转Cry1Ab/Ac基因水稻对稻田底栖动物群落的影响

转Bt基因抗虫水稻的成功研发,为有效控制鳞翅目害虫对水稻的危害提供了一条最为有效、经济的途径。稻田底栖动物群落是转Bt基因抗虫水稻的重要非靶标生物。为了解转Bt基因水稻对稻田底栖动物群落的安全性,以转Cry1Ab/Ac基因抗虫水稻‘华恢1号’(简写为HH1)为材料,以其非转基因亲本‘明恢63’(简写为MH63)为对照,以稻田底栖动物群落为指示生物,运用群落学方法,通过连续2年在江西南昌的大田试验,研究了转Cry1Ab/Ac基因抗虫水稻对稻田底栖动物群落的影响。结果显示:2012年在HH1与MH63的稻田中分别采集到底栖动物22种与25种,其中两生境中相同物种19种,两群落物种组成相似度为0.808 5,有7种优势种,优势种相似度为0.833 3。2013年在HH1与MH63稻田中分别采集到底栖动物26种与28种,两类稻田相同底栖动物22种,两群落物种组成相似度为0.814 8,有6种优势种,优势种相似度为1.000 0。2012年与2013年群落总体分析与时间动态分析均显示,两类稻田中底栖动物的物种丰富度、个体数量、多样性指数、均匀性指数及优势集中性指数变化趋势相似,且均无显著差异。结果表明:连续种植2年转Cry1Ab/Ac基因水稻HH1对南昌稻田底栖动物群落无明显的负作用。     

福建省转基因抗虫稻田节肢动物群落多样性研究

试验研究转MH86^CpTI基因抗虫水稻和转MH86^CpTI＋Bt双价基因抗虫水稻稻田节肢动物群落的多样性，结果表明：转基因稻田节肢动物群落可分为先锋群落、郁闭未稳定群落和郁闭稳定群落3个阶段；在水稻灌浆期到蜡熟期，转基因水稻稽田中每次采得的节肢动物的物种数为CK〉MH86^CpTI〉MH86^CpTI＋Bt，个体数量大小为CK〉MH86^CpTI〉MH86^CpTI＋Bt，总体多样性指数与均匀性指数均为CK〉MH86^CpTI〉MH86^CpT＋Bt；转基因水稻稻田节肢动物群落的多样性与常规稻相比未见明显差异。在水稻生育前期与后期，转基因抗虫水稻田害虫优势度最高的分别为电光叶蝉和褐飞虱。     

转基因水稻秸秆还田对土壤硝化反硝化微生物群落的影响

转基因作物可能通过根系分泌物和植株残体组成的改变及外源基因的转移释放令土壤微生物群落产生变化,影响土壤微生物的生态功能。氨氧化细菌和反硝化细菌是驱动土壤硝化和反硝化过程的关键微生物,其群落结构的变化直接关系土壤氮素的转化与利用。本研究利用荧光定量PCR和PCR-DGGE技术分析了转cry1Ac/cpti双价抗虫基因水稻‘Kf8’秸秆还田降解过程中,土壤氨氧化细菌和反硝化细菌群落丰度与组成的变化,探讨转基因水稻是否存在影响稻田土壤氮素转化与N2O排放的可能。结果显示:无论是氨氧化细菌amo A基因还是反硝化细菌nirS基因,其丰度在转基因水稻‘Kf8’与非转基因水稻‘Mh86’的秸秆还田土壤中都没有显著差异;转基因水稻‘Kf8’和非转基因水稻‘Mh86’秸秆还田降解过程中0~10 cm土层中的amo A基因丰度均显著高于10~20 cm及20~30 cm土层(P0.05);各深度土层中的nirS基因丰度均存在随秸秆还田时间延长而增加的趋势。水稻秸秆还田降解过程中,转基因水稻‘Kf8’的土壤氨氧化细菌和反硝化细菌的群落多样性指数及组成,均与非转基因水稻‘Mh86’没有显著差异。相关分析结果表明土壤氨氧化细菌和反硝化细菌群落组成均与水稻秸秆还田时间存在显著相关性(P=0.002),反硝化细菌群落组成还与土层深度显著相关(P=0.024)。本研究表明转cry1Ac/cpti抗虫基因水稻秸秆还田对稻田土壤硝化和反硝化关键微生物群落不会产生明显影响。就土壤微生物群落而言,转cry1Ac/cpti抗虫基因水稻秸秆还田不存在影响土壤氮素转化与N2O排放的可能。     

