转cry1Ac基因抗虫玉米Bt-799种植对土壤动物群落结构的影响

为调查转基因抗虫玉米种植对非靶标土壤动物群落结构的影响,以转cry1Ac基因抗虫玉米Bt-799及其对应的非转基因对照玉米郑58为试验材料,于2014—2015连续2年在东北黑土区采用手捡法和干漏斗法分别调查大型和中小型土壤动物的类群和数量,比较分析转基因与非转基因玉米田中土壤动物群落组成和多样性,并利用冗余分析(redundancy analysis,RDA)各环境因子在土壤动物群落结构形成中的作用。结果表明,郑58和转基因玉米Bt-799田中大型土壤动物总体群落组成相同,各类群多度无显著差异;2种玉米田间所有类群总体多度、物种丰富度、Simpson优势度指数、Shannon-Weiner多样性指数和Pielou均匀度指数均无显著差异,2014年其P值分别为0.949、0.867、0.751、0.998、0.985,2015年其P值分别为0.869、0.406、0.532、0.115、0.410;RDA分析表明玉米品种(系)在大型、中小型土壤动物群落结构形成中几乎没有作用。表明中短期内转基因玉米种植对非靶标土壤动物无显著影响。     

转cry1C,cry2A基因水稻对稻田浮游动物群落物种多样性的影响

转Bt基因水稻的非靶标效应一直以来都是人们关注的重点,为了解转Bt基因水稻对稻田浮游动物群落的安全性,本文以转cry1C基因水稻(T1C-19)、转cry2A基因水稻(T2A-1)及其非转基因亲本水稻明恢63(MH63)为材料,以浮游动物的种类和群落多样性为指标,研究并分析了转Bt基因水稻对稻田浮游动物群落物种多样性的影响。结果显示,水稻不同生长时期里稻田中浮游动物种类变化不明显,数量变化明显,Shannon-Wiener物种多样性指数和均匀性指数在拔节期达到最大值。另外由于孕穗期不得不施用农药防治蝗虫,导致孕穗期浮游动物的数量及物种多样性显著降低,并且在使用农药后,多样性指数和均匀性指数随着水稻的生长逐渐下降。但转Bt基因水稻对浮游动物种类和数量及群落物种多样性与对照非转基因水稻相比均无显著性差异。与施用农药对水体带来的负面影响相比,转Bt基因水稻对水体环境无负面影响。     

转cry1Ab基因玉米对粘虫的抗性评价

粘虫Mythimna separata(Walker)是我国玉米上的重要害虫。转Bt基因玉米为防治粘虫提供了新的途径。从室内生测和田间抗性鉴定分别研究了转cry1Ab基因抗虫玉米YieldGard对粘虫的杀虫效果。用4~7叶期转cry1Ab基因玉米心叶室内饲养1~3龄粘虫幼虫3、7和10天的死亡率分别为39.0%~92.0%、96.0%~98.0%和97.0%~100%,第14天全部死亡,而对照的死亡率分别为3.0%~8.0%、6.0%~20.0%和11.0%~28.0%,差异极显著。取食转cry1Ab基因玉米的幼虫不能正常生长发育,存活10天的幼虫其体重仅为取食对照玉米的9.0%。田间玉米4~5叶期,分别接1~6龄粘虫幼虫于转cry1Ab基因和非转基因玉米心叶。转cry1Ab基因玉米上各龄期幼虫平均存活率仅为0.0~6.7%,极显著低于非转基因玉米的8.3%~80.0%。转cry1Ab基因玉米的危害级别0.1~0.7,显著小于非转基因玉米的2.1~7.3。结果说明转cry1Ab基因玉米YieldGard对粘虫各龄幼虫有很高的杀虫作用和田间控制效果,同时能有效保护玉米免受危害。     

