Bt水稻秸秆还田对赤子爱胜蚓生长发育和生殖的影响

Bt蛋白能通过转Bt基因作物的秸秆还田进入土壤,进而可能会对土壤动物如蚯蚓的生长发育和生殖造成影响.为评估Bt水稻对赤子爱胜蚓的影响,本文模拟秸秆还田,在土壤中添加2.5%、5%、7.5%和10% Bt水稻(b2B138)及其同源水稻(安丰A)秸秆,分别在饲养赤子爱胜蚓7、15、30、45、60、75和90 d后观测蚯蚓的存活率、相对生长率和生殖情况,以及秸秆土壤混合物和蚯蚓体内的Cry1Ab蛋白含量.结果表明:较高还田量(7.5%和10%)Bt水稻秸秆处理对赤子爱胜蚓存活率有抑制作用;Bt水稻秸秆还田对赤子爱胜蚓的相对生长率没有不利影响;还田量为5%、7.5%和10%时,Bt水稻秸秆还田能促进蚯蚓的生殖.酶联免疫吸附测定法(ELISA)结果表明: 在Bt水稻土壤混合物中,蚯蚓体内均能检测到Cry1Ab蛋白,且前者随着时间延长而显著减少.因此,还田量为2.5%和5%时,Bt水稻秸秆还田释放的Cry1Ab蛋白对赤子爱胜蚓的生长发育和生殖没有不利影响.     

Bt水稻秸秆还田对赤子爱胜蚓生长发育和生殖的影响

Bt蛋白能通过转Bt基因作物的秸秆还田进入土壤,进而可能会对土壤动物如蚯蚓的生长发育和生殖造成影响.为评估Bt水稻对赤子爱胜蚓的影响,本文模拟秸秆还田,在土壤中添加2.5%、5%、7.5%和10% Bt水稻(b2B138)及其同源水稻(安丰A)秸秆,分别在饲养赤子爱胜蚓7、15、30、45、60、75和90 d后观测蚯蚓的存活率、相对生长率和生殖情况,以及秸秆土壤混合物和蚯蚓体内的Cry1Ab蛋白含量.结果表明:较高还田量(7.5%和10%)Bt水稻秸秆处理对赤子爱胜蚓存活率有抑制作用;Bt水稻秸秆还田对赤子爱胜蚓的相对生长率没有不利影响;还田量为5%、7.5%和10%时,Bt水稻秸秆还田能促进蚯蚓的生殖.酶联免疫吸附测定法(ELISA)结果表明: 在Bt水稻土壤混合物中,蚯蚓体内均能检测到Cry1Ab蛋白,且前者随着时间延长而显著减少.因此,还田量为2.5%和5%时,Bt水稻秸秆还田释放的Cry1Ab蛋白对赤子爱胜蚓的生长发育和生殖没有不利影响.     

种植Bt水稻后的土壤对赤子爱胜蚓生长发育及酶活性的影响

【背景】转基因作物种植的安全问题一直备受关注。关于Bt蛋白对地下非靶标生物影响的研究是转基因作物安全评价的重要内容。【方法】在转Bt基因水稻收割后的稻田里分别种植豌豆、紫云英和油菜作为后茬作物。分别于2013年1、3和6月3次采集不同后茬作物田中的土壤作为材料,于室内饲养赤子爱胜蚓,4周和7周后,测定蚯蚓的生长发育指标、存活率以及体内酶活性的变化情况。此外,还测定了不同深度土壤中Bt蛋白的含量以及用Bt蛋白直接饲喂的赤子爱胜蚓的存活率。【结果】与种植过非转基因水稻MH63的土壤相比,分别种植过含cry2A和cry1C基因水稻后的土壤对赤子爱胜蚓的生长发育、存活率及体内酶活性无显著影响。1月份和3月份转cry2A基因水稻田以及1月份转cry1C基因水稻田采集的表层土样中的Bt蛋白含量显著高于地下10 cm和地下20 cm土壤中的含量,地下2层土样中的Cry2A蛋白含量之间无差异。3月份转cry1C基因水稻田以及6月份转cry2A和转cry1C基因水稻田的土壤中Bt蛋白的含量均不受土壤深度的影响。种植的后茬作物对土壤中的Bt蛋白无显著消解作用。室内模拟土壤最高Bt蛋白浓度的条件下,Cry2A蛋白处理的蚯蚓存活率为96.7%,Cry1C蛋白处理的蚯蚓存活率为95.0%,两者与对照相比无显著差异。【结论与意义】转cry2A和cry1C基因Bt水稻的种植对蚯蚓的生长发育和体内酶活性无显著影响。本研究为转基因水稻的安全评价提供了一定的依据。     

