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摘要:转Bt基因水稻的非靶标效应一直以来都是人们关注的重点,为了解转Bt基因水稻对稻田浮游动物群落的安全性,本文以转cry1C基因水稻(T1C-19)、转cry2A基因水稻(T2A-1)及其非转基因亲本水稻明恢63(MH63)为材料,以浮游动物的种类和群落多样性为指标,研究并分析了转Bt基因水稻对稻田浮游动物群落物种多样性的影响.结果显示,水稻不同生长时期里稻田中浮游动物种类变化不明显,数量变化明显,Shannon-Wiener物种多样性指数和均匀性指数在拔节期达到最大值.另外由于孕穗期不得不施用农药防治蝗虫,导致孕穗期浮游动物的数量及物种多样性显著降低,并且在使用农药后,多样性指数和均匀性指数随着水稻的生长逐渐下降.但转Bt基因水稻对浮游动物种类和数量及群落物种多样性与对照非转基因水稻相比均无显著性差异.与施用农药对水体带来的负面影响相比,转Bt基因水稻对水体环境无负面影响.
[博士论文] 杨艳
转基因生物安全学 中国农业科学院 2018(学位年度)
摘要:任何转基因作物在进入商业化应用之前都必须经过严格的环境风险评价。评价转基因作物特别是抗虫作物对农田重要非靶标节肢动物的生态影响是其中一项重要内容。非靶标安全评价需要以农田中栖居的节肢动物群落知识等作为依据。此外,田间节肢动物种类繁多,不可能对所有节肢动物进行评价。因此,需要遴选合适的节肢动物代表种。基于系统的文献检索和Microsoft Access2010(结构化查询语言SQL)软件,构建了我国主要作物田节肢动物数据库。该数据库可用于转基因作物环境风险评价的四个方面1)非靶标物种的识别,2)辅助实验量物种的确定;3)辅助高级Tier试验物种的选择,4)为商业化后的环境监测确定合适的物种。
  该数据库收集了来自中国34个省级行政区域超过900篇的文献,包括2520种节肢动物18375条物种丰富度的记录。数据库提供了我国主要作物水稻、玉米、大豆、棉花和小麦五种作物田节肢动物的详细生物学信息及地理分布信息,主要包括节肢动物物种的拉丁名、异名、分类、地理分布、丰富度、生态功能、栖息习性及取食习性等,还包括了不同研究中采集物种的经纬度信息、节肢动物的调查取样方法和时间等信息。
  数据库收集的节肢动物种类涵盖了25个目、255个科。其中,蜘蛛目(458种)、半翅目(436种)和鞘翅目(417种)是记录物种最多的三个目。来自蜘蛛目、膜翅目、半翅目、鞘翅目、鳞翅目和双翅目六个目的节肢动物数量占总物种数的93%。所记录的节肢动物中,植食性节肢动物1091种,捕食性节肢动物938种;寄生性节肢动物502种。有关传粉类节肢动物的研究记录很少,本数据库仅收录28种传粉类节肢动物。分解类节肢动物(土壤昆虫)的研究记录极少,该数据库仅收录9种分解类节肢动物。
  结合我国各省五种作物的种植分布情况,绘制了我国节肢动物分布图。每种作物在每个省因种植情况的不同,其田间节肢动物物种的研究情况也不相同。其中,水稻田节肢动物物种数量最多的省份是湖南省(1198种)、其次是福建省(993种)、广东省(785种)、贵州省(602种)及湖北省(478种),棉花田节肢动物记录最多的省份是湖北省(553种)、其次是新疆维吾尔自治区(401种)、河南省(293种)、山东省(256种)和安徽省(236种),大豆田节肢动物记录最多的省份是吉林省(363种)、其次是安徽省(349种)、黑龙江省(158种)、福建省(144种)和江苏省(124种),玉米田节肢动物记录最多的省份是山东省(175种),其次是吉林省(146种)、湖北省(110种)、河南省(101种)和黑龙江省(84种),小麦田节肢动物记录最多的省份是河南省(132种)、其次是新疆维吾尔自治区(108种)、河北省(103种)、陕西省(49种)、宁夏回族自治区(45种)及黑龙江省(45种)。不同省份不同作物上的节肢动物被研究和记录频次与该作物在本地区的种植面积和重要性相关。
  为了阐明该数据库的功能和作用,通过5个假设案例和2个实际案例演示了如何利用该数据库科学遴选节肢动物指示种以支持转基因作物的生态风险评价工作。基于数据库中数据的分析,初步提出了在转基因作物非靶标效应评价中应该重点关注的物种名单,为精准评价转基因作物的生态风险奠定了基础。同时,分析了该数据库在查询田间濒危物种及田间节肢动物种群动态监测方面可发挥的作用。最后,分析了数据库的不足之处及需要进一步完善的地方和方法。