转基因耐草甘膦大豆对豆田节肢动物群落多样性的影响

在田间试验条件下,采用直接观察法,通过对多样性指数、优势集中性指数、均匀性指数、物种数的分析比较,研究转基因耐草甘膦大豆对豆田节肢动物群落多样性的影响。结果显示,大豆生长期转基因耐草甘膦大豆和受体的节肢动物多样性指数、均匀性指数、物种数均显著低于当地常规品种,优势集中性指数显著高于当地常规品种,但转基因抗草甘膦大豆与对照受体间各指标无显著性差异,说明转基因耐草甘膦大豆对豆田节肢动物群落无明显影响。     

扇吸式太阳能杀虫灯在鲜食玉米田的应用效果及对节肢动物生物多样性的影响

为明确扇吸式杀虫灯在鲜食玉米田间的应用效果及对节肢动物生物多样性的影响，采用抽样鉴定方法调查扇吸式杀虫灯的诱虫谱，通过田间试验调查其对主要害虫亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis的控制范围和防控效果，并采用黄板、糖醋酒液和陷阱法取样调查其对玉米田间节肢动物生物多样性的影响。结果表明，扇吸式杀虫灯在鲜食玉米田可诱集9目40科的昆虫，对亚洲玉米螟的有效控制距离在60 m左右，单灯控制面积约1.1 hm²。在大喇叭口期，灯光防控处理对亚洲玉米螟的株防效为25.83%，显著低于化学防控处理的76.74%；在乳熟期，化学防控处理的虫孔减退率为75.29%，显著高于灯光防控处理的21.18%，灯光防控处理、化学防控处理和对照的茎秆活虫数、虫孔隧道长度和雌穗防效差异均不显著。距灯80 m范围内不同距离的主要害虫与天敌种群数量基本一致，玉米不同生育期节肢动物群落多样性指数、均匀性指数、优势集中性指数和相似系数变化较大，但在同一生育期不同距离间均无显著差异，说明田间节肢动物群落主要受玉米生育期的影响，扇吸式杀虫灯对田间主要害虫和天敌种群无显著影响。表明扇吸式杀虫灯对亚洲玉米螟的防治效果有限，对田间节肢动物多样性无显著影响，可作为鲜食玉米田防治亚洲玉米螟的辅助手段，但无法替代化学防治。     

转cry1Ac+cry2Ab基因棉对棉田节肢动物群落的影响

以Bt棉和常规棉为对照,研究了转cry1Ac+cry2Ab棉对棉田节肢动物群落的影响。研究结果表明,转cry1Ac+cry2Ab棉田、转cry1Ac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;转cry1Ac+cry2Ab棉田刺吸类害虫、蛀食类害虫和食叶类害的数量均低于转cry1Ac棉田和常规棉田;转cry1Ac+cry2Ab棉田蜘蛛类、瓢虫类和捕食类天敌的数量均低于转cry1Ac棉田和常规棉田;转cry1Ac+cry2Ab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与转cry1Ac棉田和常规棉田相比均无明显差异,说明转cry1Ac+cry2Ab棉田节肢动物群落、害虫亚群落和天敌亚群落的稳定性和转cry1Ac棉和常规棉相比均无明显差异。     

转cry1F基因玉米花粉对腰带长体茧蜂存活和繁殖的影响

腰带长体茧蜂（Macrocentrus cingulum）是亚洲玉米螟（Ostrinia furnacalis）幼虫的主要寄生蜂,对亚洲玉米螟种群具有重要的控制作用。玉米花粉可以作为腰带长体茧蜂的补充营养。本研究利用转cry1F基因抗虫玉米花粉作为补充食物饲喂腰带长体茧蜂寄生亚洲玉米螟幼虫,研究其对腰带长体茧蜂存活和繁殖的影响,为转基因抗虫玉米的环境安全评价提供科学依据。结果表明,饲喂转cry1F基因抗虫玉米花粉后腰带长体茧蜂的寄生率、茧块重量、每茧块茧数、羽化率与饲喂对照玉米花粉相比无显著差异;在蜂蜜水+ Bt玉米花粉处理中虽然与对照玉米花粉处理相比雌蜂的寿命并没有显著差异,但雄蜂的寿命差异显著;在取食转cry1F基因抗虫玉米花粉的腰带长体茧蜂体内未检测到Bt蛋白成分。说明转cry1F基因抗虫玉米花粉对腰带长体茧蜂的存活和繁殖没有显著影响。     