赤子爱胜蚓在不同猪粪和农作物秸杆混合物中生长繁殖状况

本文研究了赤子爱胜蚓在长春市城郊不同组合的粮食猪粪、饲料猪粪和玉米、水稻秸杆混合物中生长繁殖状况,结果发现赤子爱胜蚓的质量在0 ～30 d大幅度增加,30 ～ 60 d增加减缓,60～ 90 d呈负增长趋势.赤子爱胜蚓产茧量在试验期间的总趋势是递增的.猪粪种类、秸杆种类和两者的混合比例差异对赤子爱胜蚓的质量变化产生重要影响.粮食猪粪和玉米秸杆混合物的质量比例大致在1∶1时特别适宜赤子爱胜蚓生长和繁殖.赤子爱胜蚓在饲料猪粪和玉米秸杆混合物中的日增重倍数和日产茧量多于饲料猪粪和水稻秸杆混合物.本试验结论可为城郊猪粪和作物秸杆的大规模资源化利用提供参考.     

转Bt基因水稻对白符跳虫取食选择行为的影响

【目的】为探讨转基因Bt水稻种植对土壤动物的潜在生态风险性。【方法】本研究将3种转Bt基因水稻及其非转基因亲本水稻叶片残体饲养白符跳虫Folsomia candida,通过观察其粪便的数量与分布以分析白符跳虫对Bt水稻的取食选择行为。【结果】研究结果表明,Bt蛋白(Cry1Ab和Cry1Ac)不会影响白符跳虫的取食选择;而Bt基因插入后导致的水稻成分的变化可能影响了白符跳虫对水稻残体的偏好性。结果可为评估转Bt水稻对土壤生态系统影响提供参考价值,为转Bt水稻安全性评价提供科学的依据。     

转cry1Ab/cry1Ac基因玉米Cry1Ab/Cry1Ac融合蛋白表达及对亚洲玉米螟的室内杀虫效果

【目的】室内抗螟性评价是转Bt基因抗虫玉米研发和安全性评价的重要环节。【方法】采用酶联免疫吸附测定法(ELISA)测定了转cry1Ab/cry1Ac基因玉米ZZM030心叶中Cry1Ab/Cry1Ac融合杀虫蛋白的表达量;采用室内生测法测定了分别取食转基因玉米ZZM030和非转基因玉米X249心叶后亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis敏感品系ACB-BtS、Cry1Ab抗性品系ACB-AbR和Cry1Ac抗性品系ACB-AcR初孵幼虫的存活率。【结果】转基因抗虫玉米ZZM030 4叶期和8叶期心叶中Cry1Ab/Cry1Ac融合杀虫蛋白的表达量分别是10.62和2.94 μg/g FW。敏感品系亚洲玉米螟初孵幼虫取食转基因玉米ZZM030心叶2 d的存活率仅为23.6%,4 d后存活率为0,而取食非转基因对照玉米X249心叶4 d的存活率高达93.1%。Cry1Ab抗性品系和Cry1Ac抗性品系初孵幼虫取食转基因玉米ZZM030心叶6 d后的存活率分别为11.1%和12.5%,而取食非转基因玉米X249心叶6 d后的存活率分别为81.9%和77.8%。【结论】转cry1Ab/cry1Ac基因玉米ZZM030心叶中高表达的Cry1Ab/Cry1Ac融合蛋白对亚洲玉米螟初孵幼虫具有极高的杀虫效果。     

赤子爱胜蚓对不同猪粪和秸秆的分解作用

通过赤子爱胜蚓对发酵后猪粪(粮食猪粪、饲料猪粪)和秸秆(水稻秸秆、玉米秸秆)及其不同质量比例(1∶1或3∶1)混合物料进行摄食分解后,对物料前后及不接种赤子爱胜蚓的对照样品理化性质进行分析,发现赤子爱胜蚓处理90 d后的不同物料质量均减少,减少的质量显著多于不接种蚯蚓的对照处理(P＜0.01).赤子爱胜蚓对猪粪与秸秆混合物料的分解量多于纯猪粪和纯秸秆(P＜0.01).猪粪与玉米秸秆的混合物,经蚯蚓处理后,混合物料减少的质量显著多于猪粪与水稻秸秆混合物中物料减少的质量(P＜0.05).经蚯蚓处理后,饲料猪粪混合比例为3∶1的物料质量损失显著多于混合比例为1∶1的物料质量损失(P＜0.01),而粮食猪粪混合比例为1∶1的物料质量损失与混合比例为3∶1的物料质量损失差异不显著(P＞0.05).接种赤子爱胜蚓后,物料的全氮和速效氮、全磷和速效磷以及全钾和速效钾的含量增加,有机质和pH值降低.粮食猪粪和玉米秸秆以质量1∶1的比例进行混合物料的有机质、速效氮、速效磷和速效钾含量变化幅度最大,表明赤子爱胜蚓对此混合物料的分解作用最大.本研究可为猪粪和作物秸秆的资源化利用提供理论依据.     

