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关于微生物方面论文范文,与转Bt基因作物毒素蛋白降解特性进展相关论文范文
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的昆虫也能消耗一些Ｂｔ杀虫蛋白,即土壤中的Ｂｔ杀虫蛋白进入昆虫（包括靶标害虫和非靶标昆虫）体内被降解.３．２土壤湿度对Ｂｔ杀虫蛋白在土壤中降解的影响
土壤湿度是影响Ｂｔ杀虫蛋白在土壤中降解速度的主要因素之一［３０］.白耀宇等［２９］研究表明,土壤淹水可显著促进Ｃｒｙ１Ａｂ的降解,且淹水后Ｃｒｙ１Ａｂ的降解动态在不同土壤之间十分相似,但是淹水对Ｃｒｙ１Ａｂ降解的促进作用仅发生在前１２ｄ之内,此后多数时间内淹水与非淹水处理间Ｃｒｙ１Ａｂ的降解无显著差异.
３．３土壤酸碱度对Ｂｔ杀虫蛋白在土壤中降解的影响
土壤酸碱度对土壤中Ｂｔ杀虫蛋白的降解也有一定的影响,土壤ｐＨ值较高,则土壤中Ｂｔ杀虫蛋白降解较快,而土壤ｐＨ值较低,则不利于Ｂｔ杀虫蛋白的降解.首先,土壤中微生物活性受到土壤酸碱度的影响.一般情况下,土壤ｐＨ值高,则土壤微生物活性就大,微生物分解Ｂｔ杀虫蛋白的能力就强,致使大多数的Ｂｔ杀虫蛋白被微生物降解.在ｐＨ值为中性的土壤中,利用生物测定法检测Ｂｔ杀虫蛋白的活性,结果表明转Ｂｔ棉花和玉米中的Ｂｔ杀虫蛋白的活性很快被降解,而ｐＨ值较低的土壤则不利于微生物对Ｂｔ杀虫蛋白的降解［３１］.其次,土壤中具有表面活性的微粒对Ｂｔ杀虫蛋白的吸附能力也受到土壤酸碱度的影响.ｐＨ值在４．４～１０．０时,蒙脱石和高岭石对Ｂｔ杀虫蛋白的吸附量都随ｐＨ值的升高而呈线性降低,由于游离态的Ｂｔ杀虫蛋白更容易降解,因此Ｂｔ杀虫蛋白的降解率随ｐＨ值的升高而呈线性升高［３２］.Ｔａｐｐ等［３３］报道Ｂｔｋ和Ｂｔ杀虫蛋白与土壤黏土矿物的吸附在ｐＨ值为６时达到最大值,因为Ｂｔ杀虫蛋白的等电点在５．５左右.当土壤的ｐＨ值接近杀虫蛋白的等电点时,中性杀虫蛋白所受的斥力最小,致使杀虫蛋白与土壤表面有最大的接触机会,从而提高杀虫蛋白与土壤颗粒的吸附力.结合到高岭石的杀虫蛋白可被ｄｄＨ２Ｏ解吸,而结合在蒙脱石上的Ｂｔ杀虫蛋白只能被０．２％的Ｔｒｉｓ缓冲液解吸.另外,Ｂｔ杀虫蛋白在自然含有或人为加入高岭石的土壤中的杀虫活性比自然含有或人为加入蒙脱石的土壤高,且持续的时间长,其主要原因就是含蒙脱石的土壤ｐＨ值高,细菌活性强［３４］.