转cry1Ac基因抗虫玉米叶片残体降解对土壤动物群落结构的影响

为研究转cry1Ac基因抗虫玉米Bt-799老熟叶片降解过程中对土壤动物群落结构的影响,采用凋落物分解袋法,调查了Bt-799及其对应的非转基因对照郑58和当地主栽常规品种郑单958共3个品种(系)玉米田自然条件下的土壤动物群落组成、类群丰富度和个体数,比较分析了土壤动物群落各特征参数。结果显示,共采集土壤动物42 540头,隶属6纲11目,其中Bt-799田7 481头,隶属4纲8目,郑58田8 994头,隶属5纲8目,郑单958田26 062头,隶属6纲8目,3个品种(系)在土壤动物群落组成上除少数稀有类群存在差异外,其优势类群均为蜱螨目和弹尾纲。Bt-799及其对照郑58的田间土壤动物类群丰富度、多度、Pielou均匀度指数、Simpson优势度指数、ShannonWiener多样性指数分别是3.49、138.54、0.50、0.33、0.76和3.30、166.56、0.46、0.29、0.73,均无显著差异,郑单958田间土壤动物群落各特征参数则分别是2.67、489.46、0.47、0.30、0.68,与Bt-799及其对照郑58相比只有类群丰富度和多度存在显著差异,其它特征参数均无显著差异。初步判定转基因玉米Bt-799叶片残体降解不会对土壤动物群落结构造成影响。     

抗草甘膦转基因大豆‘ZH10-6’对田间生物多样性的影响

转基因大豆新品种在商业化之前必须进行环境安全评价,其中,转基因大豆对田间生物多样性的影响是环境安全评价的重要组成部分。本研究以转G2-EPSPS和GAT双价基因的抗草甘膦大豆‘ZH10-6’及其受体大豆‘中黄10’为材料,于2019年在北京顺义地区进行了大田试验,调查了不同处理对节肢动物多样性、主要病害发生、根瘤菌及杂草多样性的影响。结果表明:与非转基因大豆‘中黄10’相比,转基因大豆‘ZH10-6’不同处理田间节肢动物物种丰富度、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势集中性指数、Pielou均匀性指数无显著差异;大豆霜霉病与病毒病的发病率和病情指数无显著差异;根瘤数差异不显著,大豆田杂草多样性无显著差异。研究结果为抗草甘膦转基因大豆‘ZH10-6’的环境安全性评价提供了依据。     

稻田节肢动物群落多样性指数与植食类、捕食类亚群落发生量的相关性分析

为明确群落多样性指数在增强稻田生态系统抗性中的作用,运用线性相关性分析法,采用扫网、吸虫器和目测3种调查方法,对有机稻田和化学防治稻田中节肢动物群落多样性指数与植食类、捕食类亚群落的发生量进行了分析比较。结果表明：3种调查方法中有机稻田节肢动物群落多样性指数与植食类害虫发生量均呈负相关,2010年扫网法和2011年目测法的结果呈显著负相关,相关系数r分别为-0.77和-0.79;化学防治稻田中二者无显著相关性。有机稻田和化学防治稻田中节肢动物群落多样性指数与捕食类亚群落发生量均没有显著相关性。表明农业措施对节肢动物群落多样性与植食类亚群落发生量之间的相关性会产生直接效应制约,而对其与捕食类亚群落之间的相关性无直接效应制约。     

Survival and development of spotted bollworm, <Emphasis Type="Italic">Earias vittella</Emphasis> (Fabricius) (Lepidoptera: Nolidae) on different transgenic <Emphasis Type="Italic">Bt</Emphasis> and isogenic non-<Emphasis Type="Italic">Bt</Emphasis> cotton genotypes