转基因大豆叶片残体对白符跳的影响

转基因大豆种植后其外源基因表达产物会以叶片残体等形式暴露于土壤生态系统中,并对土壤动物存在潜在风险.本文利用我国自主研制的转hrpZm基因抗疫霉根腐病大豆B4J8049、转Cry1C基因抗食叶性害虫大豆A2A8001、转Cry1Iem基因抗食心虫大豆C802及非转基因对照亲本大豆Williams82,采用直接喂饲试验,通过60 d喂饲调查白符跳的存活率、繁殖率、体长变化等,研究3种转基因大豆材料对非靶标生物白符跳的影响.结果表明: 转基因大豆B4J8049、A2A8001和C802残体对环境指示生物白符跳的存活率、繁殖率及生长发育均无显著不良影响.初步确认转基因大豆B4J8049、A2A8001和C802在短时期内对环境无安全性风险,为其推广提供了生态安全基础数据.     

蚯蚓的营养成分

蚯蚓中含有丰富的蛋白质和氨基酸,是动物蛋白质营养成分来源之一。吉林省生物研究所对四种常见蚯蚓的营养成分做了测定,结果如下: 四种蚯蚓蛋白质含量占干物质的百分比是:红色爱胜蚓67.71%;赤子爱胜蚓64.61%;背暗异唇蚓57.96%;日本赤子爱胜蚓61.37%。四种蚯蚓中含有丰富的氨基酸,高达18种,氨基酸总量占干物质的百分比分别为:红色爱胜蚓58.08%;赤子爱胜蚓60.94%;背暗异唇蚓64.93%;日本赤子爱胜蚓64.33%。蚯蚓中含有人和动物体内不能合成的必需氨基酸。以动物10种必需氨基酸计,在四种蚯蚓中,必需氨基酸占氨基酸干物质总量的百分比(100克干样品含氨基酸克数)依次为:27.36%;28.48%;22.9%;     

BT799玉米对亚洲玉米螟抗性研究

【目的】抗螟性鉴定是转基因抗虫玉米研发的重要一环。本文主要就转基因玉米BT799对亚洲玉米螟的抗性展开评价,同时测定了BT799植株组织中Cry1Ac蛋白的表达量。【方法】采用了酶联免疫吸附测定法(ELISA)、室内生测和田间人工接虫鉴定3种方法。【结果】转基因抗虫玉米BT799组织中Cry1Ac蛋白含量分别为768.0 ng/g(蛋白/鲜叶重)和1 452.8~2 978.5 ng/g(蛋白/花丝、苞叶或幼嫩籽粒干重)。田间心叶期接虫条件下转基因抗虫玉米BT799和CC-2XBT799表现高抗亚洲玉米螟。室内取食转Cry1Ac基因玉米不同组织的亚洲玉米螟敏感幼虫7 d后的存活率为0~37.5%,取食非转基因对照的存活率为89.9%~100.0%。亚洲玉米螟不同抗性品系取食郑单958K组织的存活率以Cry1Ie抗性品系最低,其次是Cry1F抗性品系,均显著低于取食对照郑单958,Cry1Ac抗性品系最高,与对照差异不显著。【结论】转Cry1Ac基因玉米BT799对亚洲玉米螟有很高的杀虫作用和良好的田间抗螟性。     

低浓度苯并[a]芘诱导赤子爱胜蚓HSP70和HSP90转录上调研究

为寻找土壤低浓度多环芳烃污染分子生物标记物,采用了抑制消减双杂交的方法构建了赤子爱胜蚓在苯并[a]芘（BaP）人工土壤污染胁迫下的差异表达cDNA文库,经测序和基因比对分析后,在上调文库中分别发现2个与热休克蛋白HSP70和1个与HSP90显著匹配的cDNA克隆.经定量PCR验证了0。1 mg·kg^-1和1。0 mg·kg^-1 BaP对赤子爱胜蚓HSP70和HSP90的诱导作用,表明这两个新克隆到的赤子爱胜蚓热休克蛋白基因可作为土壤污染监测的备选分子生物标记物.     

