转基因抗草甘膦抗虫棉田害虫群落多样性季节动态研究

为了明确转基因抗草甘膦抗虫棉对棉田害虫群落多样性的影响,于2010-2012年,在田间隔离条件下,采用直接观察法,分析比较多样性指数、优势集中性指数、均匀性指数、优势种和优势度等相关参数。结果表明,在6月中下旬及7月中下旬至8月上旬,转基因抗草甘膦抗虫棉田害虫群落多样性指数和均匀性指数显著高于常规棉,而其优势集中性显著低于常规棉;与Bt棉相比,二者在同时期的害虫群落参数变化趋势基本一致,差异不明显。3种棉田在其他时段的群落参数变化趋势一致,无明显差异。同时,转基因抗草甘膦抗虫棉田的优势害虫种类比较稳定;因此,种植该双抗棉对棉田害虫群落结构的影响较小,不会扰乱害虫群落的稳定性。     

复合性状转基因棉花对土壤线虫多样性的影响

为了评价复合性状转基因棉花种植对土壤线虫群落结构的影响,分析了大田条件下分别种植3种复合性状转基因棉花s GK321、转Cry1Ac+Cry2Ab基因棉(双Bt抗虫棉)和转Cry1Ac+Epsps基因棉(抗虫抗除草剂棉)及常规棉石远321的土壤线虫数量、营养类群组成和生态指数。结果表明,与石远321相比,种植3种复合性状转基因棉的土壤线虫数量无显著差异。土壤中共鉴定出20科、36属土壤线虫,包括10属植物寄生线虫、10属食细菌线虫、5属食真菌线虫和11属杂食/捕食性线虫。其中食细菌线虫为优势营养类群,真头叶属(Eucephalobus)、螺旋属(Helicotylenchus)、板唇属(Chiloplacus)、绕线属(Plectus)和原杆属(Protorhabditis)为优势属。3种复合性状转基因棉和石远321种植下土壤线虫群落Shannon多样性指数(H)、优势度指数(λ)、丰富度指数(SR)和成熟度指数(MI、PPI)均无显著差异,只有双Bt抗虫棉土壤线虫群落Pielou均匀度指数有显著差异。说明大田种植3种复合性状转基因棉对土壤线虫群落结构和种类组成的影响不显著。     

转基因棉田节肢动物群落调查时间间隔的探讨

为明确调查时间间隔对棉田生物群落多样性的影响,通过设置不同的时间间隔,调查转基因棉和常规棉2类棉田节肢动物群落,分析了不同时间间隔对棉田节肢动物群落个体总数、多样性指数、均匀性指数、优势集中性指数、物种丰富度的影响.结果表明,不同时间间隔对转基因棉和常规棉节肢动物群落调查结果的影响一致;变化最敏感的是个体总数和物种丰富度,均随时间间隔越长下降趋势越明显,而多样性指数、均匀性指数和优势集中性指数在不同的调查时间间隔没有显著的变化.鉴于近年来棉田出现较多的偶见种和稀有种昆虫,提出了客观、准确评价转基因棉田节肢动物群落的调查方法及下一步研究的重点.     

转cry1Ie基因抗虫玉米IE09S034种植对田间大型土壤动物多样性的影响

选取我国具有自主知识产权的转cry1Ie基因抗虫玉米IE09S034,利用手捡法和巴氏罐诱捕法,以群落组成、群落结构、优势类群种群动态为参数,研究转基因玉米IE09S034对田间大型土壤动物多样性的影响。研究结果表明,转基因玉米IE09S034较非转基因对照综31,对田间大型土壤动物的群落组成、物种丰富度、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数以及优势类群种群动态等均无显著影响,可初步认定转基因抗虫玉米IE09S034对田间大型土壤动物无安全性风险。     

北疆不同类型棉田节肢动物群落结构与多样性

运用群落生态学方法研究了北疆棉田不同邻作、灌溉方式对棉田节肢动物群落结构和多样性的影响及其在不同年份的变化趋势。结果表明,不同的邻作方式能改变棉田节肢动物群落结构,邻作小麦增加棉田天敌种类,邻作玉米增加棉田天敌个体数,对棉田害虫有较强的控制作用,而邻作西红柿作用相对较弱,生产上应充分利用邻作小麦和玉米的有利作用。2003年滴灌棉田节肢动物群落多样性指数(0.7250)和均匀度(0.2111)均大于沟灌棉田(0.1924、0.0605),群落更稳定;不同年份棉田节肢动物群落结构和多样性变化大,说明气候因素是影响节肢动物群落结构和多样性的主要原因。     

