转基因玉米种植中Bt蛋白对东北黑土区土壤跳虫的暴露风险及影响

The areas of transgenic corn cultivation incease every year because they can combat lepidopteran pests and reduce pesticide application. However, transgenic corn (Bt) could directly or indirectly impact the ecosystems belowground through root and litter derived ways. Typical black soil region in Gongzhuling city is selected to our study the effects of transgenic corn (Bt799) cultivation on Collembola. The methods of soil corers, pitfal trap belowground, insect suckers and litterbags are adoped to investigate the vertical distribution properties of Collembola. Phospholipid fatty acids in soil, corn roots and corn leaves are used as trophic biomarkers to study the feeding habits of Collembola. The method of ELISA is used to measure the concentration of Bt protein in soil, corn roots, corn leaves and different Collembola functional groups. Bioconcentration effect trough root and litter derived ways and bioconcentration factors of different collembolan functional groups are calculated. The exposed risk and environmental effect of Bt corn are analyzed through root and litter derived ways. We provide a baseline for environmental risk assessment of Bt corn in northeastern China though this study.

转Bt基因玉米可以防治鳞翅目害虫，减少农药使用，面积不断增加。但是转Bt基因玉米种植可以通过根际和凋落物途径对地下生态系统产生直接或间接影响。为研究上述影响，本研究选择地处我国黄金玉米带吉林省农科院公主岭市实验基地为研究区；选取转Bt基因玉米Bt799作为受试材料；利用土壤动物代表类群跳虫作为非靶标生物类群；结合土钻法、地下陷阱法、吸虫器法和凋落物袋法确定不同跳虫类群的土壤垂直分布特征；利用磷脂脂肪酸法确定不同跳虫功能类群类群对玉米根系、凋落物和土壤微生物的取食特性并分析Bt蛋白暴露风险；通过ELISA酶联免疫的方法测定Bt蛋白含量并计算不同跳虫功能类群通过根际和凋落物途径的富集系数。综合解析转Bt基因玉米中Bt蛋白通过根际和凋落物途径对非靶标土壤跳虫的暴露风险和环境效应。为以后转Bt基因玉米的环境安全评价及在东北地区种植奠定了良好的实验基础。

转Bt基因作物种植后，可能会通过根际或凋落物途径对非靶标土壤动物造成不良影响。为研究转Bt基因玉米种植后对非靶标土壤动物的影响，本研究选择地处我国黄金玉米带吉林省农科院公主岭市实验基地为研究区,选取转Bt基因玉米Bt-799作为受试材料，利用土壤动物代表类群跳虫作为非靶标生物类群,结合土钻法、地表陷阱法和凋落物袋法确定不同跳虫类群的土壤垂直分布特征，利用磷脂脂肪酸法确定不同跳虫功能类群对玉米根系、凋落物和土壤微生物的取食特性，综合分析转基因玉米Bt-799种植及其Bt蛋白对不同功能群跳虫生物多样性和食性的影响。研究结果表明东北黑土区玉米田生态系统真土生跳虫类群主要为棘跳科跳虫类群，表土生跳虫类群主要为长角跳科跳虫类群，半土生跳虫类群主要为等节跳科跳虫类群；磷脂脂肪酸法研究结果表明各跳虫类群的食物主要来源于玉米根系和玉米凋落物；通过spss差异显著性分析结果表明，转Bt玉米种植未对各功能类群跳虫生物多样性和食性产生显著影响。本研究为我国转基因玉米研发提供了基础安全数据，为未来深入系统研究转基因作物对土壤生态系统影响奠定了良好的理论及经验基础。