转Bt抗虫基因水稻生物安全性探讨

随着商业化转Bt基因水稻的推广和应用,其对生态系统造成的潜在危害日益引起人们的重视.本文综述了转Bt抗虫基因水稻在食品安全方面和生态安全方面(土壤微生物群落及酶活性、非靶标生物、害虫对转Bt基因水稻的抗性)的潜在影响,以期为我国转Bt基因水稻的环境安全管理和可持续发展提供科学依据.     

转Bt(Cry1Ab)基因对水稻光合特性及光合产物积累的影响

 【目的】明确外源Bt基因插入对水稻倒1叶光合速率及光合作用相关生理特性的影响。【方法】以转Bt基因水稻及亲本水稻为试材,研究盆栽及田间条件下转Bt基因及亲本水稻苗期、拔节期、抽穗期和成熟期倒1叶光合特性及其相关光合酶活性、光合产物积累的动态变化。【结果】转Bt基因及亲本水稻生理活动峰值均出现在拔节期。与亲本水稻相比,转Bt基因水稻苗期叶片净光合速率显著低于亲本;而拔节期和抽穗期,转Bt基因水稻倒1叶净光合速率、叶绿素含量和乙醇酸氧化酶活性显著高于亲本水稻（P＜0.05）,且拔节期转Bt水稻倒1叶气孔导度和胞间CO2浓度也显著高于亲本水稻（P＜0.05）;成熟期,转Bt基因与亲本水稻倒1叶光合特性无显著性差异（P＞0.05）。【结论】与亲本水稻相比,外源Bt基因的插入对水稻叶片光合特性产生短暂影响,但这种影响不具有持续性。     

转cry1C和cry2A基因Bt水稻对白背飞虱生长、发育及繁殖的继代影响

转Bt基因水稻对非靶标节肢动物的影响是转基因水稻安全性评价的重要组成部分。目前,已开展了大量关于转Bt基因水稻对非靶标害虫安全性评价的研究,但多限于1代,不能完全反映田间情况。试验以转Bt基因水稻T1C 19(含cry1C基因)和T2A 1(含cry2A基因)以及其亲本非Bt水稻MH63为材料,在室内条件下连续饲养白背飞虱4代,研究转Bt水稻对非靶标害虫白背飞虱生长发育和繁殖的继代效应,以明确T1C 19和T2A 1水稻对白背飞虱的潜在影响。结果表明,白背飞虱在3种水稻品种上连续取食4代以后,其生长发育(若虫发育历期、若虫存活率、雌成虫体重)和繁殖(产卵量和卵孵化率)指标均没有受到水稻品种的显著影响。可见,供试的T1C 19和T2A 1对白背飞虱无显著影响。     

转Bt基因水稻对主要非靶标昆虫的生态安全性研究进展

Bt基因是世界上转基因植物生物工程研究和应用最多的基因。转Bt基因水稻对二化螟、三化螟、稻纵卷叶螟等鳞翅目害虫具有很强的控制效果,其商业化种植推广是国内外关注的焦点问题。概述了Bt水稻研究概况的基础上,主要针对Bt水稻对稻田非靶标昆虫的影响效应进行综述,并对Bt水稻的发展前景及其对非靶标昆虫的安全性研究进行展望。     

转Bt基因作物及其安全性研究

随着转Bt基因作物的推广和应用,Bt作物的安全性问题也越来越受到重视。文章从Bt基因的分类、基因的克隆及应用,以及转Bt基因作物的生态安全性等方面进行了论述。Bt基因可以通过有性杂交,进入非转基因作物栽培种及野生近缘种中,造成基因污染,害虫在多代食用转Bt基因植物后可以产生抗性,而且转Bt基因作物对非靶标昆虫也有一定的影响,转Bt基因作物可以通过根系向土壤中释放Bt毒蛋白,对土壤生态系统产生影响。另外已经发现大豆(EPSPS)中的转基因有向人类肠道微生物转移的现象。本文综述了对Bt基因的利用进展及对环境及生物的影响,希望能为正确认识和研究利用转Bt基因作物提供一些思路。     

转Bt基因水稻氨基酸含量研究

利用酸水解法测定了转Bt基因水稻和常规水稻中的氨基酸含量,以期为转基因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:两种水稻中茎秆的氨酸含量均低于叶片.茎秆中,转Bt基因水稻的16种氨基酸含量均低于常规水稻,除组氨酸含量差异性不显著,蛋氨酸、酪氨酸、赖氨酸和脯氨酸含量差异性显著外,其余氨基酸含量差异性均极显著;叶片中,转Bt基因水稻中蛋氨酸含量高于常规水稻且差异性极显著,其余15种氨基酸的含量均低于常规水稻且差异性极显著.     

