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转Bt基因玉米对根际土壤细菌遗传多样性的影响

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玉米科学 2013年第6期21卷 10-16页

作者：孙红炜李凡杨淑珂王敏路兴波山东省农业科学院植物保护研究所/山东省植物病毒学重点实验室济南250100

连续两年在田间自然状态下,采用PCR-DGGE方法研究6个不同生育期种植转Bt基因玉米MON810对根际土壤细菌群落遗传多样性的影响。结果表明,2008年,同一生育期内转Bt基因玉米与非bt基因玉米根际土壤细菌16S rDNA DGGE指纹图谱相似,细菌群落... 详细信息

连续两年在田间自然状态下,采用PCR-DGGE方法研究6个不同生育期种植转Bt基因玉米MON810对根际土壤细菌群落遗传多样性的影响。结果表明,2008年,同一生育期内转Bt基因玉米与非bt基因玉米根际土壤细菌16S rDNA DGGE指纹图谱相似,细菌群落的遗传物质组成差异不显著,仅在抽丝期和乳熟期bt玉米出现两条差异条带。2009年,苗期、拔节期、喇叭口期、抽雄期4个生育期两种玉米出现差异条带,抽丝期和乳熟期无差异条带。对DGGE图谱条带进行克隆测序,部分图谱中的条带所代表的DNA序列相同,最终得到51条DNA序列,共涉及主要细菌门类8个,典型差异条带分别属于芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)。总体来看,与不同品种相比,不同生育期、不同年份间细菌群落差异更为显著,bt蛋白的积累对根际细菌群落变化有一定影响。

关键词：转Bt基因玉米根际土壤细菌 PCR—DGGE 遗传多样性

转Bt基因玉米秸秆发酵对微生物菌系SFC-2的影响

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中国农业科技导报 2014年第4期16卷 87-94页

作者：孟瑶顾万荣李晶魏湜杨德光黑龙江省农垦科学院哈尔滨150038 东北农业大学农学院农业部东北地区作物栽培科学观测试验站哈尔滨150030

当前,利用生物基因工程技术将外源抗虫基因导入玉米,使玉米自身产生抗虫蛋白而达到抗虫目的成为可能。为了明确转基因玉米携带bt蛋白参与微生物发酵的安全性与效应,利用乳酸菌复合系SFC-2对转bt基因及非转基因玉米秸秆进行接种,通过对... 详细信息

当前,利用生物基因工程技术将外源抗虫基因导入玉米,使玉米自身产生抗虫蛋白而达到抗虫目的成为可能。为了明确转基因玉米携带bt蛋白参与微生物发酵的安全性与效应,利用乳酸菌复合系SFC-2对转bt基因及非转基因玉米秸秆进行接种,通过对发酵过程的pH变化、纤维素降解率、分解产物定性定量分析、bt毒蛋白含量进行全程检测,并采用DGGE(变性梯度凝胶电泳)方法在分子水平上对发酵过程中的微生物遗传物质进行监测。结果表明,乳酸菌复合系SFC-2对转基因与非转基因玉米进行接种并发酵后,4种玉米秸秆的气味具有甜酸香味、色泽好、质地松散,且pH符合发酵饲料的要求;发酵体系中pH变化情况没有显著差异;可溶性糖含量变化无显著差异;气质联机分析表明,转bt基因和非转基因玉米秸秆发酵过程中发酵产物种类无差异,乙醇、乙酸、乳酸及甘油产生量无显著差异;转Bt基因玉米在发酵过程中秸秆的毒蛋白含量呈现不断下降的趋势。本研究结果为转Bt基因玉米的合理利用和安全性评价提供了初步依据。

关键词：转Bt基因玉米微生物菌系秸秆发酵

转cry1Ac基因玉米对地表节肢动物群落的影响

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四川农业大学学报 2022年第1期40卷 125-129页

作者：陈红星王仁杰邵春瑞旷忠芬顾俊杰四川农业大学农学院成都611130

【目的】明确转cry1Ac基因玉米对大田节肢动物群落多样性的影响,为转基因作物的生物安全性评价提供一定的理论依据。【方法】以转cry1Ac基因玉米bt799、非转基因亲本玉米Z58和当地常规品种ZD958为试验材料,采用陷阱法定期调查玉米田间... 详细信息