转基因抗除草剂水稻对稻田叶冠层节肢动物群落多样性的影响

转基因抗除草剂水稻可能对稻田节肢动物产生影响。对转Bar基因抗除草剂籼稻"Bar68-1"和非转基因对照"D68"稻田叶冠层节肢动物群落的结构和特征进行调查、比较。结果显示,转基因水稻和非转基因对照水稻间的冠层节肢动物各亚群落中相对丰盛度高的物种(科)具有较大相似性,但在相对丰盛度低的科上有所差别;除2007年不喷药处理区天敌亚群落的Simpson指数(D)有差异外,转基因与非转基因对照稻田之间叶冠层节肢动物群落、亚群落的多样性指数(物种丰富度、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数、Simpson优势集中性指数)差异不显著;在水稻分蘖中期、分蘖末期、齐穗期和乳熟期等4个生育期,95.3%的稻田节肢动物群落主要参数时间动态的品种间差异不显著。研究结果表明转Bar基因抗除草剂水稻"Bar68-1"对稻田叶冠层节肢动物的群落组成和多样性无显著影响。     

规模化稻鸭生态种养对稻田杂草群落组成及物种多样性的影响

为探索规模稻鸭生态种养稻田杂草群落的变化动态,运用植物群落生态的方法研究了规模稻鸭生态种养、常规稻鸭生态种养和水稻单一种植稻田杂草的群落变化特点及控草效果。结果表明:规模稻鸭生态种养杂草密度显著降低,与水稻单一种植比较防效为94%;水稻分蘖到孕穗期稻田杂草主要由看麦娘(Alopecuruspratensis)、稗草(Echinochhloa crausgalli)、狗牙根(Cynodon dactylon)、水花生(Alternanthera philoxeroides)、鸭舌草(Mouochoria vaginalis)、水竹叶(Murdannia triquetra)和鳢肠(Eclipta prostrata)组成,抽穗期到成熟期主要由水花生、稗草、狗牙根和水竹叶组成。研究还表明,规模稻鸭生态种养水稻分蘖期物种丰富度、Simpon指数、Shannon-Wiener指数略高于水稻单一种植,Pielou指数低于水稻单一种植;孕穗期到成熟期物种丰富度、Simpon指数、Shannon-Wiener指数低于水稻单一种植,Pielou指数显著高于水稻单一种植。水稻全生育期规模稻鸭生态种养与常规稻鸭生态种养比较稻田杂草密度、杂草生物量和多样性指数差异不显著,但杂草生物多样性指数略有提高。说明规模稻鸭生态种养显著改变稻田杂草的群落结构和组成,可抑制杂草发生危害,达到有效控草目的。     

浮萍覆盖对稻田杂草群落组成及多样性的影响

在农业可持续发展的背景下,稻田杂草防控需要兼顾生物多样性的保护。为了解浮萍覆盖对稻田杂草群落组成及物种多样性的影响,运用群落生态学的方法,研究了多根紫萍覆盖(SP)、少根紫萍覆盖(LP)和不投放浮萍(CK)3种处理下稻田杂草发生量和群落多样性在水稻4个生育期(分蘖期、孕穗期、扬花期和成熟期)的动态变化,并对水稻产量进行分析。结果表明:SP和LP处理在前两生育期分别比CK显著降低杂草密度60.3%～75.8%和81.1%～90.4%,在整个水稻生育期能分别降低杂草鲜重生物量48.0%以上和81.3%以上,杂草群落中阔叶类杂草比例明显下降。不同处理下,稻田最主要杂草类别均是莎草科杂草;不同处理的杂草群落中重要杂草的种类和相对重要程度都有较大差异,SP和LP处理重要值较高的杂草均为莎草科的萤蔺和碎米莎草,CK处理重要值较高的杂草则为阔叶类的鸭舌草;在多数生育期,两种浮萍覆盖下的杂草群落的Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Simpson优势度指数均与CK无显著差异。SP和LP处理水稻的每穗粒数和穗重均有不同程度显著提高, SP处理的水稻产量显著提高28.0%。综合上述分析,稻田投放初始覆盖面积70.0%的多根紫萍和少根紫萍都能在降低稻田杂草密度和生物量的同时维持杂草群落的多样性,且多根紫萍覆盖能促进水稻产量增长,对保护稻田生物多样性和促进农业可持续发展有重要意义。     

