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轉(zhuǎn)基因玉米種植對(duì)土壤動(dòng)物的啟迪
不同轉(zhuǎn)基因玉米具有抗玉米螟、抗除草劑等性狀。下面是小編搜集整理的相關(guān)內(nèi)容的論文，歡迎大家閱讀參考。摘要：隨著轉(zhuǎn)基因玉米種植的推廣，我國(guó)轉(zhuǎn)基因玉米的種植面積越來(lái)越廣，由此促使土壤中的毒蛋白含量增加。而當(dāng)前商業(yè)化推廣轉(zhuǎn)基因玉米時(shí)，迫切需要研究的問題是轉(zhuǎn)基因玉米是否會(huì)危害土壤動(dòng)物，破壞土壤生態(tài)系統(tǒng)。基于此，系統(tǒng)地綜述轉(zhuǎn)基因玉米種植對(duì)土壤動(dòng)物的影響，為科學(xué)地評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)基因玉米種植情況下的土壤生態(tài)系統(tǒng)安全性提供依據(jù)。
關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)基因玉米;土壤動(dòng)物;跳蟲;螨類;蚯蚓
隨著畜牧業(yè)、工業(yè)的發(fā)展以及人口數(shù)量的增加，玉米作為世界上重要的糧食作物之一，在人們生活中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。轉(zhuǎn)基因玉米具有抗玉米螟、玉米根系害蟲等方面的優(yōu)點(diǎn)，廣泛地種植在世界各地，顯著提升了玉米的產(chǎn)量，并降低了殺蟲劑的使用量，降低化學(xué)污染，保護(hù)環(huán)境。在轉(zhuǎn)基因玉米種植范圍不斷擴(kuò)大的同時(shí)，其對(duì)土壤動(dòng)物的影響越來(lái)越受到人們的重視，對(duì)此研究了轉(zhuǎn)基因玉米種植對(duì)土壤動(dòng)物的影響。
一、轉(zhuǎn)基因玉米與土壤動(dòng)物概述
1.1轉(zhuǎn)基因玉米
在經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步、人口數(shù)量增多的過(guò)程中，玉米的需求量變得越來(lái)越大，傳統(tǒng)的玉米種植已經(jīng)無(wú)法滿足大量的玉米需求，為了有效提高玉米產(chǎn)量，改善玉米品質(zhì)，研制出了轉(zhuǎn)基因玉米。1996年，美國(guó)批準(zhǔn)應(yīng)用轉(zhuǎn)基因玉米，這是首次種植轉(zhuǎn)基因玉米，發(fā)展至2011年，已經(jīng)有16個(gè)國(guó)家種植轉(zhuǎn)基因玉米，面積達(dá)5100萬(wàn)hm2。至今，被批準(zhǔn)商業(yè)化種植的轉(zhuǎn)基因玉米種類已經(jīng)超過(guò)40種，在玉米害蟲的防治中，轉(zhuǎn)基因玉米種植成為重要的手段。2012年，我國(guó)獲得轉(zhuǎn)基因玉米進(jìn)口安全證書，13個(gè)轉(zhuǎn)基因玉米品種準(zhǔn)予作為原料進(jìn)口，與國(guó)外相比，我國(guó)轉(zhuǎn)基因玉米商品化種植發(fā)展還比較落后，但由于我國(guó)歷來(lái)重視玉米生產(chǎn)，因此轉(zhuǎn)基因玉米商業(yè)化種植在我國(guó)發(fā)展比較快。
1.2土壤動(dòng)物
在土壤環(huán)境中，某些動(dòng)物群會(huì)暫時(shí)或經(jīng)常棲息在此，并進(jìn)行某些活動(dòng)，比如蚯蚓、蜘蛛、多足類等，這就屬于土壤動(dòng)物。土壤動(dòng)物的數(shù)量非常多，生物量巨大，在土壤生態(tài)系統(tǒng)中有著非常重要的作用，對(duì)于土壤物質(zhì)循環(huán)轉(zhuǎn)化、土壤形成及土壤轉(zhuǎn)化有著重要的促進(jìn)作用。
二、轉(zhuǎn)基因玉米種植對(duì)土壤動(dòng)物的影響
2.1轉(zhuǎn)基因玉米進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)的途徑