【目的】明确转cry1Ac基因玉米对大田节肢动物群落多样性的影响,为转基因作物的生物安全性评价提供一定的理论依据。【方法】以转cry1Ac基因玉米bt799、非转基因亲本玉米Z58和当地常规品种ZD958为试验材料,采用陷阱法定期调查玉米田间主要节肢动物的种类和发生数量,通过分析比较3个玉米品种田间节肢动物群落、多样性指数、均匀性指数以及优势集中性指数,连续两年调查转基因玉米对田间节肢动物群落多样性的影响。【结果】田间调查发现,玉米地表节肢动物群落整体结构参数变化趋势基本一致且无显著性差异。对比其结构参数动态发现,转cry1Ac玉米物种丰富度、均匀度、优势集中度和多样性指数动态变化较常规对照玉米平缓。【结论】转基因玉米田地表节肢动物群落的稳定性高于非转基因常规玉米,转cry1Ac基因玉米对玉米田地表节肢动物群落无明显影响。

关键词：转Bt基因玉米节肢动物群落群落特征参数

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转Bt基因玉米的生殖毒性评价

玉米科学 2010年第2期18卷 27-29,36页

作者：张琳晗李赞许超郭洁车会莲中国农业大学食品营养与工程学院北京100083

将昆明种小鼠按照体重随机分为5组(分别为高、中、低剂量组、阳性对照组和正常对照组),进行显性致死试验和精子畸形试验,评价转Bt基因玉米的生殖毒性。结果显示,饲喂转基因玉米的3组小鼠各项指标间的差异不显著(P>0.05),与正常对照组相... 详细信息

将昆明种小鼠按照体重随机分为5组(分别为高、中、低剂量组、阳性对照组和正常对照组),进行显性致死试验和精子畸形试验,评价转Bt基因玉米的生殖毒性。结果显示,饲喂转基因玉米的3组小鼠各项指标间的差异不显著(P>0.05),与正常对照组相比亦无显著差别(P>0.05),与阳性对照组差别显著(P转Bt基因玉米的饲料饲喂小鼠不会造成对雄性小鼠的生殖毒性。

关键词：转Bt基因玉米毒性实验显性致死

转bt基因水稻和玉米对草地贪夜蛾的抗性研究

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转Bt基因水稻和玉米对草地贪夜蛾的抗性研究

作者：贾文珍四川农业大学

学位级别：硕士

草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda(J.E.Smith)来源于美洲热带和亚热带地区,是全球迁飞型农业有害生物。2019年1月,草地贪夜蛾经缅甸入侵至我国境内,目前正处于持续爆发阶段,使得玉米、水稻等粮食和经济作物产量遭受严重危害。然而,利用... 详细信息

