抗虫玉米Bt毒蛋白的环境行为及其生态效应研究

本研究通过温室大棚水泥池种植玉米并秸秆还田四次，观测两个Bt玉米（5422Bt1和5422CBCL）及其同源常规玉米5422根际土、根围土、根外土（0-20 cm、20-40 cm和40-60 cm）中Bt蛋白的时空动态特征及其土壤养分含量的变化；并开展室内生测试验，观测秸秆释放的Bt蛋白及纯化Bt蛋白对水生生物斜生栅藻和隆腺溞生长繁殖的影响。主要研究结果有：1）两个Bt玉米根际土中Bt蛋白含量显著高于5422，连续四次种植及秸秆还田Bt玉米过程中，两个Bt玉米5422Bt1和5422CBCL根围土和根外土中Bt蛋白含量与常规玉米5422相比没有显著差异；在Bt玉米秸秆还田初期，表层土壤中Bt蛋白含量急剧增加，但3 d内能降解66%，随后含量极低，不会在土壤中累积。2）连续四次种植Bt玉米后，5422Bt1与5422相比较，根围土中碱解氮和速效钾含量显著降低，有机质、速效磷、全氮、全磷、全钾含量均无显著差异；而5422CBCL与5422相比较，根围土中有机质、速效养分、全量养分含量均没有显著差异。3）不同浓度的玉米秸秆浸提液培养斜生栅藻的过程中，5422Bt1处理组斜生栅藻的OD值、叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量均显著高于5422；而5422CBCL处理组斜生栅藻的OD值、叶绿素b含量与5422相比没有显著差异；叶绿素a、总叶绿素、类胡萝卜素含量均显著高于5422。玉米秸秆浸提液培养隆腺溞的过程中，5422Bt1处理组隆腺溞存活率、产幼数与5422没有显著差异；而5422CBCL处理组隆腺溞存活率显著低于5422，而其隆腺溞产幼数与5422相比没有显著差异。4）不同浓度的纯化Bt蛋白培养斜生栅藻和隆腺溞过程中，仅个别指标在个别天数与对照相比有差异；但在培养完成后，与对照相比，斜生栅藻的光密度（OD值）、斜生栅藻的光合色素含量、隆腺溞的存活率、身长和产幼数均没有显著差异，表明纯化Bt蛋白对斜生栅藻和隆腺溞生长繁殖没有影响。