[01190585]转基因玉米种植区土壤指示生物生态学研究及其风险评估体系建立

1、课题来源与背景： 该课题来源于吉林省农业科技创新工程自由创新研究项目,转Bt基因抗虫玉米是继棉花之后,在我国具推广应用前景的转基因品种。吉林省是我国重要的玉米产区,亦是发展转基因玉米产业的潜力区,具有典型的黑土环境,地下动物资源丰富,对维持土壤生态系统的正常功能发挥着巨大的作用。转基因玉米表达的Bt蛋白进入土壤中,可能影响敏感地下动物类群的生态功能,进而影响黑土生态系统的正常功能,存在潜在的环境风险。开展转Bt基因抗虫玉米在黑土区种植对土壤动物类群影响的环境安全评价研究有助于丰富土壤环境风险评价的理论和技术基础。然而,迄今转基因玉米种植区土壤指示生物生态学研究较少,并且缺乏评价转基因玉米土壤部风险的评估技术体系。本项目以我国自主研制的,研发阶段最靠前、最具产业化前景的转基因抗虫玉米为试验材料,以典型的东北黑土玉米种植区吉林省公主岭市为试验地点,具有重要的区域土壤生态特点与产业意义;以东北典型黑土生态系统中代表性土壤动物类群—蚯蚓、跳虫,及其中指示性土壤动物—赤子爱胜蚓、白符跳为研究对象,综合利用田间群落结构监测、半自然模拟和室内毒理学生测方法,研究东北典型黑土区重要土壤动物类群对转基因玉米种植的响应,可以丰富评价转Bt基因作物地下部分环境风险的理论基础,为转Bt基因作物在中国黑土区种植的环境监测提供指示性指标和技术基础。 2、技术原理及性能指标： 本项目认定土壤大型动物群落结构、跳虫群落结构以及白符跳、赤子爱胜蚓的个体生物标志物,可作为评价转基因玉米土壤安全性的指示性指标。并完善了基于原位土调查与凋落物分解袋法的土壤动物群落学研究方法、转基因植物对赤子爱胜蚓、白符跳影响的室内生测技术。并且申请了相关专利保护（基于土壤动物区系去除的转基因植物种植风险评价方法、一种基于中型土壤动物多代观测的转基因作物风险评价方法）,发表了Effect of Transgenic Corn Cultivation and Sampling Location on Feeding Habits of Collembola、转cry1Ie 基因抗虫玉米IE09S034 种植对田间大型土壤动物多样性的影响、转基因大豆叶片残体对白符跳的影响评价等论文,这些专利与技术已经应用、并将继续应用到我国研制的转基因玉米的环境安全评价中。 3、技术的创造性与先进性：本研究是首次在吉林地区系统开展的转基因抗虫玉米对土壤动物影响的研究,具有比较重要的创新性,同时研究了田间Bt蛋白降解规律及其影响、基于环境指示生物白符跳、赤子爱胜蚓的室内生测评价技术,具有重要代表意义,有望丰富转基因植物对土壤生态功能影响的研究内容。 4、技术的成熟程度,适用范围和安全性： 本研究包括转基因抗虫玉米种植Bt蛋白降解规律及其影响、转基因抗虫玉米种植对土壤大型动物群落结构的影响、转基因抗虫玉米种植对土壤小型动物跳虫群落结构的影响、转基因抗虫玉米对环境指示生物白符跳、赤子爱胜蚓影响的室内生测试验评价等方面,取得一系列的研究数据,规范了相关评价技术,在技术创新与安全数据积累方面都具有一定意义,但是还需要更深入研究：⑤应用情况及存在的问题：技术还需要进一步完善,尚未推广应用。