转基因抗虫玉米对节肢动物多样性影响研究进展

随着基因工程技术的发展,越来越多的转基因抗虫作物进入商业化应用,为农业生产带来诸多惠益的同时,对农田生态环境安全也可能存在潜在的风险,特别是抗虫作物对农田节肢动物多样性的影响一直是研究热点。本文通过对靶标生物和非靶标生物影响研究方法及已有研究结果的总结分析,分析了节肢动物多样性研究方法的局限性,提出了可行性建议,以期为我国抗虫玉米环境安全评价研究提供参考。     

转基因抗虫玉米环境安全性及我国应用前景

转基因抗虫玉米在生产上应用对于促进玉米增产、保障国家粮食安全具有巨大潜力。种植转基因玉米的环境安全性是公众对于应用这一生物技术产品最为关心的问题。本文从基因漂移、对玉米田节肢动物多样性的影响、靶标害虫的抗性及其治理策略和转基因抗虫玉米研发应用现状及其经济效益等方面对转基因抗虫玉米的生态影响研究进行了回顾,分析了种植转基因抗虫玉米的潜在生态风险,展望了我国转基因抗虫玉米的应用前景。     

“高剂量/庇护所”策略在Bt玉米靶标害虫抗性治理中的应用及成效

为解决玉米生产中面临的重大虫害、草害及粮食安全等问题,我国正在有序推进Bt玉米的商业化种植。然而,靶标害虫对Bt作物的抗性演化是影响其可持续应用的最大威胁。“高剂量/庇护所”策略已在全球被广泛应用以延缓害虫抗性演化。本文简要介绍了“高剂量/庇护所”策略的理论基础及庇护所实施的主要形式,概述了全球五大Bt玉米种植国美国、巴西、阿根廷、南非和加拿大“高剂量/庇护所”策略应用的法规制定、庇护所实施的具体要求和种植者的履行情况,总结了“高剂量/庇护所”策略在主要Bt玉米种植国实施的成功经验,分析了害虫抗性治理失败的教训。该研究可为我国转Bt基因抗虫玉米的产业化应用和害虫抗性管理提供重要技术支撑和理论指导。     

抗虫转基因玉米荒地生存竞争力评价

研究了转Cry1Ac基因玉米及受体非转基因玉米（郑58）在野外自然条件及模拟野外条件下的生存能力,比较玉米与杂草的竞争力及玉米自身成为杂草的可能性,为转抗虫基因玉米的环境生态安全评价提供理论基础。结果表明,生存竞争能力非转基因玉米〈转基因玉米〈杂草,转抗虫玉米虽然在与杂草的竞争中优于非转基因受体,其种子也能越冬,但在试验条件下不会演变成超级杂草。     

转Bt基因抗虫玉米在害虫综合治理中的作用及生态风险

转Bt基因抗虫玉米(简称Bt玉米)作为玉米害虫综合治理的基本措施，自1996年在美国被批准商业化种植以来，已在许多国家广泛应用于农业生产，它的抗虫性和经济效益已得到普遍肯定，与此同时，Bt玉米对生态安全的影响也倍受关注。文章综述了Bt玉米在国内外的研究和应用现状、Bt玉米在害虫综合治理中的作用以及种植Bt玉米的生态风险及对策，包括对非目标昆虫及天敌昆虫的影响、害虫产生抗药性以及治理对策，为今后Bt玉米在我国商业化种植过程中正确评价Bt玉米的生态安全性、充分发挥Bt玉米在害虫综合治理中的重要作用莫定基础。     

巴西转基因玉米将占玉米种植面积的2/3

巴西种植者协会（APPS）常务秘书的报告预测,在下一个种植季节,转基因玉米将占据整个玉米种植的2/3。3年之后,转基因玉米种植将占70%,这意味着转基因玉米的种植将与种植5年之久的转基因大豆不相上下,     

