Bt蛋白在土壤中降解的影響因素研究.pdf

1、利用基因工程得到的轉(zhuǎn)Bt抗蟲作物大大緩解了蟲害給作物生產(chǎn)造成的危害，使作物大幅增產(chǎn)，并減少了化學(xué)農(nóng)藥的使用。但轉(zhuǎn)Bt基因作物大規(guī)模商品化的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者廣泛關(guān)注，土壤中Bt蛋白的生物活性及其殘留是評(píng)價(jià)其對(duì)非目標(biāo)物種潛在風(fēng)險(xiǎn)和環(huán)境命運(yùn)的重要參數(shù)。本文將純化的Bt蛋白直接加入土壤中，模擬自然狀態(tài)下Bt蛋白在土壤中的降解，利用ELISA檢測(cè)法，研究滅菌、溫度、pH、初始濃度等對(duì)其降解的影響，以期為評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)Bt基因作物釋放可能引起的生

2、態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)提供科學(xué)依據(jù)。結(jié)果表明：
　　 1）紅壤、黃棕壤、黃褐土和磚紅壤中的Bt蛋白本底值不同，且經(jīng)過(guò)滅菌、酸處理、堿處理之后，Bt蛋白的含量均發(fā)生改變。土壤經(jīng)過(guò)滅菌后，Bt蛋白的含量明顯變少，而經(jīng)過(guò)酸處理或堿處理之后，測(cè)得Bt蛋白的含量升高，其中，堿處理后的土樣中Bt蛋白含量最高。
　　 2）未滅菌和滅菌紅壤的DT50分別為5.2、11.2天，DT90分別為23.1、39.4天；未滅菌和滅菌黃棕壤的DT50分別為1.

3、5、4.1天，DT90分別為5.2、17.6天，都是未滅菌土樣中Bt蛋白的小于滅菌土樣，表明Bt蛋白在未滅菌土樣中比在滅菌土樣中降解快，滅菌可減緩Bt蛋白的降解。
　　 3）5、25、40℃時(shí)，紅壤中Bt蛋白的DT50分別為8.1、5.2、5.4天，DT90分別為32.9、23.1、22.3天，5℃時(shí)Bt蛋白的DT50和DT90大于25℃和40℃時(shí)；三個(gè)溫度下，黃棕壤中Bt蛋白的DT50分別為7.9、1.5、1.6天，DT90分

4、別為23.9、5.2、5.6，DT50和DT90的大小次序?yàn)?℃>25℃≈40℃。顯然，在兩種供試土壤中，5℃時(shí)Bt蛋白的殘留時(shí)間較25℃和40℃時(shí)殘留時(shí)間長(zhǎng)，說(shuō)明高溫能加速Bt蛋白在土壤中的降解。在蒸餾水中，5、25、40℃時(shí)，Bt蛋白的DT50分別為5.0、0.9、2.2天，DT90分別為15.8、3.1、7.8天，5℃時(shí)Bt蛋白的DT50和DT90明顯長(zhǎng)于25℃和40℃，而25℃時(shí)的DT50和DT90又明顯小于40℃。三個(gè)溫度中，

5、25℃是Bt蛋白在蒸餾水中降解的最佳溫度。
　　 4）黃褐土pH值分別為4.32、5.31、6.62時(shí)，Bt蛋白的DT50為103.2、42.6、18.4天，DT90為362.5、162.9、76.5天。不同pH值的黃褐土中Bt蛋白的DT50和DT90的大小次序?yàn)閜H4.32>pH5.31>pH6.62。表明，當(dāng)黃褐土的pH在4.32-6.62之間時(shí)，pH越高Bt蛋白降解越快。
　　 5）磚紅壤pH值為3.75、4.4.

6、7、5.17時(shí)，Bt蛋白的DT50分別為102.9、6.6、32.6天，DT90分別為395.5、33.5、116.0天。不同pH值的磚紅壤中Bt蛋白的DT50和DT90的大小次序?yàn)閜H3.72>pH5.17>pH4.47。表明，較高pH能夠促進(jìn)Bt蛋白的降解，但當(dāng)磚紅壤的pH在3.75-5.17之間時(shí)，Bt蛋白的降解速度呈先加快后減慢的趨勢(shì)。
　　 6）供試土壤中加入三種不同初始濃度的Bt蛋白后，相同取樣時(shí)間的Bt蛋白殘留量大

7、小均隨加入土壤中的Bt蛋白的初始濃度升高而增大。初始濃度分別為5.0、10.0、20.0μg g土-1的Bt蛋白加入黃褐土中后，其DT50分別為13.7、22.9、28.3天，DT90分別為50.2、80.5、105.3天；加入磚紅壤中后，其DT50分別為2.5、6.2、9.2天，DT90分別為8.4、30.1、39.6天。不同初始濃度的Bt蛋白在兩種供試土壤中的DT50和DT90的大小次序均隨濃度增加而增大。Bt蛋白的濃度越高，在土壤