Bt毒蛋白Cry1Ac在人造土壤中对赤子爱胜蚓毒理及生化影响

Bt毒素能通过转基因作物的花粉、根和残株进入土壤.为评估转基因作物对土壤动物的影响,本文模拟转基因棉的Bt毒素进入土壤的发生程度,用含不同浓度Bt毒蛋白Cry1Ac的人造土壤处理蚯蚓,测定蚯蚓存活率、重量变化及体内总蛋白含量和过氧化氢酶(CAT)、乙酰胆碱酯酶(AchE)、谷胱甘肽-S-转移酶(GST)和纤维素酶活性.结果表明,Bt毒蛋白对蚯蚓的生物量和生理水平影响均不明显,不存在急毒性和亚致死毒性影响,对蚯蚓比较安全.     

转BPH9和Bar基因抗褐飞虱耐除草剂水稻‘H23’对非靶标生物的影响

为探明转BPH9和Bar基因抗褐飞虱耐除草剂水稻‘H23’对非靶标生物安全性的影响, 本文以‘H23’的非转基因亲本改良的‘广占63-4S’为对照, 比较二者对二化螟(Chilo suppressalis)、大型蚤(Daphnia magna)和赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)的影响。其中, 对二化螟采用水稻稻苗饲养法, 观察接虫后6 d二化螟的存活情况, 并称取活虫体重; 对大型蚤采用水稻粉液饲喂法, 考察28 d大型蚤的存活率、繁殖数等指标; 对赤子爱胜蚓则用添加水稻秸秆的人工土壤培养法, 考察28 d内赤子爱胜蚓的存活、体重和行为情况。结果表明, 与受体对照‘广占63-4S’相比, 转BPH9和Bar基因抗褐飞虱耐除草剂水稻‘H23’对二化螟、大型蚤和赤子爱胜蚓均无显著影响, 可以认为, 短期内转BPH9和Bar基因水稻‘H23’对这3种非靶标生物无明显的生态风险。     

转基因cry1Ab在高粱不同器官中的表达水平

用Cry1Ab/Cry1Ac板式试剂盒测定了Cry1Ab蛋白在转基因高粱不同器官中的表达水平。结果表明,不同组织器官的Cry1Ab蛋白含量有明显差异,其顺序为叶鞘>叶>颖壳>籽粒>根>茎髓,在花药中则检测不到;不同部位的叶片、叶鞘和茎髓的Cry1Ab蛋白含量也有较大差异,中部叶的Cry1Ab蛋白含量高于上部叶和基部叶,叶鞘中是中部>基部>上部,茎髓中则表现为基部最高。     

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.     

蚯蚓对废纸屑再利用及养分贫瘠土壤综合质量的影响

办公废纸屑作为常见有机废弃物,由于体积小且转化为再生纸成本高,因而再利用很难。但其含有大量有机碳(特别是纤维素)可能有助于退化土壤修复。蚯蚓对土壤有机质分解和其他土壤功能有重要影响,办公废纸屑和蚯蚓共同作用如何影响养分贫瘠土壤质量至今未知。研究以赤子爱胜蚓为接种蚯蚓,将办公废纸屑添加到养分贫瘠土壤中,分别设置纯土壤培养为对照组(S)、单独添加废纸屑(SP)、单独接种赤子爱胜蚓(SE)和添加废纸屑并接种赤子爱胜蚓的处理(SPE),比较培养90 d后各处理理化指标(pH、有机碳、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾、交换性阳离子钾、钠、钙、镁等)、微生物磷脂脂肪酸(PLFAs)总含量和微生物结构的差异,在此基础上综合评价土壤质量,阐明废纸屑和赤子爱胜蚓在养分贫瘠土壤改良修复中的作用。结果显示：SPE处理较SP处理显著提高废纸屑的分解率89.48%。与对照相比,SP处理能够显著提高土壤pH值2.94个单位,SPE处理能够使其维持在中性水平;前者显著提高土壤有机碳(SOC)125.76%,交换性钠钙镁(Na_Ex、Ca_Ex、Mg_Ex     

