不同生境下轉(zhuǎn)Bt基因棉花的適合度.pdf

1、轉(zhuǎn)基因植物的商業(yè)化種植產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益，但隨之而來的生態(tài)安全問題引起了全世界人民的關(guān)注。轉(zhuǎn)基因植物的適合度是評價(jià)其對生態(tài)環(huán)境影響的重點(diǎn)內(nèi)容之一。理論上講，外源基因賦予轉(zhuǎn)基因植物新性狀，在特定環(huán)境條件下不僅可能帶來適合度優(yōu)勢，也可能帶來適合度成本。隨著轉(zhuǎn)基因植物商業(yè)化規(guī)模的不斷擴(kuò)大，其進(jìn)入自然生態(tài)系統(tǒng)的可能性也越來越大。目前，關(guān)于轉(zhuǎn)基因植物在農(nóng)田狀態(tài)下的適合度研究已有不少報(bào)道，但對于轉(zhuǎn)基因植物在一些野生或半野生的自然環(huán)境條件下適

2、合度的研究還很少，轉(zhuǎn)基因植物在自然環(huán)境中能否長期生存和繁衍，外源基因的插入如何影響轉(zhuǎn)基因植物的適合度還沒有得到深入的研究。
　　本論文選取棉花作為材料，于2014年和2015年研究了轉(zhuǎn)Bt基因棉花和非轉(zhuǎn)基因棉花在不同生存環(huán)境下的適合度表現(xiàn)，以及在不同生存環(huán)境下外源Bt基因的表達(dá)行為。在南京市橫溪四塊試驗(yàn)地涉及農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)、半農(nóng)田半自然生態(tài)系統(tǒng)以及自然生態(tài)系統(tǒng)三種類型。四塊實(shí)驗(yàn)地中，平頂?shù)赝寥婪柿l件最接近普通農(nóng)田水平，棉花生長過程

3、中按照農(nóng)田管理方式進(jìn)行管理，代表農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)。草地土壤有機(jī)質(zhì)含量高，但其他礦物質(zhì)元素含量較少，雜草覆蓋嚴(yán)重;灌木地土壤含水量和肥力極低，雜草較少，容易發(fā)生水土流失，這兩個(gè)試驗(yàn)地都屬于自然生態(tài)系統(tǒng)，棉花移栽后不進(jìn)行任何人工管理。斜坡土壤肥力居于平頂?shù)睾凸嗄?、草地之間，有雜草，但覆蓋程度小于草地，且棉花移栽時(shí)施加少量底肥，棉花移栽后不進(jìn)行任何人工管理，故斜坡代表半農(nóng)田半自然生態(tài)系統(tǒng)。由于試驗(yàn)地周圍數(shù)公里都屬于非棉區(qū)，所以沒有棉花常見害蟲，靶

4、標(biāo)害蟲和非靶標(biāo)蟲壓均比較低。在實(shí)驗(yàn)中適合度相關(guān)測定指標(biāo)包括棉花株高、分枝數(shù)、地上生物量以及種子產(chǎn)量;外源Bt基因表達(dá)行為方面測定了Bt基因相對內(nèi)參基因的表達(dá)倍數(shù)，以及相應(yīng)外源蛋白的含量。
　　結(jié)果顯示:相同生長環(huán)境下，轉(zhuǎn)Bt基因棉花和非轉(zhuǎn)基因棉花在株高、分枝數(shù)以及地上生物量上不存在顯著差異;在不同生長環(huán)境條件下，同一種類棉花的適合度表現(xiàn)有顯著差異，在棉花株高、分枝數(shù)以及地上生物量上，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)顯著高于半農(nóng)田半自然生態(tài)系統(tǒng)，半農(nóng)田

5、半自然生態(tài)系統(tǒng)顯著高于自然生態(tài)系統(tǒng);自然生態(tài)系統(tǒng)中遭受不同脅迫的環(huán)境下，同一種類棉花株高、分枝數(shù)也表現(xiàn)出顯著差異。在種子產(chǎn)量上，相同環(huán)境條件下轉(zhuǎn)Bt基因棉花和非轉(zhuǎn)基因棉花沒有顯著差異，而不同的生長環(huán)境對種子產(chǎn)量具有顯著影響，在自然生態(tài)系統(tǒng)中棉花種子產(chǎn)量非常低，絕大多數(shù)棉花沒有產(chǎn)生種子。低蟲壓下，轉(zhuǎn)Bt基因棉花和非轉(zhuǎn)基因棉花適合度在相同生長環(huán)境中沒有顯著差異，而不同生長環(huán)境會顯著影響同種棉花適合度。
　　在Bt基因轉(zhuǎn)錄水平上:隨著轉(zhuǎn)

6、Bt基因棉花生長進(jìn)程推進(jìn)，其葉片Bt基因的轉(zhuǎn)錄水平呈現(xiàn)下降趨勢;在相同生育時(shí)期，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)轉(zhuǎn)Bt基因的轉(zhuǎn)錄水平顯著高于半農(nóng)田半自然生態(tài)系統(tǒng)以及自然生態(tài)系統(tǒng)。Bt蛋白含量上:農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)顯著高于半農(nóng)田半自然生態(tài)系統(tǒng)，半農(nóng)田半自然生態(tài)系統(tǒng)顯著高于自然生態(tài)系統(tǒng)，但隨著生育時(shí)期的推進(jìn)，Bt蛋白含量并沒有統(tǒng)一上升或是下降趨勢。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中蛋白表達(dá)水平隨著Bt基因的轉(zhuǎn)錄水平下降而下降，而半農(nóng)田半自然生態(tài)系統(tǒng)以及自然生態(tài)系統(tǒng)Bt基因轉(zhuǎn)錄水平雖然也