Four Bt cotton hybrids, each with one of four different events, viz., MRC 6301 Bt (cry1Ac gene), JKCH 1947 Bt (modified cry1Ac gene), NCEH 6R Bt (fusion cry1Ac/cry1Ab gene) and MRC 7017 Bollgard II (cry1Ac and cry2Ab genes) were compared for survival and development of Earias vittella (Fabricius) along with their isogenic non-Bt genotypes. None of the neonates were able to complete the larval period and reach pupal stage on squares of 90, 120 and 150 days old crop of all Bt hybrids. Likewise, on bolls also, zero per cent larval survival was observed in all Bt hybrids except JKCH 1947 Bt where 0.67 per cent larvae could manage to reach pre-pupal stage at 120 and 150 days old crop but failed to form cocoon and enter pupal stage. The surviving larva took more development time (3.7 to 5.4 days) as compared to larvae fed on bolls of JKCH 1947 non-Bt. The average survival period (ASP) of larvae was in order of 150 > 120 > 90 days old crop among the crop ages; JKCH 1947 Bt > MRC 6301 Bt > NCEH 6 R Bt > MRC 7017 Bollgard II among Bt hybrids; and bolls > squares between fruiting bodies. However, reverse was true for speed index of toxic effect. The concentration of Cry toxin varied significantly in squares and bolls and also among the crop ages. The amount of Cry toxin in squares and bolls had significant negative correlation with ASP of the E. vittella larvae.     

Biolog-Eco方法检测转cry1Ab粳稻对褐飞虱肠道微生物多样性的影响

利用Biolog-Eco方法对以抗虫转cry1Ab基因粳稻(KMD1/KMD2)及其对照(秀水11)为食的褐飞虱肠道微生物群落多样性进行比较研究,以评价其对该飞虱肠道微生物多样性的影响.室内试验结果表明,褐飞虱以KMD1或KMD2为食持续1、3、5代后,其肠道微生物多样性指数(包括Shannon、Simpson和McIntosh指数)与对照无明显差异,但以KMD1为食时,其微生物群落的平均颜色变化率(AWCD)明显高于KMD2和对照.田间调查结果与室内试验基本相似.综合分析认为,KMD1和KMD2对其非靶标害虫褐飞虱肠道微生物群落多样性无明显的负面影响.     

转cry1Ab/cry2Aj、cry1Ab/vip3DA玉米对棉铃虫、甜菜夜蛾和斜纹夜蛾的抗虫性评价

为评估转cry1Ab/cry2Aj、cry1Ab/vip3DA玉米对棉铃虫Helicoverpa armigera(Hübner)、甜菜夜蛾Spodoptera exigua(Hübner)和斜纹夜蛾Prodenia litura(Fabricius)的抗虫性,在室内测定了3个转cry1Ab/cry2Aj玉米品系和1个转cry1Ab/vip3DA玉米品系对3种害虫幼虫存活和生长发育的影响,研究了该系列Bt玉米不同组织器官对害虫的杀虫活性和控制效果。结果显示,棉铃虫初孵幼虫取食各品系Bt玉米叶片96h后死亡率为87.50%~90.00%,取食花丝和雌穗的幼虫96h后几乎全部死亡;甜菜夜蛾初孵幼虫取食各品系Bt玉米叶片、花丝和雌穗168h后死亡率为22.50%~68.33%,幼虫的生长发育受到明显抑制,体重抑制率达85.00%~95.00%;斜纹夜蛾初孵幼虫取食各品系Bt玉米叶片、花丝和雌穗96 h后死亡率显著高于非转基因亲本对照,168h后幼虫死亡率达90.00%以上。研究表明,转cry1Ab/cry2Aj和cry1Ab/vip3DA玉米品系对棉铃虫和斜纹夜蛾的初孵幼虫表现出较好的抗性,可以作为转多基因抗虫玉米育种的备选材料。     