Bt水稻Cry1Ab杀虫蛋白表达的时间动态及其在水稻土中的降解

采用ELISA技术检测了Bt水稻克螟稻1号(KMD1)和克螟稻2号(KMD2)不同生育期茎和叶片中cry1Ab基因的表达水平,以及植株组织(茎和叶片)室内埋于不同稻田土壤中其Cry1Ab杀虫蛋白的降解动态。结果表明,不论是KMD1还是KMD2,茎和叶片中cry1Ab基因的表达量为3.7～9.1μg/g鲜重,均以拔节期和孕穗期相对较低,灌浆初期显著升高,黄熟期又明显下降(但仍然维持在较高的表达量)。KMD1茎和叶片中Cry1Ab蛋白在3种水稻土即青紫泥田、黄松田和黄筋泥田中的降解,均以前期(处理后12d内)较快,但中后期明显较慢;处理后42d,这两种组织中的Cry1Ab残留量均稳定在μg级水平,分别仅有0.20～0.85μg/g干重和0.35～1.81μg/g干重。KMD1茎和叶片中Cry1Ab蛋白降解动态与土壤类型密切相关,青紫泥田中降解最快,黄筋泥田中次之,黄松田中最慢。淹水可加快土壤中茎和叶的腐解,从而促进其中Cry1Ab蛋白的降解。KMD2粉碎叶中Cry1Ab蛋白在有菌水稻土中的降解快于无菌土中,表明土壤微生物存在可加快Cry1Ab蛋白的降解。在各种土壤淹水与非淹水、灭菌与非灭菌处理条件下的Cry1Ab蛋白降解过程均可用指数方程进行拟合,算得其消减半衰期为2.2～11.6d不等。讨论了土壤类型、淹水等影响Cry1Ab蛋白降解的可能机制,认为土壤微生物是其中起关键作用的一个因子。     

赤子爱胜蚓对森林凋落物的分解效率

蚯蚓是帽儿山林区的主要土壤动物类群。饲养实验表明,赤子爱胜蚓(Eiseniafoetida)对不同种类、不同腐解程度的木本植物叶片的摄食量不同,对未分解叶的食性偏好依次为:白桦(Betulaplatyphylla)>杨(Populusdavidiana)>红松(Pinuskoraiensis)>蒙古栎(Quercusmongolica),对半分解叶的食性偏好依次为:杨>红松>蒙古栎>白桦,对同种叶片半分解叶的消耗能力大于未分解叶。这表明叶片种类和叶子腐化程度是影响蚯蚓摄食偏好的两个主要因素,混交林比纯林更有利于蚯蚓对难腐化叶片种类的分解。研究还表明,赤子爱胜蚓生物量在盛夏、春末以增重为主,夏初、秋初以失重为主,对落叶的消耗能力随种群生物量增大而增大,摄食量随温度的升高而增大,说明影响蚯蚓分解能力的另两个重要因素是种群生物量和温度。比较研究表明,从不适宜条件到适宜条件,蚯蚓消耗能力的理论范围约为6.378~27mg/(d·g)。能流研究表明,不同生境下,蚯蚓的各种生态效率变辐较大,即,毛增长效率:2.34%~9.92%,组织增长效率:28.95%~90.86%,同化效率:8.10%~34.27%,粪便率:65.73%~91.90%。赤子爱胜蚓的毛增长效率与同化效率约为该林区另一类主要土壤动物马陆的两倍,是帽儿山森林生态系统的重要分解者。因此,通过林木种类优化配置、温湿度条件的改变,可提高蚯蚓种群生物量及其分解能力,加快寒区厚积凋落物层的分解,加速林分更新。     

华北盐渍化改造区农田蚯蚓生态学研究——以河北省曲周县为例

河北省曲周盐演化改造区通过治理改造,土壤环境状况得到极大改善,土壤中蚯蚓种相对较丰富,有3个科、6个属、6个种,正蚓科的赤子爱胜蚓、暗灰异唇蚓和链胃蚓科的日本杜拉蚓在该地区的数量较多.种群密度20.50条/m2,生物量6.01g/m2,基本达到普通农田生态系统的水平;从年龄结构上看该地区蚯蚓种群属稳定型,成蚓和幼蚓量基本相当;全年蚯蚓的数量分布规律是盛夏＞初春＞深秋.     

转Bt基因水稻对白符跳虫适应低温环境与排泄的影响

【目的】为探讨转基因Bt水稻种植对土壤重要分解者跳虫的潜在生态风险性。【方法】将同一非转基因亲本插入3种不同的Bt基因(cry1C、cry2A、cry1Ab/Ac)的转Bt基因水稻叶片残体饲养白符跳虫Folsomia candida,通过放入不同低温环境下观察其存活率和粪便排泄速率以分析白符跳虫取食Bt水稻叶片后的适应低温行为。【结果】结果表明,3种转Bt基因水稻相对于非转基因亲本水稻品种而言,不会影响白符跳虫的适应低温环境;而不同Bt基因插入后导致的水稻成分的变化可能影响了白符跳虫对水稻残体的偏好性,进而影响其在低温环境下的适应行为。【结论】结果可为评估转Bt水稻对土壤生态系统影响提供参考价值,为转Bt水稻安全性评价提供科学的依据。