转基因抗虫水稻对二化螟幼虫和田间节肢动物群落的影响

通过室内和网室以及田间调查评价了转Bt基因水稻材料对二化螟幼虫的抗性,分析了转基因抗虫水稻对节肢动物群落结构和功能团优势度的影响。结果表明：转Bt基因水稻对二化螟幼虫致死率在90%以上,显著高于对照品种; 转Bt基因水稻田间二化螟幼虫发生和危害情况均低于对照稻田,转Bt基因水稻田间节肢动物群落结构物种数、优势集中度、香农指数和均匀性指数与对照相比,均无显著差异; 转Bt基因水稻田间节肢动物5类功能团的优势度与对照稻田均无显著差异。由此可见,转Bt基因水稻对其靶标害虫具有高抗作用,且对田间节肢动物群落结构和功能团的优势度均无明显不利影响。     

转Bt基因水稻的抗虫性鉴定

利用Basta抗性选择技术快速检测转Bt基因水稻及杂交后代群体单株。试验表明 :阳性单株在田间有良好的抗螟虫性能 ;利用Bar基因能快速鉴定转Bt基因水稻及利用Bar基因进行辅助选择     

转Bt基因水稻与非转基因水稻在虫压下的适合度差异(英文)

以转Bt抗虫水稻Bt63、R1、R2和非转基因常规水稻Ⅱ优838为试材,采用高、低两个不同虫害胁迫水平和转基因与非转基因水稻相间种植方式,通过观察水稻植株营养生长、结实以及对螟虫危害的抗性表现等差异,研究比较Bt外源基因插入后对水稻植株适合度的影响,以解转基因水稻的基因扩散效率和潜在生态风险。结果表明:在低虫害胁迫条件下,转Bt基因水稻在植株分蘖数、生物量鲜重等营养生长指标方面与非转基因对照品系间无明显差异,但株高、穗长、穗重等指标不及对照,且R2和Bt63与对照间差异显著;在高虫害胁迫条件下,3个转Bt基因水稻品系的分蘖数、穗长、穗重等指标明显高于对照。而不同转基因品系株高适合度效应不同,这可能与受体品系本身的特性相关。3种转基因水稻的单株结实粒数、千粒重与对照在两种虫害胁迫条件下均无显著性差异,Bt基因对受体植株的结实影响不明显。在高虫害胁迫条件下,3种转Bt基因水稻的抗虫能力均显著优于非转基因水稻,表明Bt基因对受体植株的抗虫性影响显著。本研究结果还表明转Bt基因水稻的适合度代价较小,预示了抗虫转基因水稻外源Bt基因在一定环境条件下具有逃逸的可能,但这种风险比较小。     

转Bt基因抗虫棉在棉田害虫综合治理中的作用及生态风险

综述了我国转Bt基因抗虫棉的研究应用现状,转Bt基因棉在害虫综合治理中的作用以及种植转Bt基因棉的生态风险及对策,包括对非目标昆虫及天敌的影响,害虫产生抗药性以及治理对策,从而为今后正确评价转Bt基因棉在该区种植中的生态安全性,充分发挥其在害虫治理中的作用提供依据。     

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。     

Bt转基因抗虫水稻的研究进展及其对家蚕的风险评估

Bt基因是目前农业上使用最广泛的抗虫基因。近年来,Bt基因已广泛用于转基因抗虫水稻的研究,进展极为迅速。我国在Bt转基因抗虫水稻的培育方面处于世界领先水平,且有可能成为世界上率先商品化种植Bt转基因抗虫水稻的国家之一。为此,概述了Bt基因的发展状况、国内外Bt转基因抗虫水稻的研究进展及其对非靶标经济昆虫家蚕的生态风险,以期为Bt转基因抗虫水稻的商品化种植和重要经济昆虫的合理保护提供科学依据和理论参考。     

转基因抗虫水稻中BT蛋白表达量的研究(英文)