在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，土壤起著基礎(chǔ)性的作用，農(nóng)作物生長(zhǎng)所需的養(yǎng)分全部?jī)?chǔ)存在土壤中，而且土壤中各種養(yǎng)分都會(huì)進(jìn)行一系列的生物、化學(xué)和物理轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)基因玉米種植過(guò)程中，會(huì)向土壤中釋放Bt蛋白，這是一種毒蛋白，會(huì)對(duì)土壤的生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生一定的影響。Bt蛋白進(jìn)入土壤的途徑主要有3種：
1)植株殘?bào)w，目前轉(zhuǎn)基因玉米相關(guān)研究表明，Bt蛋白在整個(gè)植株任何一個(gè)部位均可表達(dá)出來(lái)，玉米收割后會(huì)有一小部分植株殘?bào)w留在田間，這時(shí)殘?bào)w就會(huì)將Bt蛋白釋放到土壤中，并在土壤中不斷累積;
2)根及根系分泌物，根及根系是轉(zhuǎn)基因玉米植株的重要組成部分，通過(guò)根及根系吸收土壤中的養(yǎng)分，在根系生長(zhǎng)的過(guò)程中會(huì)向土壤中釋放分泌物，這其中就包含Bt蛋白;
3)花粉，轉(zhuǎn)基因玉米生長(zhǎng)過(guò)程中，花粉同樣會(huì)表達(dá)Bt蛋白。
2.2轉(zhuǎn)基因玉米種植對(duì)土壤動(dòng)物的影響
2.2.1對(duì)跳蟲的影響土壤動(dòng)物類群中，跳蟲是重要的組成部分，數(shù)量眾多，在植株殘?bào)w降解和循環(huán)時(shí)，跳蟲發(fā)揮一定的作用。農(nóng)作物根系附近是跳蟲主要的活動(dòng)場(chǎng)所，而根系分泌物中含有Bt毒蛋白，因此跳蟲經(jīng)常暴露在Bt毒蛋白下。Clark和Coats在其研究中以白符跳為對(duì)象，分別飼喂轉(zhuǎn)基因玉米葉和普通玉米葉，結(jié)果顯示，兩組白符跳的存活率及繁殖率并未受到顯著的影響。Bakonyi等在其研究中選擇了3種類型的跳蟲，同樣飼喂轉(zhuǎn)基因玉米葉片，結(jié)果顯示，F(xiàn)olsomiacandida并不喜歡食用，而Heteromurusnitidus和Sinellacoeca卻未出現(xiàn)如此反應(yīng)。總之，轉(zhuǎn)基因玉米葉片并未對(duì)跳蟲產(chǎn)生顯著的影響，但受到試驗(yàn)方法和材料的影響，還需要進(jìn)行進(jìn)一步的研究。
2.2.2對(duì)螨類的影響在土壤動(dòng)物類群中，螨類的數(shù)量非常多，而且種類比較豐富。2003年，Al-Deeb等的研究指出，轉(zhuǎn)基因玉米表達(dá)Cry3B1蛋白，螨類并未受到明顯的影響。Castro等在試驗(yàn)中直接將轉(zhuǎn)基因玉米花粉喂食捕食性螨，其影響并不明顯;而在改喂食Bt蛋白時(shí)，濃度不同產(chǎn)生影響也不相同，Bt濃度為0.006mg/mL，捕食性螨的繁殖率并未受到顯著影響，但濃度上升為0.018mg/mL后，繁殖率明顯下降。
2.2.3蚯蚓土壤生態(tài)系統(tǒng)中，有機(jī)質(zhì)分解，碳氮營(yíng)養(yǎng)循環(huán)，土壤形成，土壤通透性改變?cè)隍球镜淖饔孟戮傻玫接行У脑鰪?qiáng)。通過(guò)蚯蚓的活動(dòng)，可以防止土壤硬結(jié)，增強(qiáng)土壤肥力。Saxena在試驗(yàn)中對(duì)蚯蚓受到轉(zhuǎn)基因玉米的影響進(jìn)行了研究，種植40、45d抽樣調(diào)查結(jié)果顯示，轉(zhuǎn)基因玉米種植并未對(duì)蚯蚓的種類和死亡產(chǎn)生顯著影響。Maria等在人造土中養(yǎng)殖蚯蚓，并在不同生長(zhǎng)階段的蚯蚓食物中添加轉(zhuǎn)基因玉米葉片，經(jīng)過(guò)28d的試驗(yàn)之后，與喂食普通玉米葉片的蚯蚓相比，在各個(gè)方面并未呈現(xiàn)顯著差異，但需要注意，蚓繭的孵化率低于喂食普通玉米葉片的蚓繭孵化率。
三、結(jié)語(yǔ)
在轉(zhuǎn)基因玉米種植過(guò)程中，不同品種、不同的作物生長(zhǎng)時(shí)期、不同的土壤類型，對(duì)土壤動(dòng)物所產(chǎn)生的影響各不相同，在土壤生態(tài)系統(tǒng)安全性評(píng)價(jià)中，應(yīng)結(jié)合轉(zhuǎn)基因玉米種植的具體情況來(lái)進(jìn)行，從而有效地提升評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性。
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