Ground-active arthropod responses to rainfall-induced dune microhabitats in a desertified steppe ecosystem,China

Different microhabitats along dune slope were found to affect the distribution of plant performances and soil properties in desertified ecosystems.However,the ground-active arthropod responses to rainfall-induced dune microhabitats were largely unknown in desertified regions.At dune top,midslope and bottom,ground-active arthropods were sampled by the method of pitfall traps in addition to the herbaceous and soil measurements during spring,summer and autumn from 2012 to 2013.Ground-active arthropod had a strong dynamics in time,seasonally and yearly in responses to rainfall-induced dune microhabitats and the variations were significant higher than those of soil and herbaceous properties.The abundance distribution of dominant taxa(i.e.Melolonthidae,Carabidae,Glaphyridae,Tenebrionidae and Formicidae families)among dune microhabitats was similar between seasons within the same year,whereas they differed markedly between two sampling years with varying rainfall patterns.A significant(P<0.05)difference in total abundance,taxa richness and Shannon index among dune microhabitats was found only in certain season time,particularly in 2013;however,no significant(P>0.05)differences were found among dune microhabitats when averaged on three sampling seasons within the year of either 2012 or 2013.In all,the taxonomical structure differed considerably from the community structure in ground-active arthropod response to rainfall-induced dune microhabitats.The spatial distribution of taxonomical groups among dune microhabitats was significantly affected by inter-annual rainfall changes,whereas that of community structure was affected by both intra-and inter-annual rainfall changes in desertified ecosystems.     

转cry1Ab/cry2Aj玉米对亚洲玉米螟的抗性评价

为探讨转cry1Ab/cry2Aj玉米对亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis(Guenée)的抗性,采用室内生测和田间人工接虫鉴定方法评价了6个转cry1Ab/cry2Aj玉米品系对亚洲玉米螟的杀虫效果,并利用酶联免疫吸附法(ELISA)测定了Cry1Ab蛋白在各品系主要组织的表达水平.结果显示,亚洲玉米螟幼虫取食转基因玉米各品系雄穗、苞叶、花丝和雌穗48 h后死亡率在90％左右,取食心叶的死亡率在70％左右,96h后大部分幼虫死亡,而取食非转基因玉米的死亡率为3.3％～8.7％;春播和夏播田转基因玉米叶片、茎秆、雌穗基本没有被害,而对照玉米叶片、茎秆、雌穗被害严重,春播和夏播玉米平均每株分别有2.9、2.3头幼虫和蛹,2.8、3.4个蛀孔,隧道长度为7.5、14.2 cm,雌穗被害级别为5.3和5.1;6个转基因玉米品系中Cry1Ab蛋白在心叶、雄穗、花丝、苞叶和雌穗中稳定表达.综合评价认为,转基因玉米各品系在整个生育期内对亚洲玉米螟有很好的抗性,其中N50品系抗虫效果最佳,可以作为抗虫转多基因玉米育种的备选材料.     

Artenspektrum und Befallshäufigkeit von Fusarium spp. in Bt- und konventionellem Mais im Maiszünsler-Befallsgebiet Oderbruch

The European corn borer (Ostrinia nubilalis) is one of the most important pests of maize (Zea mays). Injuries to the plants caused by the larvae of the European corn borer may represent entrance gates for fungal-spores. The cultivation of Bacillus thuringiensis maize (Bt-maize) is one possibility to reduce infestation by the European corn borer. The aim of the present project was to determine and to compare the number of species and the frequency of Fusarium spp. infestation in Bt-maize (cry1Ab) and conventional maize. In 2003, we analysed the Fusarium spp. infestation of samples of chaffed Bt-maize and its isogenic variety on two experimental fields in the Oderbruch region (Germany), an European corn borer infested area. The conventional variety on the first of the experimental fields (previous crop wheat and forking cultivation) showed a small infestation (16%) of Ostrinia nubilalis while in the conventional variety on the second field (previous crop maize and not forking cultivation) the infestation of the European corn borer was almost three times higher (47%). In the conventional variety on both of the experimental fields we found a high Fusarium spp. infestation (70%). Especially species of the section Liseola dominates, among them: F. subglutinans, F. proliferatum und F. verticillioides. The Fusarium infestation in the samples of Bt-maize from the field with previous crop wheat and forking cultivation was just as high as in the conventional variety (70%). The infestation of Fusarium spp. in the samples of Bt-maize from the field with previous crop maize and forking cultivation was more than 20?% lower.     