摘要:研究转基因抗虫作物对白符跳的生态安全性,目前主要通过室内生物测定比较白符跳取食转基因作物组织与取食非转基因作物组织或白符跳取食纯蛋白混入酵母的饲料与取食酵母饲料的白符跳其生命参数的差异。结果表明,白符跳取食纯蛋白对其生长发育无显著影响,这些研究结果说明白符跳对Cryl,Cry2及Cry3类及混合Bt蛋白不敏感,且田间调查表明,大田实际情况下Cry蛋白的表达量是有限的,显著低于试验中的剂量。因此,种植当前培育的转基因抗虫作物不会对白符跳造成负面影响。
摘要:枝角类节肢动物广泛的存在于水稻田水生生态系统中,Bt水稻的种植会使Bt蛋白残留于水体中,从而使枝角类节肢动物暴露于这些Bt杀虫蛋白。为了评价转Cry1C水稻(T1C-19)对枝角类节肢动物的影响,该试验选用大型蚤(Daphnia magna)作为枝角类节肢动物的代表进行21天的繁殖试验。分为以下两个试验:①纯蛋白试验:大型蚤分别暴露在含重铬酸钾,Cry1C纯蛋白的培养液中,以纯培养液作为空白对照;②水稻稻谷粉试验:大型蚤分别暴露于含Cry1 C水稻稻谷粉或其亲本对照(MH63)水稻稻谷粉的培养液中,以纯培养液作为空白对照。通过测量和分析比较大型蚤的存活率、体重、体长、产首胎时间、产蚤数目以及三种保护酶(超氧化物歧化酶SOD、过氧化物酶POD、过氧化氢酶CAT)的活性等参数。结果表明,①Cry1C纯蛋白组和空白对照组的大型蚤在生长发育及酶活性参数之间无显著性差异,而重铬酸钾阳性对照组显著的抑制了大型蚤的生长发育且大型蚤体内的保护酶活性显著升高;②T1C-19水稻稻谷粉组和MH63水稻稻谷粉组的大型蚤的生长和生殖参数均显著小于空白对照组,但两组间无显著性差异。综合以上两个试验,我们得出结论:转Cry1C水稻不会对大型蚤的生长发育产生影响。
摘要:我国是世界丝绸生产的中心,家蚕是我国重要的经济文化昆虫。我国南方广大养蚕地区的传统作物种植模式是稻桑间种。因此,一旦Bt水稻在中国商业化种植,Bt水稻花粉可能飘落到桑叶上,如果家蚕幼虫取食了这些桑叶,那么家蚕幼虫就会接触到Cry蛋白。因为家蚕与靶标害虫同属鳞翅目,它可能对目前研制的Bt水稻品系中针对鳞翅目害虫的Cry蛋白敏感。因此,在Bt水稻获得商业化应用之前,其对家蚕的潜在影响应该被评估。本研究以近年来培育的转基因抗虫水稻品系(表达Cry2A蛋白的T2A-1、表达Cry1C蛋白的T1C-19及其亲本明恢63)水稻花粉为材料,通过让家蚕幼虫取食附有转cry1C(T1C-19)和cry2A(T2A-1)基因水稻花粉的桑叶来研究其对家蚕生长发育的潜在影响。在短期试验中,家蚕初孵幼虫取食附有转Bt水稻或非转基因水稻不同浓度花粉的桑叶3天后转食无花粉桑叶,即使叶片花粉密度为1 800粒/cm2时,该密度远高于稻田附近自然飘落到桑叶上的平均水稻花粉密度,取食Bt水稻花粉对家蚕各项生命参数也无显著影响。在长期的试验中,家蚕整个幼虫期取食附有Bt水稻花粉或非Bt水稻花粉的桑叶。当取食桑叶上Bt水稻花粉密度≥150粒/cm2时,幼虫14天体重显著减少,且幼虫发育历期延缓,成虫的羽化率降低。试验结果表明,家蚕幼虫对Cry1C和Cry2A蛋白敏感,但是,考虑到家蚕幼虫在自然条件下实际暴露于Bt水稻花粉的水平极低,我们得出结论Bt水稻的种植不会对家蚕造成显著的风险。
摘要:利用转Bt基因水稻防治害虫具有高效和减少化学农药施用量的优点。然而,转基因作物的商业化种植也可能带来潜在的安全问题。因此,在任何转基因作物商业化应用前对其进行严格的安全性评价是至关重要的。在转基因抗虫作物环境安全评价中,评价其对非靶标节肢动物的潜在影响是一个重要内容。白符跳(Folsomia candida),属于弹尾纲等节跳科,是土壤生态系统中最丰富、多样性最高的土壤节肢动物之一。转Bt基因水稻种植后,白符跳可通过取食水稻植株残体或根际分泌物等途径取食到Bt杀虫蛋白。
[期刊论文] 杨艳 潘宝海
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北大核心 CSTPCD CA
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摘要:随着科技的发展,人们对消化道内微生物的来源和分布、影响微生物组成结构的因素、微生物对宿主的益生作用及对消化道上皮结构的作用等有了更加明晰的了解.研究表明,经过漫长的生物进化,消化道的菌群与宿主形成相互依赖的共生关系;微生物与宿主间的自然选择过程是构建消化道微生物区系的决定因素;微生物与宿主间的黏膜免疫应答反应是菌群和机体发生各种信号传递并产生免疫调节作用的关键步骤.