草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda(J.E.Smith)来源于美洲热带和亚热带地区,是全球迁飞型农业有害生物。2019年1月,草地贪夜蛾经缅甸入侵至我国境内,目前正处于持续爆发阶段,使得玉米、水稻等粮食和经济作物产量遭受严重危害。然而,利用化学方法进行害虫治理的弊端日益明显,会引发环境污染、人类安全等方面的问题。苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,bt)能够产生特异性的杀虫蛋白晶体,可杀死靶标害虫,具有高效的杀虫活性。利用基因工程技术将bt基因导入农作物品种中,培育出具有抗虫作用的转基因作物能够有效的防治虫害。因此,以转bt抗虫基因为主的生物防治可作为作物抵御草地贪夜蛾危害的有效途径。本研究以Cry53A、Cry56Aa1以及Vip3Aa29抗虫基因为研究对象,对其密码子优化后,将Cry53A+Vip3Aa29、Cry56Aa1+Vip3Aa29转入蜀恢818(R818)中得到转基因水稻,将Cry53A转入KN5585中得到转基因玉米。对所得到的全部转基因株系进行一系列分子水平检测,并对其抗虫能力进行了鉴定和筛选,主要研究结果如下:1.利用COI和Tpi基因,初步鉴定四川省收集到的草地贪夜蛾为“玉米型”。这些玉米型草贪连续在水稻上饲养三代以后,每代幼虫样品均检测出少量“水稻型”。2.利用Southern blot等方法,对转基因水稻和玉米进行目的基因拷贝数检测,其中转Cry53A+Vip3Aa29基因水稻有16个株系为单拷贝,5个双拷贝株系;转Cry56Aa1+Vip3Aa29基因水稻有16个株系为单拷贝,4个株系为双拷贝。转Cry53A基因玉米有49个株系为单拷贝,7个株系为双拷贝,4个株系为三拷贝。3.对转基因水稻和玉米进行目的基因m RNA转录水平检测,q RT-PCR分析结果显示,Cry53A、Cry56Aa1以及Vip3Aa29可在单拷贝转基因水稻和玉米的不同时期不同组织中正常转录,但其相对表达量有所差异。在双拷贝水稻和玉米株系中转录水平出现异常,表现为相对表达量降低。4.对转基因水稻和玉米进行目的基因蛋白水平检测,Elisa检测结果显示,转基因水稻中,抽穗期叶片的蛋白含量较高,Cry53A蛋白在1.861-11.990μg/g(鲜重)之间,Cry56Aa1蛋白趋于2.060-13.316μg/g(鲜重)之间,且显著高于幼穗中的蛋白含量。转基因玉米中,灌浆期叶片和茎杆中Cry53A蛋白的含量均较高,在7.665-10.500μg/g(鲜重)之间,籽粒中的蛋白含量最低。单拷贝转基因水稻和玉米在不同时期的各个组织中bt蛋白含量均显著高于双拷贝植株。5.对转基因水稻和玉米进行抗虫性检测,生物活性检测结果显示,转Cry53A+Vip3Aa29和Cry56Aa1+Vip3Aa29基因水稻对草地贪夜蛾均有明显的杀虫活性,但在单株之间的效果存在差异。转Cry53A基因玉米对草地贪夜蛾有明显的毒杀和生长抑制作用。双拷贝株系对草地贪夜蛾的生长抑制作用较低。

关键词：转Bt基因玉米转bt基因水稻草地贪夜蛾害虫防治

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转Bt基因玉米叶面微生物多样性变化

转Bt基因玉米叶面微生物多样性变化

作者：赵辉山东师范大学

学位级别：硕士

近年来,随着转bt基因植物的大量环境释放,转基因作物的生态安全问题越来越受人们的关注与重视。尤其是外源性基因（包括目的基因,标记基因和启动子等）的插入打乱了原有的基因网络,可能对转基因作物的生理生化过程或物理化学结构产生影... 详细信息

近年来,随着转bt基因植物的大量环境释放,转基因作物的生态安全问题越来越受人们的关注与重视。尤其是外源性基因（包括目的基因,标记基因和启动子等）的插入打乱了原有的基因网络,可能对转基因作物的生理生化过程或物理化学结构产生影响。本研究针对当前转bt基因植物农田生态安全风险评价中关注的主要问题,在2年大田栽培条件下以转Bt基因玉米MON810和亲本玉米DK647为试材,利用玉米苗期、拔节期、喇叭口期、抽雄期、抽丝期、乳熟期和完熟期的叶面样品分析大田自然状态下叶面微生物群落变化。研究方法为磷脂脂肪酸标记法和变性梯度凝胶电泳技术,具体结果如下： 1、利用磷脂脂肪酸图谱技术对2011年样品叶面微生物群落结构多样性进行分析,共检测到23种PLFAs,以直链饱和脂肪酸和支链脂肪酸为主,不饱和脂肪酸和环丙烷脂肪酸种类含量较少;叶面细菌PLFA含量大于真菌和放线菌占总PLFA含量的70%。不同时期间PLFA的种类差别不大,bt玉米叶面微生物总PLFA、细菌PLFA、真菌PLFA的含量均小于非bt玉米,玉米叶面环境中革兰氏阴性菌的含量小于革兰氏阴性菌。主成分分析结果表明苗期、乳熟期、完熟期在非bt玉米和bt玉米之间存在显著差异（P＞0.05）,其它时期bt玉米和非bt玉米间相似性较高,没有显著性差异。因此,转bt基因对玉米叶面微生物群落结构多样性的影响除个别时期,大部分时期都没有表现出显著性差异。 2、从目前已报道的文献中选取4种不同的环境微生物DNA提取方法和不同细菌、真菌保守区序列扩增引物进行研究,得出能够获得高质量、大片段DNA的土壤试剂盒提取方法以及细菌16SrRNAV3区扩增引物F357／R518,真菌ITS序列扩增引物ITS1-F/ITS4、 ITS1-F/ITS2。这为后续DGGE的顺利进行提供了保障。 3、利用变性梯度凝胶电泳技术分析了bt玉米和非bt玉米的叶面微生物群落遗传多样性是否有差别,随后的克隆和测序进一步确定了叶面微生物群落中主要微生物种类及特异性微生物种类。DGGE图谱条带测序结果显示叶面环境中不可培养的微生物占很大部分;2010年和2011年叶面细菌主要为4个菌门,其中变形杆菌门（Proteobacteria）所占比例最大,然后是拟杆菌门（Bacteroidetes）、厚壁菌门（Firmicutes）和放线菌门（Actinobacteria）;真菌主要为2大菌门子囊菌门（Ascomycota）和担子菌门（Basidiomycota）。玉米叶面微生物在2010年和2011年中的变化趋势相似,2010年样品中玉米叶面细菌的丰富度大于真菌,且差异明显,可能与该年降水频繁致使真菌无法长期定殖玉米叶面而生长有关。连续2年样品显示,不同时期两种基因型玉米DGGE图谱中都会有或多或少的特异性条带出现,但特异性条带代表的微生物种类在不同时期及同一时期不同年份都不一样,未发现明显规律。总结看来,叶面微生物受不同生育期及当时的环境条件影响较大,bt玉米和非bt玉米叶面微生物生育期内的群落遗传多样性相似度较高,转bt基因对其没有产生显著性影响。

