东北黑土区指示性土壤动物类群对转Bt基因玉米种植的响应

The Northeastern black soil region is a main region of maize production in China, which is also an important potential region for the development of the industry of transgenic Bt maize. However, no studies have been conducted to evaluate the risk of transgenic Bt maize cultivation on the soil animals in the northeastern black soil region until now. In this research, we use 3 methods, including indoor bioassay, microcosm simulation, long-term dynamic monitoring of the field community structure, to investigate the effects of transgenic Bt maize cultivation on the representative soil animals, such as earthworms, springtails and nematodes and their standard species Eisenla fetida, Folsomia candida and Caenorhabditis elegans respectively. Indicative species of soil fauna and individual biomarker will be sieved during these studies. It would help us to understand the mechanisms of how soil fauna response to transgenic Bt maize cultivation underground. Important bioindicators would be provided to monitor the environmental risks of the transgenic plants cultivation in the northeastern black soil region.

东北黑土区是我国玉米重要产区，也是种植转基因玉米的重要潜力区。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。本项目综合利用田间长期群落结构监测、半自然模拟和室内毒理生测方法，系统研究转Bt基因玉米种植对东北黑土生态系统代表性土壤动物类群（即蚯蚓、跳虫、线虫）及其中指示性土壤动物（即赤子爱胜蚓、白符跳、秀丽隐杆线虫）的影响机制，阐释对转Bt基因玉米种植响应的土壤动物敏感种和个体生物标志物。本项目研究结果可为转Bt基因作物种植的环境监测提供指示性指标和技术基础。

转基因作物地下部环境风险机制研究较少，东北黑土区尚无系统的转基因玉米与土壤动物的互作研究，本研究从整体群落结构、特殊类群（跳虫类）群落特征值、环境指示生物（白符跳、赤子爱胜蚓）个体标志物等角度，系统研究东北黑土区土壤动物对转基因玉米的响应。. （一）重要成果与意义. 1、综合利用手捡法、巴氏罐诱捕法、干漏斗法、凋落物分解袋法，实现植物生长季与农闲季的全覆盖，系统研究土壤动物群落。连续两年田间试验，共采集土壤动物13293头，隶属6纲18目。首次明确了东北黑土区玉米田土壤动物群落整体构成及对转基因玉米种植的响应。. 2、精确鉴定跳虫（弹尾纲弹尾目）4870头，隶属5科12属17种，并引入群落特征值作为评估参数，明确跳虫类对转基因玉米种植的响应。鉴于跳虫数量大以及在土壤物质、能量循环中的重要功能，为精细解析转基因玉米地下部风险提供了基础依据。. 3、引入公认环境指示生物白符跳、赤子爱胜蚓评价转基因玉米的环境风险，并完善其技术体系。90天白符跳饲喂试验、270天赤子爱胜蚓饲喂试验证明，白符跳的存活率、繁殖率、体长、功能酶活性；赤子爱胜蚓的存活率、产卵率、孵化率、体重变化率、功能酶活性是评价他们对转基因玉米响应的适宜指标，实现了田间群落学与室内毒理学的结合，有助于全面阐释土壤动物对转基因玉米的响应机制。. 4、综合研究成果认定，土壤动物群落结构参数、跳虫群落特征值以及白符跳、赤子爱胜蚓的个体生物标志物等四方面，是全面评价转基因玉米土壤安全性的指示性指标。研究结果表明，转基因玉米Bt-799对东北黑土区土壤动物无生态风险。. （二）成果的应用. 本研究结果可为评价转Bt 基因作物地下部环境风险提供指示性指标与技术基础，并为深入的机理研究提供基础生物学数据。研究成果已应用于3种转基因玉米（Bt-799、IE09S034、CC-2）的群落影响研究；12种转基因植物（Bt-799、IE09S034、CM8101、AC09S072、CC-2、CP4-67、HiⅡ-NGc-1、CADR07、HiII-ZmAMT1.1-1、AG8124、C802-4、B4J8049）的室内生测研究，并形成评价报告，应用于以上转基因植物在国家安委会的安全试验申报。