淹灌和间歇灌溉对晚稻田杂草群落多样性的影响

为探明节水灌溉对稻田杂草群落组成及物种多样性的影响,运用群落生态学方法,开展了淹灌与间歇灌溉2种灌溉模式下水稻不同生育阶段稻田杂草群落动态变化研究。结果表明:间歇灌溉和淹灌稻田杂草种类分别有10科13属14种、10科11属11种;间歇灌溉稻田各生育期杂草密度平均降低27.8%;优势杂草种类虽与淹灌基本一致,但阔叶类杂草矮慈姑重要值降低9.76%,单子叶杂草浮萍重要值降低65.38%;间歇灌溉稻田以旱生杂草生长为主,总体各生育期旱生杂草群落密度增加277.51%,水生杂草群落密度降低81.44%,而淹灌稻田以水生杂草为主;间歇灌溉稻田Margalef物种丰富度指数、Shannon-Wienner多样性指数、Simpson优势度指数和Pielou均匀度指数,平均提高27.01%、14.31%、9.09%和3.48%,乳熟期差异尤为显著。间歇灌溉提高了稻田杂草多样性,有效地抑制了优势种杂草生长,有利于改善稻田生态保护。该研究可为节水灌溉稻田杂草控制及多样性保护提供科学依据。     

华北北部地区转Cry1A+CpTI和Cry1A基因棉田节肢动物多样性*

2000～2001年采用背负式机动吸虫器取样法在河北省廊坊研究了转(Cry1A CpTI)基因棉(Gossypium hirsutum)(SGK321)、转Cry1A棉(GKl2)和其受体棉(G．hirsutum)棉田的节肢动物总群落、害虫亚群落、天敌亚群落和中性昆虫亚群落的多样性。采用SHANNON信息多样性指数分析显示,转抗虫基因棉的害虫多样性和天敌亚群落多样性与普通棉施药和非施药处理没有显著差异,但由于在棉花生长中、后期转抗虫基因棉处理的中性昆虫多样性显著高于普通棉施药处理,导致同期转基因棉的节肢动物总群落多样性明显高于普通棉的施药防治棉铃虫处理。表明转抗虫基因棉由于减少棉铃虫防治用药量,而显著提高了棉田中、后期生态系统节肢物的群落多样性,有利于生态系统的稳定和害虫的综合治理。     

稻虾共作对稻田土壤nirK反硝化微生物群落结构和多样性的影响

稻虾共作是水稻种植与克氏螯虾共作形成的互利共生的稻田种养复合生态模式。目前对稻虾共作模式稻田反硝化微生物多样性和群落结构的影响尚不清楚。本研究以江汉平原常规中稻模式(MR)为对照,设置连续3年(2014—2016年)稻虾共作模式(CR)为处理,通过特异引物提取中稻抽穗期稻田土壤nirK基因,采用Illumina Miseq高通量测序技术,探讨稻虾共作模式对稻田土壤nirK反硝化微生物多样性和群落结构的影响。结果表明:稻虾共作模式显著提升水稻抽穗期稻田土壤中硝态氮、全氮及全碳的含量,对土壤碳氮比、碱解氮和铵态氮含量没有显著影响。稻虾共作模式显著增加稻田土壤nirK基因微生物的丰富度指数,但对nirK基因微生物的多样性指数影响不显著。稻虾共作模式改变了nirK基因微生物在目、科、属、种水平的群落组成,较常规中稻模式,稻虾共作模式在各分类水平组成类群均减少;稻虾共作模式较常规中稻模式改变了目的种类,对共有目相对丰度没有显著性改变。RDA分析表明稻虾共作模式对土壤nirK基因菌群的群落结构有一定的改变,但稻虾共作模式与常规中稻模式在群落结构上仍保留着一定的相似性。硝态氮含量是影响nirK反硝化细菌群落结构的主效因子。可见,稻虾共作模式对微生物多样性指数没有显著影响,但显著增加了微生物丰富度指数,改变了稻田土壤nirK反硝化微生物在目、科、属、种的群落结构。     