关键词：转Bt基因玉米叶面微生物多样性磷脂脂肪酸变性梯度凝胶电泳

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转Bt基因玉米对土壤微生物多样性的影响

转Bt基因玉米对土壤微生物多样性的影响

作者：刘玲甘肃农业大学

学位级别：硕士

转Bt基因玉米是全球商品化最快的抗虫转基因作物之一,它通过转入苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis, bt）的晶体蛋白基因使玉米自身产生抗虫蛋白,对靶标害虫玉米螟有很好的控制作用。随着越来越多的转bt基因作物在全球大规模商业... 详细信息

转Bt基因玉米是全球商品化最快的抗虫转基因作物之一,它通过转入苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis, bt）的晶体蛋白基因使玉米自身产生抗虫蛋白,对靶标害虫玉米螟有很好的控制作用。随着越来越多的转bt基因作物在全球大规模商业化种植,其对环境及土壤生态系统的风险评价受到了广泛的关注。本研究应用传统微生物学和分子生物学相结合的方法,以转基因玉米bt11和其非转基因亲本玉米为研究对象将根系周围土壤分成3个不同区域（S1、S2和S3根区）,明确界定根系土壤范围,探讨了不同生长时期（播种后40 d、50 d和60 d）转Bt基因玉米和亲本玉米不同根区土壤中细菌数量、放线菌数量、真菌数量和细菌多样性的变化以及转Bt基因玉米种植对土壤速效养分、土壤酶活性和土壤微生物量碳氮的影响,取得以下结果: 1.转Bt基因玉米种植对土壤微生物数量的影响传统平板培养计数结果表明,转Bt基因玉米播种后50 d、60 d S1根区可培养土壤细菌、放线菌和播种后40 d、60 d可培养真菌数量显著低于亲本玉米;S2根区细菌、S3根区放线菌数量在播种后40 d、50 d较亲本玉米显著增加,其余生长时期和根区转Bt基因玉米与亲本玉米土壤微生物数量均无显著差异。 2.转Bt基因玉米种植对土壤细菌多样性的影响利用PCR-DGGE方法对土壤细菌多样性的研究结果表明,各时期转Bt基因玉米和亲本玉米根区土壤细菌多样性比较丰富。3个采样时期各根区DGGE图谱条带数、土壤细菌多样性指数和均匀度指数均无显著差异（p＜0.05）,转Bt基因玉米种植对土壤细菌遗传多样性无显著影响。 3.转Bt基因玉米种植对土壤速效养分及酶活性的影响种植转Bt基因玉米土壤速效养分测定结果显示,土壤硝态氮含量较之亲本玉米无显著变化,土壤铵态氮和速效磷含量不同种植天数各根区表现不同,无明显变化规律。土壤酶活性变化结果表明,与对照亲本玉米相比,种植bt基因玉米对土壤过氧化氢酶活性无显著影响,土壤脲酶活性在播种后50 d时S1根区显著增高6.91 %,碱性磷酸酶活性在60 d时S1根区显著降低8.12 %。主成分分析结果表明转Bt基因玉米与亲本玉米总体上土壤速效养分含量和酶活性相似性高,但是3个采样时期之间存在微小差异,说明转Bt基因玉米种植对土壤速效养分及酶活性影响较小。 4.转Bt基因玉米种植对土壤微生物量碳氮的影响土壤微生物量碳、氮的变化结果表明,转Bt基因玉米播种后40 d各根区土壤微生物量碳与亲本玉米相比无显著差异,土壤微生物量氮显著升高;播种后50 d土壤微生物量碳、氮均显著高于亲本;播种后60 d土壤微生物量碳氮随玉米根区分布和生长时期的不同而与亲本表现出不同的差异,无明显变化规律。转Bt基因玉米土壤微生物量碳氮比在各采样时期均与亲本存在差异,依玉米生长时期和根区的变化而不同。