利用PLFA方法研究转 Bt 基因棉花对土壤微生物群落结构变化的影响

 在大田条件下,用3个转Bt基因棉花品种和一个常规品种,利用磷脂脂肪酸（PLFA）方法研究转Bt基因棉花对土壤微生物群落结构变化的影响。试验结果表明,转基因棉花增加了土壤微生物PLFA的含量。转基因棉花降低了棉田土壤格兰氏阳性细菌的比例,提高棉田土壤的真核生物、真菌和放线菌的比例;转基因棉花在蕾期提高了土壤原生动物比例,在吐絮期比例反而降低;转基因棉花在蕾期提高了棉田土壤格兰氏阴性细菌的比例,吐絮期则降低了格兰氏阴性细菌的比例。主成分分析和聚类分析表明,转Bt基因棉花对土壤微生物群落结构变化有明显影响。PLFA方法可作为转基因生态安全评价的一种方法。     

转基因棉田节肢动物群落结构与动态

2002年在河北省南皮县,以亲本常规棉(石远321)棉田为对照,对转CryC1Ac CpTI基因的双价抗虫棉(SGK321)棉田的节肢动物群落、害虫及其天敌的种群动态进行了系统研究,结果发现:SGK321棉田的功能团种类与常规棉田基本相同,两者节肢动物多样性差异并不显著,物种多样性指数分别为0.975和0.967。但SGK321棉田节肢动物总数量比常规棉田降低了53.9%,其主要原因是基位物种数量显著减少;SGK321棉田与其亲本对照棉田的害虫和捕食性天敌的种类基本相同,但数量差异较大。SGK321对靶标害虫具有很好的抗性,与对照棉田相比,棉铃虫种群数量减少了89.5%。SGK321对棉蚜、棉粉虱、绿盲蝽、小绿叶蝉等非标靶害虫的发生也具有一定抑制作用,其种群数量比对照棉田分别降低了64.5%,15.6%,21.8%和33.7%。SGK321棉田龟纹瓢虫和中华草蛉的种群数量分别比对照增加34.0%和9.1%,但异色瓢虫、小花蝽、异须盲蝽、蚜茧蜂和蜘蛛类等其他主要天敌的数量则分别降低28.6%,6.5%,43.1%,44.7%和14.0%。由此表明:双价抗虫棉SGK321在对棉铃虫具有较好抗性的同时,对棉田主要非标靶害虫也都有一定抑制作用,对某些天敌种类的种群存在不利影响,但对棉田节肢动物多样性动态没有显著影响。     

利用根箱法解析转双价（Bt + CpTI）基因棉花对土壤微生物数量及细菌多样性的影响

 利用根箱法对棉花根部土壤进行分区采集,并采用传统平板培养和DGGE克隆测序技术相结合的方法,对转双价基因棉和常规棉3个生长时期(播种后40 d、50 d和60 d)不同根区土壤细菌、放线菌和真菌数量及细菌多样性进行对比分析。平板培养结果表明,与常规棉相比,转双价基因棉S1根区土壤细菌、放线菌的数量显著降低,而S2根区土壤细菌、放线菌、真菌和S3根区土壤细菌、真菌的数量显著增加(P＜0.05);DGGE图谱分析表明,在棉花生长的3个时期内,转双价基因棉和常规棉根区土壤细菌多样性指数、均匀度和条带数均无显著差异(P＞0.05),2种棉花处理间有着很强的相似性,不受转双价基因棉种植的影响。转双价基因棉种植仅改变了根区土壤可培养微生物数量,对细菌多样性无显著影响。     

转双价基因(Bt+CpTI)棉种植对根际土壤微生物群落功能多样性的影响

为了研究转基因棉花种植对其根际土壤微生物群落功能多样性的影响,采用Biolog方法对不同生育期转双价(Bt+CpTI)基因棉SGK321及其亲本常规棉‘石远321’根际土壤微生物的单一碳源利用水平进行比较分析。结果表明,苗期、蕾期转双价棉土壤微生物群落平均吸光值(AWCD)显著高于常规棉,而花铃期、吐絮期显著低于常规棉。2种棉花根际土壤微生物群落丰富度指数(H)和优势度指数(D)随棉花生长时期的不同而有所不同,均匀度指数(E)4个时期转双价棉与亲本常规棉间无显著差异。主成分分析结果表明,转双价棉苗期、花铃期与常规棉苗期、蕾期土壤微生物群落碳源利用类型相似,转双价棉蕾期与常规棉花铃期土壤微生物碳源利用类型相似。对不同碳源的分析结果表明土壤微生物利用的主要碳源为：糖类、氨基酸类、羧酸类、聚合物类。     