转基因抗虫植物对天敌昆虫的影响

迄今对16种捕食性和7种寄生性天敌昆虫个体进行的毒性测定表明，转基因植物对天敌昆虫没有直接毒性；取食了转基因植物的猎物对大部分捕食性天敌昆虫个体无毒副作用。取食了转基因植物的寄主害虫如表现亚致死反应，则对寄生蜂个体无毒副作用，甚至对寄生蜂与抗虫作物间有增效作用；如寄主表现致死反应，则对寄生蜂个体有明显毒副作用。转Bt基因棉花，玉米和马铃薯田中主要广谱捕食性天敌种群数量等于或显著高于常规田，生测中对普通草蛉的副作用并未使其大田种群受到不良的影响；寄生性天敌昆虫种群数量除在个别Bt棉田中明显减少外，在其他Bt作物田中均等于或高于常见田，除个别棉田外，未发现Bt作物田中天敌群落受到不良影响，部分研究发现Bt作物田中某些非靶标刺吸口器害虫上升为主要害虫，数量明显高于常规田，建议采用“三层次检测体系”评价转基因作物对天敌昆虫的影响。     

“转基因抗虫水稻品种培育”在华中农大启动

近日,涉及上亿元资金的国家重大科技专项“转基因抗虫水稻新品种培育”课题在华中农大启动。     

转Bt 基因抗虫玉米对棉铃虫杀虫活性的初步评价

国内外在转 Bt基因抗虫作物的研究和应用上已取得重大进展 ,其中 Bt抗虫棉已在美国、澳大利亚、中国等进入商品化应用阶段 ,近年来种植面积增长很快 ,并取得了显著的经济、生态和社会效益。 1 997年下半年 ,我国农业部分别批准了孟山都公司申报的保铃棉○R在河北省商业化生产和 Bt玉米在我国多省份的田间种植。其中保铃棉 ○R已由河北省定名为新棉 33B,1 998年在全省实际种植了近 1 0万 hm2 ,1 999年的种植面积已达 1 5万 hm2 。我国自主研制的 Bt抗虫棉也于 1 998年开始商品化应用 ,当年种植面积即达 1 0万 hm2以上 ,1 999年推广总面积…     

灌水量和密度对转基因抗虫棉生育特性的影响

在关中棉区大田条件下,采取不同种植密度下控制供水的方法,研究了灌水和密度对转基因抗虫棉生长发育、干物质分配及产量的影响.结果表明,灌水和密度对棉花生长具有双向调控功效,二者优化高效组合是灌水675 m3/hm2,密度4.5～7.5万株/hm2,比CK增产21.6%～23.6%,灌水效率达2.49～3.19 kg/m3.     

不同生育期转基因抗草甘膦抗虫棉花对草甘膦的耐受性

为明确转基因抗草甘膦抗虫棉田草甘膦的使用适期,于棉花子叶期、3~4片真叶期和花铃期喷施不同浓度的草甘膦,比较药害发生情况、棉花产量和纤维品质。棉花子叶期、3~4片真叶期和花铃期喷施1 640~9 840 g/hm²(有效成分,下同)草甘膦后,施药初期棉花均表现出一定的药害症状,药后4~8 d药害株率和药害指数达最大值,药后12 d药害症状逐渐减轻或消失。棉花子叶期和3~4片真叶期喷施草甘膦,对棉花产量无显著影响,但棉花花铃期喷施2 460~9 840 g/hm²草甘膦后,棉花产量显著降低,降幅达35.0%~63.3%。3个时期喷施草甘膦均不影响棉花的纤维品质。研究表明,转基因抗草甘膦抗虫棉田草甘膦的使用适期为棉花苗期。     

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。     

抗虫棉研究的进展、问题与对策

抗虫棉分常规抗虫品种和外源转基因抗虫品种两大类。常规抗虫棉主要包括形态抗性和生化抗性;转基因抗虫棉最常用的外源基因有Bt基因和某些蛋白酶抑制剂PI基因如豇豆胰蛋白酶抑制基因CpTI和慈菇蛋白酶抑制基因API等。目前,国内外已成功地培育出多种转基因单价棉和双价棉,如转各种Bt基因的单价棉、Bt/CpTI、Bt/API、Bt/SKTI等双价棉。培育兼具形态或生化抗性和外源基因抗性的抗虫品系是目前抗虫棉研究的主攻目标之一。常规抗虫育种不能从根本上解决棉花的抗虫性问题,而转基因抗虫棉又存在着抗虫的时空性、持久性、抗虫范围、棉田昆虫群落的稳定性及安全性等问题。文章综述了国内外抗虫棉研究的进展和存在的问题,并提出了解决这些问题的对策和建议。     