关键词：转Bt基因玉米土壤微生物多样性 PCR-DGGE 根箱

转Bt基因玉米对土壤微生物活性和肥力的影响

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转Bt基因玉米对土壤微生物活性和肥力的影响

作者：颜世磊山东师范大学

学位级别：硕士

转基因作物具有高产优质、抗逆性强的特点,其育成和应用成为提高农作物产量和品质的重要途径。自1989年首次获得转基因玉米以来,其商业化生产蓄势待发。转Bt基因玉米在大田种植及秸秆还田后,其食品安全性和生态安全性也成为人们关注的焦... 详细信息

转基因作物具有高产优质、抗逆性强的特点,其育成和应用成为提高农作物产量和品质的重要途径。自1989年首次获得转基因玉米以来,其商业化生产蓄势待发。转Bt基因玉米在大田种植及秸秆还田后,其食品安全性和生态安全性也成为人们关注的焦点,随bt玉米根系分泌、花粉飘落、植株残体和秸秆降解等途径进入土壤的bt蛋白,以及外源基因引起的玉米农艺性状和化学成分的差异,都可能对土壤中的酶活性及肥力因子产生影响,从而导致土壤肥力质量的变化。目前,国内外关于转Bt基因玉米对土壤肥力质量影响的研究报道相对较少,为探讨转Bt基因玉米商业化生产对生态安全尤其是土壤生态系统的影响,本试验于2008年和2009年在大田环境下种植转bt玉米和非转bt亲本玉米,采集玉米苗期、拔节期、喇叭口期、抽雄期、抽丝期、乳熟期及秸秆还田后不同时期的土壤样品,来分析大田自然条件下土壤蔗糖酶、脲酶、蛋白酶、酸性磷酸酶活性和土壤化学肥力指标的变化,并对土壤酶和土壤肥力的相关性进行分析,探讨转Bt基因玉米对土壤肥力质量的影响,以期为转基因玉米的生态风险评价提供依据。本试验主要研究结果如下: 1.对土壤酶活性的测定结果表明,在生育期的部分取样时间里,转bt玉米的土壤蔗糖酶活性显著高于非转基因亲本玉米,但在整个生育期内酶活性的变化趋势不一致;土壤蛋白酶活性没有显著差异,且影响规律基本相同;土壤脲酶和酸性磷酸酶活性则时高时低,影响规律不明显;bt玉米生育期对土壤酶活性没有产生不利影响。在秸秆还田后,bt玉米土壤中蔗糖酶活性和脲酶活性显著高于亲本玉米,而对土壤蛋白酶和酸性磷酸酶活性的影响不明显。 2.对选取的土壤化学肥力指标的测定结果表明,bt玉米在生育期及秸秆还田后对土壤有机质含量有显著影响,两年观测期内影响趋势不同;对土壤全氮含量没有影响,碱解氮含量在个别生育期内存在差异,但没有发现bt玉米对碱解氮的明显抑制或促进作用;两种玉米处理的土壤全磷含量在喇叭口期有显著差异,在其余观测期没有差异,土壤速效磷的含量存在显著差异;土壤缓效钾含量稳定,维持在1100300mg·kg左右,速效钾含量在两年期两处理中均有提高,但非转基因亲本玉米的提高幅度要大于转bt玉米。 3.在测定土壤酶活性的基础上,对土壤酶活性的相关性进行分析,结果表明,各种酶之间在2008年和2009年的两种玉米中均有不同程度的相关性。其中,蔗糖酶活性和酸性磷酸酶活性之间在两种处理中均呈明显的正相关(最高为2008年非转基因玉米r=0.9763,最低为2009年转基因玉米r=0.6139),非转基因玉米土壤脲酶和磷酸酶活性之间有极强的相关关系(2008年r=0.6507,2009年r=0.6948)。在其余各种酶之间未发现显著的相关关系。 4.在本试验中,从2008年和2009年两种玉米土壤肥力相关分析的结果可以看出,土壤肥力因子之间有不同程度的相关性:非转基因玉米土壤中有机质和全氮、碱解氮、全磷、速效钾均呈负相关,土壤全氮和全磷、速效钾,全磷和速效钾之间均呈正相关;bt玉米土壤中速效钾和全氮、全磷,全氮和全磷呈正相关,缓效钾和碱解氮、速效磷呈负相关。另外,在两年观测期内,发现转Bt基因玉米在一定程度上降低了各种肥力因子之间的相关性,达到显著性相关水平的肥力因子较少。 5.对非转基因玉米和转Bt基因玉米土壤酶和土壤肥力之间进行相关分析,结果表明,酶与肥力因子之间的相关性要比单纯的酶与酶、肥力与肥力因子之间的相关性弱,随种植年限的不同其趋势也有变化。bt玉米对土壤酶和土壤肥力之间的相关性影响明显,在个别指标之间甚至呈截然相反的影响结果。