对转基因抗虫水稻中Bt蛋白表达量进行研究。[方法]应用酶联免疫吸附测定法(ELISA)定量检测转基因抗虫水稻生同生长期不同部位的Bt蛋自表达量。[结果]转基因水稻灌浆期不同组织中Bt蛋白表达绝对含量的高低顺序为:叶片>未成熟种子及颖壳>根>茎杆;在水稻不同的生长发育(分蘖期、抽穗期和灌浆期)阶段,转基因Bt水稻中Bt蛋白的含量有一些变化;一般在水稻生长后期Bt蛋白的浓度有所下降,但幅度不大,对其抗性不会造成太大影响。[结论]该试验对田间害虫的防治以及转基因水稻的育种都具有重要意义。     

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。     

转基因抗虫水稻中Bt蛋白表达量的研究

[目的]对转基因抗虫水稻中Bt蛋白表达量进行研究。[方法]应用酶联免疫吸附测定法(ELISA)定量检测转基因抗虫水稻生相同生长时期不同部位的Bt蛋自表达量。[结果]转基因水稻灌浆期不同组织中Bt蛋白表达绝对含量的高低顺序为:叶片>未成熟种子及颖壳>根>茎杆;在水稻不同的生长发育(分蘖期、抽穗期和灌浆期)阶段,转基因Bt水稻中Bt蛋白的含量有一些变化;一般在水稻生长后期Bt蛋白的浓度有所下降,但幅度不大,对其抗性不会造成太大影响。[结论]该试验对田间害虫的防治以及转基因水稻的育种都具有重要意义。     

Effects of Bt transgenic crops on soil ecosystems: a review of a ten-year research in China

Bacillus thuringiensis (Bt) transgenic cotton is the unique Bt transgenic crop planted on a large scale in China, and its commercialized varieties and hectareage had increased rapidly in China during the past decade (1997–2006) with broad geographic distribution for the economic, environmental, and health benefits. In 2004, the planting area of Bt transgenic cotton in China ranked first worldwide with up to 370 × 10⁶ hm². In addition, Bt transgenic rice varieties in field tests have been close to approval for commercialization. However, ecological risks, a complex issue of Bt transgenic crops on soil ecosystem is urgently faced in China due to more than 60 varieties transferred single or bivalent Bt genes grown under diverse geographic regions. Two main pathways, biomass incorporation and root exudates, are involved in the effects of Bt transgenic crops on soil ecosystems. In this paper, the research results in recent years in China involved in the effects of Bt transgenic crops (Bt transgenic cottons and rice) on soil ecosystems were summarized with special attentions paid to the release and persistence of Bt toxins, and the toxicology to microorganisms, as well as the change of soil biochemical properties in soils where Bt transgenic crops were planted or incubated with their biomass. In addition, the complexity and current research defaults of ecological risk evaluation of Bt transgenic crops in China were highlighted.     

Effect of Bt traits on transgenic rice’s growth and weed competitiveness

Transgene escape could lead to genetically modified rice establishing wild populations in the natural environment and competing for survival space with weeds. However, whether the expression of the Bacillus thuringiensis (Bt) gene in rice will alter the relationship between transgene plants and weeds and induce undesirable environmental consequences are poorly understood. Thus, field experiments were conducted to investigate the weed competitiveness and assess the ecological risk of transgenic Bt rice under herbicide-free and lepidopterous pest-controlled environments. Results showed that weed–rice competition in the direct-sowing (DS) field was earlier and more severe than that in the transplanting (TP) field, which resulted in a significant decrease in biomass and yield in DS. However, conventional Bt and non-Bt rice yield was not significantly different. The weed number, weed coverage ratio, and weed diversity of conventional Bt rice were significantly higher than those of non-Bt rice at the early growth and mature stages, especially in DS plots, suggesting that Bt traits did not increase the weed competitiveness of transgenic rice and had no negative effect on weed diversity. Grain yield and weed number varied between different hybrid rice lines, but those differences were insignificant between Bt and non-Bt rice. The number of insects increased with the increase of weeds in hybrid rice plots, whereas the insect number and diversity did not display a significant difference between Bt and non-Bt rice. Therefore, the ecological risk of transgenic Bt rice is comparable to non-Bt rice.     

从转基因水稻中提取Bt毒蛋白的方法与效率

用正交试验法比较了几种常用的Bt毒蛋白提取剂的提取效率，得到了最佳提取剂及提取条件；测定了该条件下得到的提取液的杀虫活性。结果表明：各种提取条件对总蛋白及Bt毒蛋白提取效率的影响规律大致相似,最佳提取条件下所得的提取液具有很高的杀虫活性。