抗真菌转基因水稻根际土壤真菌群落结构的动态变化

以非转基因水稻"七丝软粘"为对照,采用传统平板计数法和变性梯度凝胶电泳技术,研究了抗真菌转基因水稻"转品1"和"转品8"生长周期内对根际土壤中可培养真菌数和真菌群落结构的影响。结果显示,相同生育期转基因水稻根际土壤可培养真菌数量与其非转基因对照水稻相比较无显著性差异,表明转基因水稻的种植没有对根际土壤真菌数量产生明显影响;18S rRNA真菌群落DGGE图谱分析显示,相同生育期转基因水稻与其非转基因对照水稻的根际土壤真菌DGGE条带数量和条带位置均无显著性差异,表明转基因水稻的种植没有对根际土壤真菌群落结构产生明显影响。进一步分析相同生育期转基因水稻与其非转基因对照水稻的根际土壤真菌群落香农多样性指数(Shannon diversity index)和均匀度指数(Evenness index)的动态变化,发现两者均没有显著性差异。以上研究结果表明,外源抗真菌基因的导入对水稻根际土壤中真菌群落数量和群落结构均没有明显影响。此外,将不同位置的真菌DGGE条带切胶回收,克隆、测序后,进行系统进化树分析,结果表明根际土壤真菌群落主要归属为子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、壶菌门(Chytridiomycota)、接合菌门(Zygomycota)和未知真菌(unknown fungi)5个类群。     

空心莲子草在稻田生态系统中的生长特性及对水稻生长发育的影响

为了解空心莲子草在正常耕作稻田中的入侵能力与水稻对该草的抵抗能力,本文通过在秧苗移栽后的稻田中移植少量空心莲子草繁殖体,人工模拟空心莲子草入侵稻田的方法,研究了该草在稻田中的入侵生长繁殖特性及其对水稻生长发育的影响。结果显示:在人工移入空心莲子草后的第一个水稻生长季内,空心莲子草长势较弱,其植株克隆数与直立茎秆数从水稻分蘖前期至成熟期均无显著变化,仅株高增长极显著,但茎秆纤细柔软,部分茎秆顶端弱化,叶片弱小卷曲,出芽量很低或几乎没有新芽生长。空心莲子草对水稻分蘖、有效分蘖与株高等参数均无显著影响。空心莲子草在田埂上与稻田边缘的生长主要表现为该草的覆盖度、直立茎秆数与株高的显著增加,难以向稻田中扩散生长。研究结果表明,空心莲子草在耕作稻田中不能形成严重入侵态势。建议保持稻田于耕作状态,可有效防止空心莲子草的入侵。     

耕作方式对新垦沙地农田杂草群落结构的影响

通过田间调查的方式,研究了黑河中游边缘绿洲新垦沙地农田杂草分布状况,并对不同耕作方式下农田杂草群落结构特征进行了分析。调查中共记录杂草16种,隶属10科。新垦沙地农田杂草群落基本组成为藜(Chenopodium album)+牛筋草(Eleusineindica)+狗尾草(Setaria viridis)+反枝苋(Amaranthus retroflexus)。与当地传统的地膜覆盖、秋耕和玉米连作耕作方式相比,秸秆覆盖、减少秋耕和玉米-大豆轮作均可增加农田杂草物种丰富度、多样性指数和群落优势度(P0.05)。与当地传统耕作方式相比,秸秆覆盖可增加杂草群落中牛筋草优势度比,降低藜和反枝苋优势度比;减少秋耕可增加狗尾草、反枝苋、灰绿藜(C.glaucum)和米瓦罐(Silene conoidea)优势度比,降低牛筋草优势度比;玉米-大豆轮作可增加米瓦罐优势度比。不同耕作方式对偶见种杂草在田间的分布和组成影响不明显。可以看出,新垦沙地农田杂草物种较少,群落组成单一;不同耕作方式对新垦沙地农田杂草物种多样性和群落结构组成有明显影响,进一步深入研究对沙地农田杂草合理防除具有重要的指导意义。     

入侵植物豚草与本地植物马唐对土壤肥力与酶活性影响的比较

通过同质园试验比较研究了外来入侵植物豚草与本地植物马唐对土壤肥力及3大类酶活性的影响.结果表明: 与本地植物及空白对照相比, 豚草显著提高了入侵地的土壤有效养分含量, 特别是有效钾含量是空白对照区和本地植物马唐区的3.6倍和1.3倍.与空白对照区和本地植物马唐种植区相比, 豚草种植区的土壤酶活性亦显著提高.外来入侵植物豚草在入侵地形成新的关系过程中, 比本地植物马唐能更快地提高土壤有效养分含量及酶活性, 从而实现较短时间内通过提高土壤肥力, 形成对自身生长有利的土壤环境来帮助其竞争入侵.     