棉田及其邻作田地表节肢动物天敌的季节动态

运用陷阱法对小麦/玉米-棉花、苜蓿-棉花、棉花-棉花3种交错带的棉田及其邻作田共6种类型田块的地表节肢动物群落进行了抽样调查,研究地表天敌物种组成、数量及多样性的季节动态.结果表明：与不同作物邻作的棉田中,每个陷阱全年收集到的物种数差异显著,以与小麦/玉米邻作的棉田物种最丰富,为13.3种,与苜蓿邻作和棉棉邻作棉田的物种数分别为10.4和11.7种;每个陷阱全年收集的天敌个体数差异亦显著,以棉棉邻作棉田的最少,平均50.1头,与小麦/玉米和苜蓿邻作棉田分别为75.1和77.6头.3种邻作方式下,棉田地表天敌数量在4月中旬至8月中下旬均呈现明显的季节性波动,8月底至9月底则呈波动上升趋势.棉田及其邻作苜蓿田或小麦/玉米田天敌数量的季节性波动趋势基本一致,棉田与其邻作田之间地表节肢动物天敌存在迁移.综合6类型田块地表节肢天敌功能团的数量动态,蜘蛛类在各类型田块中长期是优势天敌功能团,尤以6、7、8月数量更大;隐翅甲是次优势天敌功能团.对6类型田块地表节肢天敌的群落特征分析表明,天敌功能团多样性指数H＇与物种多样性指数H＇显著相关,可用天敌功能团多样性指数H＇代替物种多样性指数H＇研究天敌群落特征;节肢动物天敌功能团优势度指数D、均匀度指数J与物种优势度指数和均匀度指数并不完全显著相关.对地表节肢动物天敌群落特征的系统聚类分析结果表明,与小麦/玉米邻作、棉棉邻作的两块棉田地表节肢动物天敌群落较为相似;与苜蓿邻作的棉田较为特殊,其多样性指数H＇最低（1.425）,优势度指数D最高（0.473）,均匀度指数J最低（0.731）.     

转cry1Ac玉米对亚洲玉米螟的抗性评价

目标性状的有效性评价是转Bt基因抗虫玉米研发和安全性评价研究的重要内容之一。采用酶联免疫吸附剂测定（ELISA）、室内生测和田间人工接虫鉴定研究了转cry1Ac玉米纯合群体BT-X和分离群体BT-38、BT-181、BT-43、BT-105等转化事件Cry1Ac蛋白的表达量以及对亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis（Guenée）的室内杀虫和田间抗虫效果。转cry1Ac玉米鲜组织中Cry1Ac蛋白含量在44.07～438.00 ng/g之间,不同转化事件及不同组织之间差异显著,其中BT-X鲜花丝中Bt蛋白表达量显著低于未展开心叶。室内生测试验中除BT-43与对照没有显著差异外,取食其它转基因玉米心叶的亚洲玉米螟初孵幼虫6或7天的存活率为0～15.3%,显著低于非转基因对照;取食夏播BT-X鲜花丝6天的幼虫存活率为62.5%,显著低于Bt11及非转基因对照。田间心叶期接虫鉴定显示BT-X高抗亚洲玉米螟。说明转cry1Ac玉米BT-X、BT-181、BT-38和BT-105对亚洲玉米螟有很高的杀虫作用,BT-X田间抗虫效果良好。