近日,《生態(tài)毒理學(xué)與環(huán)境安全( Ecotoxicology and Environmental Safety )》在線發(fā)表了中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所作物病毒病害流行與控制和轉(zhuǎn)基因作物安全評價與管理創(chuàng)新團隊合作完成的題為“Differential impact of Bt-transgenic rice plantings on bacterial community in three niches over consecutive years”的研究論文。該研究證明Bt抗蟲水稻的種植可對水稻根際、葉內(nèi)與根內(nèi)細菌群落產(chǎn)生不同的影響,Bt和非Bt水稻品系間葉內(nèi)生與根內(nèi)生細菌群落存在顯著差異,而根際細菌群落種群差異不顯著;連續(xù)三年試驗表明年份是造成根際細菌群落差異的主要原因,而且Bt與非Bt水稻品系間的差異菌群在年份間并不重疊。
在轉(zhuǎn)基因作物安全評價中,主要關(guān)注轉(zhuǎn)基因作物對靶標和非靶標節(jié)肢動物種群的影響,而對非靶標的微生物群體關(guān)注度不足。由于Bt水稻植株必須表達殺蟲蛋白,植株中的這些殺蟲蛋白會經(jīng)根系分泌物或殘體到達土壤,從而可能對植物內(nèi)生和土壤微生物群落產(chǎn)生影響。本研究首先分析了三個Bt水稻品系與其親本之間在三個生態(tài)位(根際、葉內(nèi)與根內(nèi))中的細菌群落差異,又進一步對比分析了這些水稻品系之間在連續(xù)三年間的根際細菌群落差異,以明確Bt水稻的長期種植是否對非靶標的微生物群體產(chǎn)生影響。結(jié)果表明:Bt抗蟲水稻可對根際、葉內(nèi)與根內(nèi)生細菌群落產(chǎn)生不同的影響,Bt和非Bt水稻品系間的葉內(nèi)與根內(nèi)生細菌群落存在顯著差異,而根際細菌群落差異不顯著。在連續(xù)三年試驗表明Bt和非Bt水稻品系間的根際細菌群落主要依據(jù)年份而不是品系所聚類,Bt與非Bt水稻間的差異細菌種類在年份間并不重疊,說明根際差異細菌的富集是短暫且不會隨著年份進行累積的,原因是Bt蛋白在土壤中可以快速降解。細菌共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分析也表明Bt抗蟲水稻的根際細菌群落網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性和密度與非Bt品系的相比并未減少。該研究為Bt抗蟲水稻的商業(yè)化提供了有利的證據(jù)。
中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所王錫鋒研究員和韓蘭芝研究員為論文的通訊作者,博士研究生吳楠為第一作者,劉文文副研究員、山東農(nóng)業(yè)大學(xué)博士研究生史文聰和高崢教授參與了相關(guān)工作。該研究得到國家自然科學(xué)基金、國家重點研發(fā)政府間合作專項的資助。
圖1 Bt水稻對三個生態(tài)位(根際、葉內(nèi)與根內(nèi))根際細菌群落影響的試驗設(shè)計
圖2 連續(xù)三年Bt水稻種植對根際細菌群落的影響
論文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0147651321006813?via=ihub