全 文 ：第 35 卷第 18 期
2015年 9月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol.35,No.18
Sep.,2015
http: / / www.ecologica.cn
基金项目:中央级公益性科研院所基本科研业务专项(2013鄄YSKY鄄16); 国家自然科学基金青年项目(31200288)
收稿日期:2014鄄01鄄21; 摇 摇 网络出版日期:2014鄄11鄄19
*通讯作者 Corresponding author.E鄄mail: lijsh@ craes.org.cn
DOI: 10.5846 / stxb201401210157
肖能文, 刘勇波, 陈群英, 付梦娣, 叶瑶, 李俊生.转基因油菜与野芥菜混作对土壤线虫群落的影响.生态学报,2015,35(18):6189鄄6198.
Xiao N W, Liu Y B, Chen Q Y, Fu M D, Ye Y, Li J S.Effect of interspecific mixed cropping between transgenic oilseed rape and wild mustard on soil
nematode communities.Acta Ecologica Sinica,2015,35(18):6189鄄6198.
转基因油菜与野芥菜混作对土壤线虫群落的影响
肖能文1, 刘勇波1, 陈群英2, 付梦娣1, 叶摇 瑶1, 李俊生1,*
1 中国环境科学研究院, 环境基准与风险评估国家重点实验室, 北京摇 100012
2 中国科学院动物研究所, 农业虫鼠害综合治理研究国家重点实验室, 北京摇 100080
摘要:随着转基因作物在全球的广泛种植,转基因作物对非靶标生物的影响受到人们的广泛关注。 转 Bt 基因抗虫作物与非转
基因作物种间混作是避免昆虫产生抗性的一种生态防御策略,但混作对非靶标生物尤其是土壤线虫影响研究较少。 设置不同
比例的转基因油菜(Brassica napus)与野芥菜(B. juncea)混作 5种处理,包括处理 A、B、C、D、E分别为转基因油菜和野芥菜比例
0颐100;25颐75;50颐50;75颐25;100颐0,调查不同生育期土壤线虫种类与数量变化。 结果表明,在油菜与野芥菜生育期内,不同处理线
虫优势类群均为拟丽突属 Acrobeloides和真滑刃属 Aphelenchus,各处理线虫属数由多到少顺序为处理 B(30属)>处理 C(28属)>
处理 A(26属)>处理 D和处理 E(25属)。 线虫生活史策略(c鄄p值)组成一致,各处理间线虫生活史组成不存在明显差异。 不
同处理的线虫总数以及各营养类群均无显著差异,线虫群落生态指数亦无显著差异,但不同采样时期间线虫 Shannon鄄Wiener多
样性指数、Simpson优势度指数、均匀度指数、成熟度指数和线虫通路指数差异显著。 结果表明转基因油菜与野芥菜单作和混作
短期内不影响土壤线虫群落结构。
关键词:转基因油菜; 野芥菜; 种间混作; 土壤线虫; 群落结构
Effect of interspecific mixed cropping between transgenic oilseed rape and wild
mustard on soil nematode communities
XIAO Nengwen1, LIU Yongbo1, CHEN Qunying2, FU Mengdi1, YE Yao1, LI Junsheng1,*
1 State Key Laboratory of Environmental Criteria and Risk Assessment,Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Beijing 100012, China
2 State Key Laboratory of Integrated Management of Pest Insects and Rodents, Institute of Zoology, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100080, China
Abstract: As genetically modified (GM) crops are cultivated worldwide, the effects of GM crops on non鄄target organisms
are of concern. Interspecific mixed cropping between transgenic and non鄄transgenic crops is generally regarded as a strategy
against insects to minimize the development of resistance to otherwise insect鄄resistant transgenic crops. The toxin from
Bacillus thuringiensis (Bt) is introduced into the soil primarily through root exudates and by the incorporation of plant
residues after harvest, with probable help from pollen. Such incorporation of the toxin poses potential risks to soil
organisms, including microbes, nematodes, collembolans, and other invertebrates. However, its effects on non鄄target soil
organisms have rarely been assessed. We evaluated the effect on soil nematodes of mixed cropping with transgenic canola
Brassica napus L. expressing Bt and wild brown mustard B. juncea. The abundance and genera composition of soil nematodes
in the flowering and fruiting period of canola were investigated in five mixed proportions of transgenic canola and wild brown
mustard: 0颐100 (A), 25颐75 (B), 50颐50 (C), 75颐25 (D), and 100颐0 (E). The results showed the following order of
genera composition with each treatment: B (30 genera) > C (28 genera) > A (26 genera) > D and E (25 genera) . The
dominant nematode genera were Acrobeloides and Aphelenchus, accounting for 37. 4% and 12. 3% of total abundance,
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respectively. The common and rare groups belonging to 13 and 19 genera accounted for 47.9% and 2.39% of the total,
respectively. Hirschmanniella appeared only in treatment C. Tylenchus and Heterodera appeared only in treatments A and B.
