松田中最慢。在处理后 6～ 36d内 ,不同土壤中的Cry1Ab残留量有显著差异 ,黄松田中的明显最高 ,老黄筋泥田中的次之 ,青紫泥田中的为最低 ;此后土壤间的残留量差异逐渐缩小 ,至处理后 78d差异已不明显。土壤淹水可显著加快华池B6 叶片中Cry1Ab的降解 ,且淹水后其降解动态在不同土壤之间十分相似 ;淹水对Cry1Ab降解的促进作用仅发生在前 12d之内 ,此后多数时间内残留量在淹水与非淹水处理间无显著差异。建立了各处理中Cry1Ab降解的动力学指数方程 ,相应地得出了其降解的半衰期。还讨论了土壤有机质和微生物等因子对土壤中Cry1Ab降解的影响。

转Bt基因水稻对二化螟绒茧蜂生物学特性的影响

用转Bt基因 (cry1Ab)水稻KMD1饲喂 3龄、4龄和 5龄二化螟Chilosuppressalis一定时间后 ,作为二化螟绒茧蜂Apanteleschilonis的寄主 ,研究了转基因水稻经寄主对绒茧蜂生物学特性的影响。结果发现 :KMD1处理后 ,三个龄期幼虫的寄生率都显著下降 ,其中 4龄和 5龄达极显著水平 ;3龄和 4龄上的结茧率显著低于对照 ;蜂蛹历期均短于对照 ,但仅 3龄差异显著 ;从 5龄幼虫所羽化的雄蜂寿命显著短于对照 ;蜂茧长显著短于对照 ;而对卵 +幼虫期、茧块茧数。

转Bt基因水稻克螟稻对黑尾叶蝉种群增长的影响

以克螟稻1和克螟稻2及其亲本秀水11为材料,研究了转Bt基因水稻上黑尾叶蝉种群的表现.田间种群动态调查表明,转Bt基因水稻克螟稻2上的黑尾叶蝉(Nephotettix cincticeps)的种群数量比其母本秀水11高0.5～1.0倍以上.室内试验结果表明克螟稻1上取食的黑尾叶蝉和克螟稻2上的相比,两者在卵、若虫发育历期、雌成虫寿命、产卵量、产卵持续时间及种群内禀增长力方面均存在明显的差异.其中,取食克螟稻1的黑尾叶蝉的雌成虫寿命、产卵量、产卵持续时间均显著长于或高于以秀水11为食的黑尾叶蝉.以克螟稻为食的黑尾叶蝉的净生殖率为以秀水11为食的黑尾叶蝉的4～8倍.

不同种植方式下转Bt基因水稻对稻田节肢动物群落的影响

如何设置庇护所使其在转基因作物靶标害虫抗性治理中达到更高的效率,就此,本文研究了Bt水稻与非Bt水稻不同种植方式对Bt稻田节肢动物群落的影响。结果表明,整体上,块块种植和列列混栽方式对Bt稻田节肢动物群落多样性、均匀度和优势集中性无显著影响;但混栽方式下的Bt稻田节肢动物群落个体密度和物种丰富度显著偏低。在水稻发育中期,混栽方式下Bt稻田节肢动物群落季节动态与块块种植方式下的明显不同,其多样性、均匀度、优势集中性指数均类似于同种植方式下非Bt稻上各参数的季节动态。混栽方式下的庇护所效应更明显。

转Bt基因水稻生长期几种重要成分含量的变化研究

对Bt水稻汕优63及其非转基因亲本汕优63不同生长期几种重要成分的含量进行了分析,以期为转Bt基因水稻的生态学和安全性评价提供基础代谢方面的依据。结果表明,在抽穗期,Bt水稻和非Bt水稻茎秆和叶片中大部分氨基酸的含量差异显著或极显著;在大部分生长期,Bt水稻和非Bt水稻氮、磷和硅的含量差异显著或极显著,但它们的变化趋势基本一致,氮和磷的含量在拔节期之后均呈下降趋势,而硅的含量则随水稻的生长发育呈上升趋势;在水稻生长前期,Bt水稻可溶性糖和还原糖的含量比非Bt水稻低,但在后期比非Bt水稻高,且差异均显著或极显著。

田间转Bt基因水稻上稻飞虱卵量、孵化率及天敌作用

为了评估转基因水稻释放后对非靶标害虫及其天敌的影响,本研究在浙江大学实验农场和中国水稻研究所实验农场2008和2009年连续两年监测了转Bt基因水稻对田间稻飞虱着卵量、卵孵化率、卵被捕食率、卵被寄生率和卵死亡率的影响。结果表明:两年2个调查地点3个水稻品系(克螟稻1、克螟稻2和秀水11)上的稻飞虱平均每分蘖着卵量、卵孵化率、卵被捕食率和卵被寄生率的趋势基本一致,而且田间3个水稻品系上稻飞虱卵量的高峰期均持续2周左右;但是两年2个调查地点3个水稻品系上稻飞虱卵死亡率则没有一致的趋势。此外,总体上3个水稻品系上稻飞虱平均每分蘖着卵量、卵孵化率、卵被捕食率、卵被寄生率和卵死亡率差异均不显著(P>0.05)。因此,稻田中转Bt基因水稻对稻飞虱卵没有显著的影响。

