轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲水稻對稻田藻類生物多樣性的影響.pdf

1、我國轉(zhuǎn)基因水稻的研究已居世界領(lǐng)先水平，可能成為世界上率先將其商品化的國家之一。但轉(zhuǎn)基因水稻潛在的生態(tài)安全威脅不容忽視，在其釋放前必須進(jìn)行嚴(yán)格評估，確保其對環(huán)境是安全的。藻類是稻田生態(tài)系統(tǒng)中的初級生產(chǎn)者，普遍存在于稻田水體和土壤中，且在維持稻田生態(tài)系統(tǒng)平衡及水稻生長中發(fā)揮著重要作用。華池B6和TT51是兩種能高抗多種鱗翅目害蟲，農(nóng)藝性狀良好，具規(guī)?；a(chǎn)潛力的轉(zhuǎn)Bt基因水稻。
　　 本文以這兩種轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲水稻為材料，并以各自的

2、親本及與之生產(chǎn)性狀相近但親緣關(guān)系較遠(yuǎn)的水稻品種為對照，從水稻4個(gè)生長期稻田水體和土壤中及秸稈還田100～156d稻田土壤中藻類的種類和群落結(jié)構(gòu)等角度，評估了轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲水稻對稻田藻類生物多樣性的影響。同時(shí)，利用DGGE技術(shù)著重對稻田土壤中藻類的遺傳多樣性作了分析。主要結(jié)果如下:
　　 1轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲水稻對稻田藻類群落組成的影響
　　 在稻田水體中，華池B6組三處基地共涵蓋了綠藻門、裸藻門、藍(lán)藻門、硅藻門、黃藻門、隱藻

3、門等6門43屬，其中綠藻門的種類和數(shù)量在華池B6及其親本嘉早935以及遠(yuǎn)緣種中九B的稻田水體中都占優(yōu)勢;TT51組三處試驗(yàn)基地涵蓋了華池B6組中所有的6門外，還有金藻門，共計(jì)7門52屬，綠藻門和硅藻門的種類和數(shù)量在TT51及其親本明恢63及遠(yuǎn)緣種9311的稻田水體中都占優(yōu)勢。在同一生長期，轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲水稻華池B6、TT51與其各自的對照間稻田水體中的常見藻種類都相近。
　　 在稻田土壤中，華池B6組三處基地共涵蓋了藍(lán)藻門、綠藻

4、門、硅藻門、裸藻門、黃藻門、金藻門共6門40屬;TT51組中也涵蓋了上述6門，其中藍(lán)藻門和硅藻門的種類各增加1屬，綠藻門減少1屬，共計(jì)6門41屬。與水體中藻類群落組成不同的是，藍(lán)藻門的種類數(shù)在兩組水稻的稻田土壤中都增多。在水稻的各個(gè)生長期及秸稈還田時(shí)期，轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲水稻、親本及遠(yuǎn)緣對照三者中土壤藻類群落結(jié)構(gòu)基本相同。
　　 2轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲水稻種植期內(nèi)對稻田水體藻類生物多樣性的影響
　　 華池B6組中，華池B6和嘉早9

5、35間稻田水體藻類多樣性指數(shù)Margalef、Simpson、Shannon為無顯著差異的依次占各自實(shí)驗(yàn)組數(shù)（16組:4個(gè)生長期×2個(gè)試驗(yàn)基地×2年）的87.5％、87.5％、93.8％;嘉早935與中九B間有顯著差異的依次為2組、2組、3組，華池B6與嘉早935間的依次為2組、2組、1組。TT51組中，TT51與親本明恢63間在上述3個(gè)多樣性指數(shù)上無顯著差異的依次占各自實(shí)驗(yàn)組數(shù)的92.9％、78.5％、71.4％;明恢63與9311間

6、有顯著差異的實(shí)驗(yàn)組數(shù)依次為3組、3組、2組，而TT51與明恢63間的只有1組、3組、4組。即便華池B6、TT51和其對應(yīng)親本稻田水體藻類生物多樣性有顯著差異的，大多只出現(xiàn)在分蘗期和抽穗期，不會(huì)在整個(gè)生長期中持續(xù)。上述結(jié)果表明，轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲水稻華池B6和TT51的種植總體上未對稻田水體藻類生物多樣性產(chǎn)生顯著影響。
　　 3轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲水稻種植期內(nèi)對稻田土壤藻類生物多樣性的影響
　　 華池B6組中，Margalef、 S

7、impson、Shannon指數(shù)上華池B6與親本嘉早935間無顯著差異的分別占各自實(shí)驗(yàn)組數(shù)（32組:4個(gè)生長期×2個(gè)試驗(yàn)基地×2（表層土壤+根際土壤）×2年）的78.1％、78.1％、75％;兩種非轉(zhuǎn)基因水稻嘉早935與中九B間有顯著差異的依次為6組、7組、9組，華池B6與親本嘉早935的則為7組、7組、8組。TT51組中，TT51與其親本明恢63間在這3個(gè)指數(shù)上無顯著差異的依次占各自實(shí)驗(yàn)組數(shù)的84.4％、93.8％、90.6％;兩種非

8、轉(zhuǎn)基因水稻明恢63與9311間有顯著差異的依次為2組、4組、5組，TT51與其親本間的依次為5組、2組、3組。與稻田水體藻類生物多樣性相似，華池B6、TT51和其對應(yīng)親本間有顯著差異的大多為水稻生長早期，沒有在后期持續(xù)出現(xiàn)。上述結(jié)果表明，轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲水稻華池B6、TT51的種植總體上未對稻田土壤藻類生物多樣性產(chǎn)生顯著影響。
　　 4轉(zhuǎn)Bt基因水稻秸稈還田對稻田土壤藻類生物多樣性的影響
　　 在華池B6組中，華池B6與其

9、親本嘉早935在5次取樣中3個(gè)指數(shù)上都未出現(xiàn)顯著差異，而嘉早935與中九B間有顯著差異的為2組。TT51組中，TT51與明恢63除1組結(jié)果在Simpson指數(shù)有顯著差異外，其他的在3個(gè)指數(shù)上均為無顯著差異，明恢63與9311間也只1組有顯著性差異。該結(jié)果表明，轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲水稻華池B6、TT51的秸稈還田總體上未對稻田土壤藻類生物多樣性產(chǎn)生顯著影響。
　　 5基于DGGE技術(shù)的轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲水稻稻田土壤藻類遺傳多樣性的初步評價(jià)<