转Bt基因玉米对土壤动物群落结构的影响

发布时间：2017-04-10 18:04

  本文关键词：转Bt基因玉米对土壤动物群落结构的影响，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着转基因技术的不断发展,以抗虫、抗除草剂性状为代表的转基因玉米产业取得重大发展。全世界商品化最快的抗虫转基因作物便是转Bt基因抗虫玉米,其原理是将苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)晶体蛋白质基因转入玉米,使玉米产生抗虫蛋白,对靶标害虫形成良好的控制作用。转Bt基因玉米产业在全世界范围内大规模发展的同时,其环境安全性一直备受关注,尤其近年来转基因玉米对土壤生态系统的风险评估成为研究的热点。本研究立足我国春玉米主产区及典型黑土环境,从田间种植原位调查与凋落物分解模拟试验两种途径,研究转Bt基因玉米对土壤动物群落的影响。其中田间种植原位调查试验,选择2种转基因玉米(Bt-799和IE09S034)及其各自对应的非转基因对照玉米;凋落物控制分解模拟试验,选择转基因玉米(Bt-799)及其对应的非转基因对照玉米(郑58)、当地主栽玉米(郑单958)。综合研究了转Bt基因抗虫玉米的种植及凋落物还田对玉米田土壤动物群落的影响,以期为转Bt基因抗虫玉米的种植以及残体降解对土壤生态系统的安全性评价提供可靠的科学数据。主要研究结果如下:选取我国具有自主知识产权的转cry1Ac基因抗虫玉米Bt-799及其对照郑58、转cry1Ie基因抗虫玉米IE09S034及其对照综31,综合利用手捡法、巴氏罐诱捕法和土漏斗法,以土壤动物的群落组成、群落结构、优势类群种群动态等为参数,系统研究转基因玉米Bt-799、IE09S034种植对田间土壤动物群落的影响。研究结果表明,通过手捡法、巴氏罐诱捕法和土漏斗法3种方法调查,转基因玉米Bt-799较之对应的非转基因对照郑58对田间土壤动物的群落组成、物种丰富度、Simpson优势度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数等群落特征参数以及优势类群种群动态等在各个调查时期均无显著影响;转基因玉米IE09S034较之对应的非转基因对照综31,在手捡法调查转基因玉米及其非转基因对照玉米对土壤动物群落组成的影响中,发现在鳞翅目幼虫的发生量上出现了显著差异,这是因为转cry1Ie基因抗虫玉米IE09S034的靶向目标为鳞翅目,导致鳞翅目幼虫的发生量出现显著差异,其它各类群的发生量在转基因玉米及其非转基因对照玉米之间无显著差异;在土漏斗法调查转基因玉米及其非转基因对照玉米对土壤动物优势类群种群的影响中,其优势类群种群弹尾目的发生量在9月份的采样中出现了显著差异。此外,各种调查方法,各个调查时期中,转基因玉米IE09S034较之对应的非转基因对照综31对田间土壤动物的群落组成、物种丰富度、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数等群落特征参数以及优势类群种群动态等均无显著影响。研究结果可初步认定在研究期间转基因玉米Bt-799、IE09S034种植对田间土壤动物群落无显著影响,未产生新的安全性风险。本研究选取转cry1Ac基因抗虫玉米Bt-799及其对应的非转基因对照郑58、当地常规郑单958共3个试验材料,分别选取其老熟叶片,利用凋落物分解袋法,研究转基因玉米Bt-799老熟叶片降解过程中对土壤动物群落结构的影响。研究结果表明,转基因玉米Bt-799较之对应的非转基因对照郑58,对土壤动物群落的类群丰富度、Pielou均匀度指数、Simpson优势度指数、Shannon-Wiener多样性指数以及优势类群(螨类、跳虫)多度均无显著影响。而当地主栽品种郑单958玉米田中土壤动物群落的类群丰富度、多度与Bt-799及其对照郑58相比存在显著差异,其他群落特征参数无显著差异。可初步判定,较之对应的非转基因对照郑58,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不利影响。当地常规郑单958与转基因玉米Bt-799、对照郑58间的土壤动物差异不是由于转基因造成的。
【关键词】：转基因玉米 土壤动物 群落多样性 环境安全评价
【学位授予单位】：哈尔滨师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S513;S154.3
【目录】：

• 摘要7-9
• Abstract9-12
• 第1章 绪论12-21
• 1.1 转基因作物研究和应用现状12-14
• 1.1.1 转基因作物发展历程12
• 1.1.2 转Bt基因玉米发展历程12-14
• 1.2 土壤动物的研究进展14-16
• 1.2.1 国外研究进展14-15
• 1.2.2 国内研究进展15-16
• 1.3 转基因作物对土壤生态系统影响的研究进展16-18
• 1.3.1 Bt蛋白在土壤中的动态16
• 1.3.2 转基因作物种植对土壤微生物的影响16-17
• 1.3.3 转基因作物种植对土壤动物重要物种类群的影响17-18
• 1.4 本研究的思路18-21
• 1.4.1 研究目的及意义18-19
• 1.4.2 研究的思路19
• 1.4.3 本研究创新点19-21
• 第2章 转基因玉米种植对土壤动物群落的影响21-56
• 2.1 材料与方法21-23
• 2.1.1 试验材料21
• 2.1.2 试验地点与小区设计21
• 2.1.3 试验方法21-22
• 2.1.4 土壤动物鉴定22
• 2.1.5 数据处理22-23
• 2.1.6 数据分析23
• 2.2 结果与分析23-53
• 2.2.1 转基因玉米Bt-799种植通过根际途径对土壤动物群落的影响23-39
• 2.2.2 转基因玉米IE09S034种植通过根际途径对土壤动物群落的影响39-53
• 2.3 讨论53-54
• 2.4 小结54-56
• 第3章 转基因玉米叶片残体通过凋落物途径对土壤动物的影响56-65
• 3.1 材料与方法56-57
• 3.1.1 试验材料与小区处理56
• 3.1.2 凋落物分解袋56-57
• 3.1.3 土壤动物取样与鉴定57
• 3.1.4 数据处理57
• 3.1.5 数据分析57
• 3.2 结果与分析57-62
• 3.2.1 土壤动物群落组成57-60
• 3.2.2 对土壤动物群落结构特征参数的影响60-62
• 3.2.3 对土壤动物优势类群的影响62
• 3.3 讨论62-63
• 3.4 小结63-65
• 结论65-66
• 参考文献66-74
• 攻读学位期间发表的学术论文74-76
• 致谢76

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