３．４土壤黏粒对Ｂｔ杀虫蛋白在土壤中降解的影响
土壤中黏粒的含量和组分也在很大程度上影响Ｂｔ杀虫蛋白的降解.Ｓｔｏｔｚｋｙ等［３５］研究发现,土柱中Ｂｔ蛋白含量随着黏粒浓度的升高而降低.Ｄｏｎｅｇａｎ等［３６］研究发现在沙壤土和黏壤土中,转Ｃｒｙ１Ａｂ基因棉花叶片和茎秆分解释放杀虫蛋白的高活性状态可分别持续２８ｄ和４０ｄ,这是因为黏壤土中含有更多的土壤活性颗粒,而土壤中的沙粒和泥沙粒由于不具有表面活性的缘故,则不能吸附毒素.而进一步的研究证实,Ｂｔ杀虫蛋白与土壤黏粒的结合,大大减少了其在土壤中的降解.
此外,光照（特别是紫外线）、气候和转Ｂｔ基因作物的品种类型、Ｂｔ杀虫蛋白浓度也影响其在土壤中的降解速率.
４展望
目前的研究表明,转Ｂｔ基因作物通过各种形式向土壤生态系统中释放Ｂｔ杀虫蛋白.位于地表的Ｂｔ杀虫蛋白,可以很容易被光降解,而土壤中的Ｂｔ杀虫蛋白可以与土壤中具有表面活性的颗粒吸附并紧密结合,从而延缓了土壤微生物对Ｂｔ杀虫蛋白的降解,致使大量的Ｂｔ杀虫蛋白在土壤中长期滞留甚至富集.由于Ｂｔ杀虫蛋白与土壤颗粒结合后其蛋白结构并没有发生改变,依然保持较高的活性,因此,Ｂｔ杀虫蛋白在土壤中的残留和富集可能会对土壤中非靶标生物造成不良影响,从而影响土壤生态系统的平衡.转基因植物在进入田间释放和商业化应用的过程中应该开展土壤生态学影响的研究和监测,相对而言,发达国家在这方面已开展了不少工作,但由于研究方法和试验条件的限制,许多问题仍未弄清.转Ｂｔ基因作物环境影响的研究是一个长期而复杂的过程,因此,需要从不同的角度开展系统的研究工作,为全面评价转Ｂｔ基因作物释放Bt杀虫蛋白可能引起的生态环境风险提供理论依据.
大面积种植转Ｂｔ基因作物后,会产生大量的含有Ｂｔ杀虫蛋白的植物秸秆,这些秸秆如果“秸秆还田”则使秸秆中含有的Ｂｔ杀虫蛋白进入土壤生态系统,造成Ｂｔ杀虫蛋白在土壤中的累积,从而影响土壤生态系统的平衡.因此,我们需要对转Ｂｔ基因作物秸秆的处置和综合利用进行研究,开发转Ｂｔ基因作物秸秆处置新技术,在利用秸秆的同时降解秸秆中的Ｂｔ杀虫蛋白,从而大大降低进入土壤生态系统的Ｂｔ杀虫蛋白.秸秆是一种非常丰富的生物质能源,被广泛地应用于生产生活的各个领域,例如利用植物纤维开发生物燃料,通过微生物处理生产生物肥料、生物饲料,利用植物纤维进行造纸等.在利用转Ｂｔ基因作物秸秆生产沼气、生物肥料的过程中,需要对秸秆中Ｂｔ杀虫蛋白的降解情况进行研究和监测,争取通过对生产技术的改进（比如加入特定的微生物和酶）来提高秸秆中Ｂｔ杀虫蛋白的降解速度,从而从根本上消除Ｂｔ杀虫蛋白对生态系统的潜在影响.
本实验室经过一段时间的研究,从转Ｂｔ基因水稻种植田筛选出了一种能够降解Ｂｔ杀虫蛋白的细菌,在实验室条件下,４ｄ内该细菌能够降解转Ｂｔ基因水稻秸秆中９０％以上的Ｂｔ杀虫蛋白,这对于利用转Ｂｔ基因作物秸秆生产生物肥料、沼气过程中,降解秸秆中的Ｂｔ杀虫蛋白,彻底消除Ｂｔ杀虫蛋白对生态系统的潜在影响,具有非常高的应用价值.
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