[期刊论文] 杨艳 潘宝海
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CSTPCD 北大核心
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摘要:饲用抗生素的规范使用促进粪肠球菌等微生物饲料添加剂的开发与利用.粪肠球菌的益生作用已被研究证实,但是其生物功效受到很多因素的制约,粪肠球菌在畜牧生产中应用效果的报道不一.对粪肠球菌生物功效、其畜禽生产性能、生理生化的影响及应用过程存在的问题进行综述.
[期刊论文] 杨艳 潘宝海 孙笑非
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北大核心 CSTPCD CA
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摘要:动物微生态制剂随着畜牧业的进步及动物营养研究的深入,已经从最初作为抗生素替代品发展成为有效调节动物肠道菌群平衡的饲料微生物添加剂.目前动物饲料生产过程中选用的微生物饲料添加剂主要有芽孢杆菌、酵母菌和乳酸菌,其作用目的是使有益微生物在肠道中繁殖成为优势菌,抑制肠道中的有害菌,维持肠道健康状态,促进营养物质的利用率.我国农业部在2008年《饲料添加剂品种目录》中规定枯草芽孢杆菌、粪肠球菌、屎肠球菌、乳酸肠球菌、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、植物乳杆菌、乳酸片球菌、产朊假丝酵母、酿酒酵母和沼泽红假单胞菌可以在动物日粮中直接添加,而不必对其安全性和稳定性进行技术评审.文章主要对植物乳杆菌的功能及在动物营养领域的研究进展进行综述.
摘要:群落分布格局与环境(环境因素、空间因素、生物因素)之间的关系一直以来便是生态学研究的热点.为了探讨环境对内蒙古短花针茅群落结构格局的影响,运用双向指示种分析法(two-way indicator species analysis,TWINSPAN)对内蒙古自治区202个短花针茅群落进行数量分类,并结合环境因子、空间因子(各3个)运用除趋势典范对应分析排序方法(detrended canonical correspondence analysis,DCCA)分析了环境因子、空间因子、环境因子与空间因子交互作用及其他因素对内蒙古短花针茅群落结构格局的影响.结果表明,1)TWINSPAN将内蒙古202个短花针茅群落在第4级水平上分为16个群丛;2)DCCA前2排序轴集中了大部分信息(75.3%),第1,2排序轴分别突出反映了群落结构格局在热量、水分梯度上的变化,结合TWINSPAN划分的群丛类型构建了内蒙古短花针茅草原生态系列图式;3)因子分离分析表明,环境因子对群落结构格局的解释能力为70.7%,其中26.5%为单纯环境因子引起,空间因子解释能力为55.6%,其中11.4%是独立于环境因子的,44.2%是环境因子和空间因子交互作用导致的,未能解释的部分达17.9%,结合其他研究有力地证明了“环境因素对植被的可解释程度是植被本身的复杂性决定的,植被越复杂,环境的可解释程度则越低”.
摘要:任何转基因作物在进入商业化应用之前都必须经过严格的环境风险评价.评价转基因作物特别是抗虫作物对农田重要非靶标节肢动物的生态影响是其中一项重要内容.当前,全球种植的转基因抗虫作物大多表达对鳞翅目害虫具有活性的Cry1或Cry2类杀虫蛋白.由于非靶标鳞翅目昆虫如斑蝶、家蚕等与靶标害虫具有较近的亲缘关系,其幼虫可能同样对这类杀虫蛋白敏感.因此,这类转基因抗虫作物对非靶标鳞翅目害虫的潜在影响引起了研究者的广泛关注.在总结国内外相关研究数据的基础上,系统分析了转基因抗虫作物对非靶标蝶类和蚕类昆虫的潜在影响,获得以下结论:虽然蚕类和蝶类昆虫对Cry1或Cry2类杀虫蛋白敏感,但在自然条件下这类非靶标昆虫暴露于Cry杀虫蛋白的水平很低,抗鳞翅目害虫转基因作物的种植不可能显著影响田间蝶类昆虫的种群密度,也不会给我国的蚕丝产业带来负面影响.
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