转基因玉米威胁到土壤生态系统
时间：2012年4月25日
翻译：陈晨
第一则
孟山都的转基因作物：转基因玉米威胁到土壤生态系统
（Ryan Villarreal，国际财经日报）
农业生物工程巨头孟山都力称转基因作物的安全性，但是一项新的研究发现，含有杀虫基因的玉米危害到周围的土壤生态系统。
转基因玉米与地下土壤中真菌数量的减少有关，该真菌形成植物根系之间的共生物,使得植物在碳交换过程中，可以从周围的土壤中吸收更多的营养物质及水分。
Portland State大学的研究人员展开了一项测定转基因玉米对微生物产生的杀虫毒素，苏云金芽孢杆菌，或者Bt丛枝菌根真菌 (AMF) 的增长影响的试验。AMF对周边土壤生态系统的健康和肥力来说是非常重要的，研究发现，Bt玉米根系形成的结合物要少于非Bt玉米。“因为这些真菌依赖植物体获得营养并定植，它们可能对植物基因的变化非常敏感，例如抗虫的Bt玉米，” 波兰的生物学博士生Tanya Cheeke在美国植物学杂志上如是说。Cheeke将该项研究作为其博士研究--转基因作物对土壤生态系统影响评价的一部分。
Cheeke告诉AJB：“我们的研究的独特性体现在，因为我们评估了在相同温室试验条件下，14种不同尺度范围的Bt与非Bt玉米的AMF，该实验使用从本地收集的农业土壤作为AMF接种物。”
Cheeke在含有AMF的土壤中种植含有Bt基因以及不含该基因的玉米种子，来模拟现代工业化农场的耕种环境。
Cheeke同时也测定了其他作物的AMF的生长情况，这些作物种植在之前既种植过Bt作物以及非Bt作物的土壤中。两种土壤中生长的油菜，AMF根系结合物并未受到破坏， Cheeke基于此现象得出结论，Bt基因并不是直接对AMF产生毒害作用，已知的有害作用仅仅是破坏了根系链接。
2011年，美国种植的88%的玉米是转杀虫剂基因的，例如Bt。
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第二则
转基因玉米影响其与非靶标土壤生物的共生关系
用复合光镜(400x) 观察移植入玉米(Zea mays)根系的AMF，发现根系中的KOH减少了10%，并且在用0.05%台盼兰溶液处理后可以观察到真菌结构。纤毛被认为是真菌与根系营养物质的交换场所，可以看作植物细胞树形结构的分支。真菌的菌素是连接纤毛及其延伸入土壤部分，增加根系表面积，并且常常促进植物营养物质与水分吸收的丝状结构。美国植物学杂志的文章报道了对9种不同数量及类型的转Bt 基因玉米和5种相应的近缘基因杂交母本AMF移植温室效应研究的评价结果。抗虫玉米是转土壤微生物孢子形成过程中形成的杀虫毒素，苏云金芽孢杆菌Bt基因，可以保护植物免受例如玉米根虫以及欧洲玉米螟等农田害虫的侵害。尽管转Bt基因玉米得到了广泛种植，极少的研究监测了不同Bt 玉米与土壤中AMF的共生作用。作者检测了在相同试验条件下种植的各种不同品系不同水平的Bt 玉米与非Bt 玉米的不同AMF定植水平。转Bt 基因玉米比非Bt 杂交亲本玉米根系具有更低的AMF定植水平。这项工作增进了我们对Bt作物种植对非靶标土壤生物的难以预料的影响的认识。现今，不断增长的商业化种植作物都是转基因作物（GM），能够抗虫害、抗除草剂。尽管Bt玉米是美国种植最广泛的作物，但很少有人了解其对土壤健康的长期效应。虽然在农业上采用生物技术具有很多益处，例如 有效地减少杀虫剂的使用，但仍然存在不可预料的负效应—GM玉米会影响土壤中非靶标生物么？例如AMF，或者会不会影响到随后的同地块的作物的生长？
Bt玉米利用基因工程表达源于土壤细菌，苏云金芽孢杆菌的杀虫毒素，来抵抗例如玉米根虫以及欧洲玉米螟等常规的农作物害虫。Tanya Cheeke及其同事（波特兰州立大学，俄勒冈州）对检测Bt玉米是否会对Bt玉米或者其他随后种植与该地块的其他作物的AMF定植力产生副作用非常感兴趣。他们的发现最近发表在了美国植物学杂志上。
AMF是无处不在的土壤微生物，与大多数的植物根系具有共生关系。植物为其提供碳，它提高寄主植物从周围土壤中吸收营养物质与水分的能力。 “因为这些真菌依赖植物体获得营养并定植，它们可能对植物基因的变化非常敏感，例如抗虫的Bt玉米，” Cheeke说到。
通过种植几种不同品系的Bt玉米与非Bt玉米种子，并使用含有天然的AMF的本地农田土壤，作者可以模拟在农田生态系统中自然发生的情况。Cheeke称“我们的研究具有独特性，因为我们评估了在相同温室试验条件下，14种不同尺度范围的Bt与非Bt玉米的AMF，该实验使用从本地收集的农业土壤作为AMF接种物。”。她又说“本研究中使用的全部土壤都能保证每种Bt与非Bt玉米可以与土壤中的有机物互相作用，这就使得我们的研究比其他使用单一物种的AMF的温室研究生态相关性更强。”。
有趣的是，作者发现，转Bt基因玉米比控制组植株根系的土壤共生真菌数量低。尽管如此，在收获期两种玉米的根部生物量或地上部分生物量并没有什么差别。Cheeke以及共同作者认为，转Bt蛋白自身对真菌并不具有直接毒性，因为之前的种植Bt或是非Bt玉米地块土壤中蔬菜大豆的AMF定植量并没有什么不同。这些发现丰富了我们对Bt作物种植对非靶标土壤生物不可预料影响的认识。
测定基因工程作物对土壤中共生生物的非靶标效应变得越来越重要，因为全球Bt作物的种植面积在逐渐的增长。“2011年，美国种植的玉米88%是转基因玉米，具有抗虫，抗除草剂或者其他组合性状，” Cheeke评价到“全球转至少有16个国家种植了基因玉米”。
Cheeke指出，下一步工作应当是了解该项研究的生态重要性。“在温室研究中Bt玉米具有较低的AMF定值水平，所以当前最重要的是需观察其在大田条件下的定植模式。”她计划利用田野试验来验证多年种植Bt玉米对土壤生态系统中AMF的丰富度及多样性的影响。
原文参见：http://phys.org/news/2012-04-genetically-corn-affects-symbiotic-relationship.html