稻蟹共作对稻田水体底栖动物多样性的影响

稻蟹共作是一种生态型种养新模式,而底栖动物是该复合生态系统的重要组成部分。为研究稻蟹共作对稻田底栖动物多样性的影响,在水稻分蘖期、拔节期、扬花期和成熟期,采集不同放养密度的稻蟹共作稻田(仔蟹放养密度10 ind.m 2,低密度,LD;仔蟹放养密度30 ind.m 2,高密度,HD)和常规稻田(不放蟹,常规栽培,CK)水体的底栖动物,分析不同稻田生态系统底栖动物的种类构成、密度和多样性。结果表明:水稻分蘖期,3种放蟹密度处理稻田底栖动物的种类数、密度、多样性指数和Pielou均匀度指数均无显著差异(P>0.05);在拔节期和扬花期,养蟹稻田底栖动物的种类数和密度均小于常规稻田,且与放蟹密度呈反比;常规稻田底栖动物的Shannon-Wiener多样性指数在拔节期和扬花期均显著高于高密度养蟹稻田(P<0.05),而只在拔节期显著高于低密度养蟹稻田(P<0.05),且Pielou均匀度指数也在拔节期显著高于低密度养蟹稻田(P<0.05);成熟期,3种处理底栖动物的种类数和密度均达到最低点,Shannon-Wiener多样性指数无显著差异(P>0.05),高密度养蟹稻田的Pielou均匀度指数显著高于常规稻田(P<0.05)。研究结果可为稻蟹共作稻田底栖动物的多样性保护和稻蟹共作技术的可持续发展提供理论指导,促进稻蟹共作技术的发展和推广。     

Soil nematode community varies between rice cultivars but is not affected by transgenic Bt rice expressing <Emphasis Type="Italic">Cry1Ab</Emphasis> or <Emphasis Type="Italic">Cry1Ab</Emphasis>/<Emphasis Type="Italic">Cry1Ac</Emphasis>

Insecticidal crystal (Cry) proteins produced by transgenic Bacillus thuringiensis (Bt) rice that enter the soil via root exudation and plant residues may be harmful to non-target soil organisms. We conducted a 3-year field investigation to determine if soil nematode abundance and diversity were affected by exposure to two transgenic Bt rice cultivars, compared to their non-transgenic near isolines. Near isolines were Kemingdao (KMD-Bt) expressing the single Cry1Ab gene and its non-Bt near isoline Xiushui-11 (XSD), as well as Huahui-1 (HH-Bt) expressing the fused Cry1Ab/Cry1Ac gene and its non-Bt near isoline Minghui-63 (MH). Nematode variables including community composition, abundance, trophic groups, and most of the common genera differed significantly between the rice cultivars. However, these nematode variables were similar under transgenic Bt rice and its non-Bt near isoline, although higher Shannon’s index value and Pielou’s index value were found in soils planted with Bt rice than the non-Bt near isoline. During this 3-year field study, gene modification (single Cry1Ab gene and fused Cry1Ab/Cry1Ac gene) supports a more uniform distribution of nematode species but had no effect on soil nematode abundance and community composition. We conclude that continuous cultivation of KMD-Bt and HH-Bt rice varieties for 3 years is not detrimental to soil nematode communities under field conditions.     

Effect of seed rate and nitrogen fertilizer on weed species composition,density and diversity in two sesame varieties

To evaluate the effect of seed and nitrogen rates on weed species composition, density, biomass and diversity in two sesame (Sesamum indicum L.) varieties, a field experiment was conducted in 2009, 2010 and 2011 rainy seasons at Samaru, Nigeria. Four seed rates, 2, 4, 6 and 8 kg ha^?1, four nitrogen rates, 0, 30, 60 and 90 kg N ha^?1 and two sesame varieties NCRIBEN 01M and E8 were arranged as factorial in a split plot design. Weeds with the highest important values in sesame field were Dactyloctenium aegyptium, Ludwigia decurrens, Ageratum conyzoides and Cyperus esculentus. Year had a significant effect on weed density, biomass, diversity, evenness and richness. Weed density, biomass, diversity and richness were lowest in the 2011 trial and weed species evenness in 2009. Variety E8 reduced weed biomass better than NCRIBEN 01M. Averaged over years, weed diversity and evenness were lowest at 4 kg seeds ha^?1. Seed × nitrogen rates effect of 4 kg seed ha^?1 and 30 kg N ha^?1 produced the lowest weed species diversity and evenness. The result suggests that variety E8 at 4 kg seed ha^?1 and 30 kg N ha^?1 with hoe weeding at 3 and 6 WAS may provide better weed control, and it is recommended in sesame production.