取食转Bt基因水稻对稻纵卷叶螟幼虫中肠的组织病理学效应

利用透射电镜观察了稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis(Guene)幼虫取食转Bt基因水稻后中肠的组织病理变化。结果表明:稻纵卷叶螟幼虫取食转cry1Ab基因水稻后,中肠上皮细胞的线粒体先发生形态变化,随连续取食时间的延长线粒体出现凝聚、内嵴稀疏、空泡化等,在后期还呈凝聚态随突起脱落或沿杯腔边沿单一排列。内质网的变化也很明显,病变过程中伴随着粗糙内质网的肿胀、核糖体脱落,粗糙内质网增多等现象。细胞核的变化较小,在处理后期出现细胞核拉长、核仁聚集等变化。组织病变程度不一,有的细胞在病变早期就出现了空泡化。

转Bt基因水稻对雄性小白鼠体内酶活性的影响

以昆明种雄性小白鼠为试验对象,在室内用转基因杂交水稻Bt汕优63及其亲本普通杂交水稻汕优63的稻米配制小鼠人工饲料,分别进行喂饲,在喂饲不同时间后测定小白鼠体内的保护酶和解毒酶活性变化。结果表明,昆明种雄性小白鼠在取食转基因杂交水稻和普通杂交水稻配制的饲料后,小白鼠体内的4种保护酶(过氧化氢酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶)活性无显著差异(P>0.05);同时,昆明种雄性小白鼠取食转基因稻米配制的饲料后,乙酰胆碱酯酶和谷胱甘肽-S-转移酶活性与取食普通稻米配制的饲料之间也无显著差异(P>0.05)。显示出转基因杂交水稻Bt汕优63配制的饲料对昆明种雄性小白鼠体内的保护酶和解毒酶无显著的影响,说明转基因水稻对昆明种雄性小白鼠的生理代谢无明显副作用。

不同氮肥水平下转Bt基因水稻对褐飞虱和白背飞虱生态适应性的继代影响

在目前氮肥施用量依然偏多的大背景下,氮肥与转Bt基因水稻的相互作用是否会对稻田中非靶标节肢动物产生影响是转基因水稻安全评价的重要内容。本研究在室内条件下用0kg/hm2、100kg/hm2和250kg/hm23个氮肥水平处理的转Bt基因水稻T1C-19和T2A-1以及非转基因亲本水稻明恢63,连续饲养褐飞虱和白背飞虱4代,研究在不同氮肥条件下,转Bt基因水稻对褐飞虱和白背飞虱生态适应性的继代影响。结果显示,在同一水稻品种上,氮肥的过量施用,显著提高了褐飞虱和白背飞虱的生态适应性,并且随着代数的增加具有一定的累加效果。同一氮肥水平条件下,转Bt基因水稻和对照相比对同代褐飞虱和白背飞虱的若虫发育历期、雌虫体质量、成虫寿命、褐飞虱若虫孵化率、存活率均无显著影响。而在100kg/hm2和250kg/hm2施氮水平下取食转基因水稻T1C-19的褐飞虱在第1代至第3代的每雌产卵量均显著低于另一转基因品种T2A-1以及对照品种明恢63,但第4代褐飞虱在各品种上的产卵量无显著差异。本研究结果表明,氮肥的施用显著提高了褐飞虱和白背飞虱的生态适应性,供试两种转Bt基因水稻对褐飞虱和白背飞虱的生态适应性无显著影响。这为转基因水稻的安全评价提供了一定的理论依据。

转Bt基因水稻安全性评价研究进展

转基因技术的发展为利用外源基因培育优良品种提供了新的途径,目前国内外已培育出多个高抗水稻害虫的转基因水稻材料,并获准进入中间试验和环境释放。但是,人们对转基因抗虫水稻潜在的风险尚存在疑问,这是目前转基因水稻未能进一步获准商品化生产的一个重要原因。简要综述了近年来国内外转Bt基因水稻研究现状与安全性评价的最新进展,主要涉及食品安全性、环境生态安全性及昆虫对其产生抗性,并对将来的工作提出几点建议。

实时荧光PCR技术定量检测转Bt基因水稻的研究

以转Bt基因的"克螟稻"为研究材料,通过使用特异的引物和荧光标记探针,以已知转基因成份含量的水稻样品为模板建立标准曲线,对转基因水稻的NOS和Bt外源基因进行了荧光定量检测分析。初步建立了转基因水稻定量检测的技术方法。