利用叶蝉评价转基因玉米对非靶标生物的风险

转基因抗虫作物应用是替代杀虫剂的重要途径。但转基因作物可能存负面效应,特别是对非靶标生物的影响及害虫产生抗性。采用直接和陷阱调查结合方法,连续多年对转Cry1Ac 抗虫基因玉米实验田叶蝉和主要节肢动物数量动态跟踪调查,结果发现叶蝉是玉米田优势非靶标生物种群之一,中期发生比例占刺吸式害虫的28.9%~43.1%,且种群动态与主要非靶标节肢动物群落动态基本一致。又鉴于叶蝉直接刺吸接触到Bt 杀虫蛋白,可直接反映转基因作物对非靶标生物的安全性,因此可利用叶蝉作为转基因抗虫玉米安全性评价指示生物来评价转基因玉米对非靶标生物群落风险,田间测试结果证明此方法是可行的。     

绿盲蝽危害对棉花防御性酶活性及丙二醛含量的诱导

以2种转基因棉品种国抗22、sGK321及其亲本泗棉3号、石远321为材料,研究受绿盲蝽危害胁迫后,其叶片防御性酶活性及丙二醛含量等生理指标的动态。结果表明:接种绿盲蝽前后,2种转基因棉花品种叶片防御性酶活性及丙二醛含量与其亲本棉花相比差异均不显著,说明外源基因的导入对棉花各项生理指标的变化无影响。同一棉花品种在绿盲蝽不同刺吸诱导的时间中,叶片防御性酶活性及丙二醛含量差异均达到极显著水平;在品种和接虫时间互作效应中,SOD、MDA、PAL活性或含量差异达显著或极显著水平,说明品种与接虫时间在这几个指标水平上存在真实的交互作用,而其余生理指标的差异不显著。     

衡阳紫色土丘陵坡地恢复过程中植物群落结构及多样性的变化

探讨衡阳紫色土丘陵坡地不同恢复阶段植物群落结构及多样性的变化。以典型的衡阳紫色土丘陵坡地不同植被恢复阶段为研究对象,采用空间序列代替时间序列的方法,选用立地条件基本相似的演替初期(Ⅰ),演替中期(Ⅱ)和演替后期(Ⅲ)3个恢复阶段,通过调查取样和实验分析,分析不同恢复阶段植物群落结构及多样性。（1）从Ⅰ、Ⅱ到Ⅲ,植物地上生物总量与中旱生植物生物量显著增加(P＜0.05),中生植物生物量与旱生物植物生物量先升后降,呈现出“n”型变化规律(P＜0.05);（2）随着植被恢复的进行,优势种群即狗尾草种群和须芒草种群的重要值显著下降(P＜0.05);（3）Patrick丰富度指数(R)的大小顺序为：Ⅱ＞Ⅰ＞Ⅲ(P＜0.05);Simpson优势度指数(D)的大小顺序为：Ⅲ＞Ⅰ＞Ⅱ(P＜0.05);Shannon-Wiener多样性指数(H)和Pielou均匀度指数(E)的大小顺序为：Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ (P＜0.05)。研究结果将丰富该地区植物生态学和恢复生态学的内容,为衡阳紫色土丘陵坡地生态系统的恢复和重建提供了重要依据。     

Dynamics of Cotton Rhizosphere Bacterial Community Structure in Cotton Continuous Cropping Field Soil

[Objective] The aim of this study is to understand the dynamics of cotton rhizosphere bacterial community structure in cotton continuous cropping field soil. [Method] 16S rDNA genes were sequenced by high-throughput sequencing technology to determine the community structure of cotton rhizosphere bacteria in different developmental stages using an upland cotton cultivar (Gossypium hirsutum cv. TM-1). [Result] Four dominant phyla were found in the cotton rhizosphere bacterial community including Proteobacteria, Acidobacteria, Planctomycetes, and Bacteroidetes. The four dominant phyla and Firmicutes were largely influenced by cotton root. The relative abundances of Acidobacteria, Planctomycetes, Bacteroidetes were promoted, and Proteobacteria and Firmicutes were inhibited, by cotton root. There were significant differences in community structure, but not species richness or α-diversity among different developmental stages of the cotton rhizosphere bacterial community; the differences between the flowering stage and the budding stage were greater than the differences between the budding stage and the seedling stage. The diversity of the rhizosphere bacterial community in cotton continuous cropping field soil was significantly higher than that of the bulk soil; the β-diversity values of both the rhizosphere and bulk soil bacterial communities were highest in the flowering stage. [Conclusion] The structure and dynamics of the cotton rhizosphere bacterial community in cotton continuous cropping field soil was defined by high-throughput sequencing. The effect of cotton on the rhizosphere bacterial community structure was most significant in the flowering stage.     