转基因抗虫耐除草剂(Cry1Ac+EPSPS)玉米对草甘膦耐受性研究

将具有我国自主知识产权的抗虫、耐除草剂基因转化到玉米中获得兼具抗虫和耐除草剂的复合性状转基因玉米,实现了玉米复杂性状的有效改良,研究了转耐除草剂CC-2基因和可表达Bt毒素的cry1Ac基因的双抗玉米对除草剂的耐受性及目标蛋白表达量。通过调查喷施除草剂后玉米植株存活率及株高和生长发育情况,研究了转抗虫耐除草剂基因玉米‘CC-2×BT799’、抗虫玉米‘BT799’、耐除草剂玉米‘CC-2’,以及常规玉米‘郑58’在田间对除草剂的耐受性,并用ELISA测定了供试品种中CP4EPSPS和Cry1Ac蛋白含量。对草甘膦的耐受性试验表明,转复合基因玉米‘CC-2×BT799’与单抗草甘膦品种‘CC-2’对草甘膦均具有良好的耐受性。心叶期喷施草甘膦推荐施用剂量中量和2倍剂量对其株高和后期生长发育无不良影响。ELISA检测显示,CP4EPSPS蛋白在雄穗中的表达量较叶片稍高。且双抗品种‘CC-2×BT799’较‘CC-2’中的CP4EPSPS蛋白含量稍高。在雄穗中,‘BT799’的Cry1Ac蛋白含量与‘CC-2×BT799’相当。在叶片中,‘BT799’的Cry1Ac蛋白含量约为‘CC-2×BT799’的2倍。抗虫耐除草剂玉米能够有效抵御草甘膦的喷施,Cry1Ac蛋白含量在不同品种不同组织中存在差异。     

草地贪夜蛾对Bt玉米的抗性与治理对策思考

Bt玉米已在美洲广泛种植20多年,成功控制了欧洲玉米螟Ostrinia nubilalis、草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda等玉米重大害虫为害。然而,近年来相继报道在波多黎各、巴西、阿根廷因草地贪夜蛾产生抗性而导致一些Bt玉米抗虫性丧失。尤其是在热带和亚热带地区,多数Bt玉米品种商业化种植仅3年就丧失了对草地贪夜蛾的抗性。本文分析了草地贪夜蛾的生物学和生态学、对Bt杀虫蛋白抗性遗传特征和交互抗性特性、种群抗性基因频率等内因对抗性演化的影响,以及Bt玉米种植的生态环境、耕作栽培制度、Bt玉米种类、抗性治理策略实施情况等外部环境因素对抗性演化的影响。根据我国玉米种植的生态格局,提出了"整体布局,源头治理"的抗性治理对策。即在草地贪夜蛾周年繁殖区要谨慎种植Bt玉米,尤其是避免种植表达Cry1Ab杀虫蛋白的Bt玉米,以避免源头产生抗性而危及温带玉米主产区。遵循差异化(不同杀虫作用机理)选择Bt玉米品种原则,制定精准抗性监测计划,以高剂量-庇护所为抗性治理基本策略,在Bt玉米资源有限的情况下,落实好庇护所尤为重要。     

转基因棉花的研发现状与发展策略

国内外转基因棉花的研发主要集中于抗虫、耐除草剂、抗病、纤维改良、抗旱和耐盐碱等性状,但只有抗虫、耐除草剂棉花注册应用。自1996年商业化种植以来,年种植面积逐年上升,到2010年全世界转基因棉花的种植面积已达2 100万hm2。转基因棉花的大规模种植,对有效控制棉花害虫与杂草的发生为害发挥了重要作用,显著降低了生产成本,提高了棉花产量。本文综述了国内外转基因棉花的研发动态及其商业化进程,并结合我国棉花产业发展需求,提出了我国转基因棉花的发展对策。     

转EPSPS基因抗除草剂玉米‘CC-2’对土壤动物群落的短期影响

综合利用手捡法、干漏斗法和巴氏罐诱捕法3种方法,以群落组成、物种丰富度、个体数、多样性指数、均匀度指数和优势度指数为参数,系统研究转EPSPS基因抗除草剂玉米‘CC-2’种植对土壤动物群落的短期影响。结果表明,无论是喷施除草剂处理还是不喷施除草剂处理,转基因玉米‘CC-2’较之对应的非转基因对照‘郑58’,在土壤动物群落组成及群落结构参数等方面均无显著差异。可初步认定,转EPSPS基因抗除草剂玉米‘CC-2’对土壤动物群落无不利影响。