抗虫转Bt基因水稻外源转基因成分环介导等温扩增技术检测方法的建立及应用

以转基因Bt水稻品种科丰6号为主要研究对象,利用环介导等温扩增技术(Loop-Mediated Isothermal Amplification,LAMP),针对cry1Ac晶体蛋白毒素基因的6个区域设计4条特异性引物,利用一种链置换DNA聚合酶(Bst DNA polymerase)在65℃保温30min,通过荧光显色完成对转基因检测工作。结果显示,该LAMP方法能够特异性检测cry1Ac基因,其最低定性检测限是传统PCR方法的10倍。本研究建立的针对转基因水稻cry1Ac基因的LAMP检测方法具有高度的特异性及稳定性,结果可靠,非常适合转基因抗虫水稻的快速检测。

转Bt基因水稻的食用安全性评价研究进展

水稻(Oryza sativa)是我国重要的经济作物,其优化育种一直是研究的重点。苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)抗虫基因的出现,开辟了利用外源基因培育转基因抗虫作物的新领域。目前,转基因抗虫水稻的培育技术已日趋成熟,而其对人体的潜在安全性问题却备受争议。转Bt基因水稻能否实现商业化是人们关注的焦点。本文就转Bt基因水稻的食用安全性评价的研究进展进行综述,以期为我国转Bt基因水稻的风险评估和推广提供一些参考。

转Bt基因水稻对土壤微生物群落结构的影响

在大田环境下种植转Bt基因水稻(HHI与Bt-SY63)和亲本对照非转Bt基因水稻(MH63与SY63),分别在稻田休耕期、水稻苗期、分蘖期、抽穗期、成熟期、收获后采集土壤样品,分析转基因水稻种植对土壤微生物群落的影响,探讨转Bt基因水稻对土壤微生态系统的影响,旨在为转基因水稻的生态风险评价提供依据。结果表明,非转基因组土壤微生物群落结构特征具有一定的相似性,转基因组也具有类似的土壤微生物群落结构,但转Bt基因组水稻对土壤微生物群落结构具有一定影响;转基因水稻与非转基因组相比,土壤微生物生物总量差异不显著,转Bt基因水稻根际土壤中的细菌、真菌、放线菌随季节变化趋势明显,转基因组与非转基因组之间不存在显著差异(P>0.05)。

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.

两种转Bt基因水稻品系在浙江田间的靶标抗性及其非靶标影响

研究了浙江田间转cry1C基因水稻T1c-19和转cry2A基因水稻T2A-1对靶标害虫二化螟和稻纵卷叶螟的抗性及对主要非靶标生物的影响。结果表明,与非转基因亲本对照明恢63相比,这两种转Bt基因水稻在整个生育期对稻纵卷叶螟、二化螟都具有极强的抗性,稻纵卷叶螟卷叶率减少98%以上,二化螟枯心/白穗率减少87%以上;而对非靶标害虫稻飞虱以及稻田主要捕食性天敌蜘蛛和黑肩绿盲蝽数量均无显著性影响。

转Bt基因水稻对其根际可培养氨氧化菌的影响

通过分离计数以及运用分子生物学手段,研究了吴凤实验基地不同种植年份转BT基因水稻对水稻土壤的功能群氨氧化细菌的影响.查明种植转B t基因水稻会影响其根际浅层的可培养氨氧化细菌种群组成.这种影响表现为:种植转B t基因水稻的时间越长,种植的强度越大,对土壤氨氧化细菌的影响也就越大,这一现象从A、B、E土样的对比和B、D、E土样的对比中得到明显的反映.同样,转B t基因水稻也会影响到土壤深层的氨氧化细菌,与浅层土样中的结果具有相似性.

转Bt基因水稻对土壤跳虫、线虫和螨类种群数量的影响

土壤是生态系统中物质循环和能量转化过程的重要场所,转基因作物外源基因对土壤地下生物的影响已经引起人们的广泛关注。本文以农业部批准发放的转Bt基因抗虫水稻"华恢1号"为实验材料,研究转Bt基因水稻对土壤跳虫、线虫和螨类种群数量的影响。实验结果表明,转Bt基因水稻可显著降低长角跳科长角跳属跳虫、中杆属线虫和尖棱甲螨科尖棱甲螨属螨类种群数量,而显著增加等节跳科原等属跳虫、钩唇属线虫种群数量,但转Bt基因水稻对其它属的跳虫、线虫和螨类种群数量无显著影响。研究转基因水稻不同生育期对土壤动物种群数量的影响,可构建转基因水稻对土壤动物的安全性评价,为转Bt基因水稻未来的商业化生产提供的理论依据。