南疆枣树￣棉花间作对土壤微生物区系及代谢熵的影响

通过大田试验和实验室测定,研究南疆枣树-棉花间作对土壤微生物性状的影响。在阿克苏地区阿瓦提县巴格托拉克乡采集枣树￣棉花间作、纯枣林及单作棉田土样,测定比较细菌、放线菌和真菌三大类群微生物及氮素生理群菌群数量、微生物代谢熵的变化特征。结果表明,不同种植模式土壤微生物数量分布有明显差异。枣树￣棉花间作土壤细菌、放线菌、真菌和微生物总数总体呈现出显著低于单作棉田,降低幅度最大的位点在西侧冠下区(W80);较纯枣林增加,增加幅度最大的是东侧冠下区(E80)。枣树-棉花间作系统比单作棉田土壤氨化细菌、硝化细菌数量有较大提高,反硝化细菌数量明显下降,氨化细菌、反硝化细菌相比纯枣林均为增加。间作系统内在枣树行的东、西两侧冠下区与近冠区及L1(0~20 cm)、L2(20~40 cm)及L3(40~60 cm)各层次土壤中的微生物数量都呈现出较大差异,具有明显的水平和垂直方向空间变异性。不同种植模式下土壤微生物代谢熵(q CO2)依次为纯枣林枣树￣棉花间作单作棉花。不同种植模式下土壤微生物Shannon多样性、均匀度指数与微生物数量具有相似的变化特性。相关性分析表明,有机碳、全氮、碱解氮含量及p H与微生物多样性呈极显著正相关(P0.01),与代谢熵则呈极显著负相关。研究结果证明,微生物群落多样性及代谢熵对间作种植模式响应灵敏,反映出枣树和棉花间作系统地下部分存在明显的竞争作用,影响土壤微生物的群落。     

取食不同寄主植物对绿盲蝽热激蛋白AlHSP90表达的影响

绿盲蝽热激蛋白90基因AlHSP90是绿盲蝽体内重要的抗逆基因,参与绿盲蝽耐受高温、杀虫剂等胁迫反应。为了明晰绿盲蝽取食不同寄主植物后其体内抗逆基因的表达特征,本试验通过荧光定量PCR和Western杂交技术,重点分析AlHSP90基因及其蛋白在绿盲蝽取食不同寄主植物后的表达谱。结果表明:绿盲蝽雌、雄成虫取食Bt棉、常规棉后,AlHSP90表达量显著高于取食其他寄主植物(P0.01);与对照四季豆相比,取食茼蒿之后AlHSP90表达量无显著变化(P0.05)。雌成虫取食Bt棉、常规棉后,AlHSP90表达量分别比对照上升了1.77、1.74倍;而雄成虫取食Bt棉、常规棉后,AlHSP90表达量则分别比对照上升了1.98、1.94倍。取食不同寄主植物之后,AlHSP90蛋白的表达谱结果与其基因的表达谱结果高度相似。绿盲蝽雌、雄成虫取食Bt棉、常规棉后,AlHSP90蛋白表达量显著高于取食其他寄主植物(P0.01);而取食茼蒿之后,AlHSP90蛋白表达量无显著变化(P0.05)。由此可见,AlHSP90基因是绿盲蝽适应棉花取食过程中重要的抗逆基因,并在绿盲蝽寄主转换过程中起到重要作用。     

陆地棉无色素腺体遗传资源棉子蛋白和棉酚含量研究

对２２０个国内外不同来源的陆地棉无色素腺体品种（系）种子粗蛋白、可溶性蛋白和棉酚含量的研究表明，三个性状的总体平均值分别为４１．４６％、１１．８２％和０．０１７４％。该遗传资源群体具有蛋白质含量较高但变异程度较小、绝大多数品种棉酚含量符合国际卫生标准（＜０．０４％）且变异程度很大的特点，４０％的品种其粗蛋白含量在４２％以上，棉酚含量在０．０４％和０．０２％以下的品种分别占９１．８７％和７５．４５％。国内育成品种的粗蛋白含量显著高于国外引进品种，春播品种显著高于夏播品种；而可溶性蛋白和棉酚含量在这些品种类和相互之间无显著差异。中无１０９８、浙棉９号、冀棉１９号、绵阳４１７６等１６个品种被鉴定筛选为粗蛋白含量较高（＞４５％）的种质材料。     

南疆高产杂交棉生长性状及氮磷钾吸收模拟[

 依系统研究法研究高中低三种产量水平杂交棉生长和氮磷钾吸收。结果表明,高产棉的株高与中低产棉差别不大,但主茎增长比中低产棉提前结束,高产棉总铃数明显高于中低产棉,特别在铃位空间分布上更合理;高产棉花的氮磷钾吸收可用Logistic曲线方程表达,拟合良好,快增期、持续时间与中低产棉相比有明显差异,高产棉吸收的N、P₂O₅、K₂O总量为515.3、126.4和591.9 kg·hm^-2,大于中低产棉吸收总量;高产棉较中低产棉生长协调性更好,吸收养分总量多。说明南疆棉区在目前生产条件下,应用合理的管理技术措施,能够更有效协调棉花生长和养分分配,实现棉花大面积高产。