关键词：转Bt基因玉米土壤酶活性土壤肥力相关分析

转Bt基因玉米幼苗残体中Cry1Ab杀虫蛋白田间降解动态

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中国农业科学 2008年第2期41卷 412-416页

作者：邢珍娟王振营何康来白树雄中国农业科学院植物保护研究所/植物病虫害生物学国家重点实验室中国农业科学院植物保护研究所/植物病虫害生物学国家重点实验室北京100094

【目的】研究间苗后留在田间地表的转Bt基因玉米幼苗残体中Cry1Ab杀虫蛋白的降解规律,比较两种bt玉米幼苗残体中Cry1Ab杀虫蛋白的降解速度。【方法】以两种表达Cry1Ab杀虫蛋白的转bt基因抗虫玉米MON810和bt11为材料,采用ELISA方法测定... 详细信息

【目的】研究间苗后留在田间地表的转Bt基因玉米幼苗残体中Cry1Ab杀虫蛋白的降解规律,比较两种bt玉米幼苗残体中Cry1Ab杀虫蛋白的降解速度。【方法】以两种表达Cry1Ab杀虫蛋白的转bt基因抗虫玉米MON810和bt11为材料,采用ELISA方法测定各取样时期中幼苗残体中Cry1Ab杀虫蛋白残留量。【结果】转Bt基因玉米幼苗残体中杀虫蛋白降解是逐渐的,且降解速度较快,到50d时幼苗残体已经完全腐烂,bt11幼苗残体中的杀虫蛋白已经完全降解,在MON810中还能检测到微量的杀虫蛋白。两种转基因玉米幼苗残体中的bt杀虫蛋白的初始含量差异不显著,但在同一时间段的bt杀虫蛋白降解速度存在差异均显著,在30d前MON810幼苗残体中bt杀虫蛋白降解速度比bt11降解的快,30d后,则降解趋势相反,到50d取样结束时MON810和bt11分别降解了初始含量的99.81%和100%。【结论】两种转Bt基因玉米间苗后留在田间的幼苗残体中的Cry1Ab杀虫蛋白降解速度不同,在50d完全腐烂时,其中的杀虫蛋白完全降解或仅有微量残留。

关键词：转Bt基因玉米幼苗残体 Cry1Ab杀虫蛋白降解