Depending on the trophic structure based on the functional group, fungivorous nematodes formed the largest proportion at
47.5%, followed by bacterivorous, herbivorous, and omnivorous鄄predatory nematodes at 33.7%, 14%, and 4.8% of the
total, respectively. The colonizer鄄persister (c鄄p) values of nematodes had the same composition among the five treatments.
Further, similar life histories were noted following the treatments. The total number of nematodes was in the range of
141.5—756.0 / 100 cm3 . The total abundance and number of four feeding types of nematodes were not significantly different
among treatments. The generic composition and community parameters of nematodes did not differ significantly among the
five treatments. The Shannon鄄Wiener diversity index (H忆), Simpson index (姿), and evenness index (J忆) of soil nematode
communities showed no significant differences among treatments on May 20. However, treatment D showed a high diversity
index, dominance, and evenness index on July 4, and the highest Simpson index and evenness index on August 22.
Nematode maturity index (MI) was in the range of 2.15—3.63; nematode channel ratio (NCR) was 0.28—0.57 for the
three sampling times in each treatment. Thus, the H忆, 姿, J忆, MI, and NCR of the nematodes varied with time. These
results suggest that sole cropping or mixed cropping of transgenic canola with wild brown mustard had no short鄄term impact
on the soil nematode community.
Key Words: transgenic canola; wild brown mustard; interspecific mixed cropping; soil nematodes; community structure
随着转基因作物在全球的广泛种植[1],靶标昆虫对抗虫基因的适应以及次生害虫的爆发成为转基因作
物安全性评价的重要内容[2]。 通常用种内混作或者建立避难所来延缓靶标害虫抗性的产生[3鄄4]。 转基因作
物种子与非转基因种内混作因为容易操作,被推荐为昆虫减小或者避免抗性产生的一种策略[5]。 不同品种
作物间按不同行相间种植的“种间混作冶模式可提高光能和土地的利用率,达到稳产保收,同时能改变害虫与
天敌群落结构[6],成为一种在中国常见的耕作模式[7]。
线虫是土壤动物区系中最为丰富的无脊椎动物,其营养类群多样,在土壤食物网中占有重要位置[8]。 线
虫具有培养分离鉴定相对简便、敏感性良好、以及对环境变化能做出迅速反应等特点。 线虫群落研究发展相
对成熟的计算方法,如成熟度指数(MI)能直接地反映线虫群落的演替状态,敏感地反映土壤环境的受胁迫程
度[9]。 线虫通路指数(NCR)能表示土壤有机质的分解途径[10],因此常被广泛地应用于土壤质量以及土壤污
染的研究[11鄄12]。
自 1986年 Mathew等首先将新霉素磷酸转移酶(neomycin phosphotransferase gene,NPT鄄域)基因利用农杆
菌介导法转入芥菜型油菜以来,开始对包括从细菌 Bacillus thuringiensis [Berliner] (Bt)获得的转基因油菜进
行种植与研究[13]。 转 Bt油菜能有效控制小菜蛾 Plutella xylostella L.和美洲棉铃虫 Helicoverpa zea Boddie[14]。
但转基因油菜也存在一定安全风险。 如转 Bt油菜花粉逃逸能与野芥菜 Brassica rapa 杂交。 Burgio 等认为转
基因油菜 Bt 蛋白能残留在非靶标昆虫桃蚜 Myzus persicae 体内[15]。 但 Pierre 等认为转基因油菜对 4 种蜜蜂
无显著影响[16]。 Howald等在油菜叶蜂 Athalia rosae 体内检测到 Bt蛋白,但是对其生活史没有影响[17]。
Bt毒素能通过花粉、作物残体以及根分泌物进入土壤环境[18鄄19],可能对土壤环境以及土壤生物产生潜在
风险,因此转基因作物是否影响土壤生物多样性及群落结构受到社会广泛关注[7, 20]。 Zwahlen 等用转基因玉
米喂食蚯蚓 Lumbricus terrestris 200 d后,蚯蚓体重显著减少[19]。 转基因作物对线虫影响也有广泛报道。 某些
Bt蛋白,如 Cry5B、Cry6A、Cry14A和 Cry21A发现对某些线虫有直接毒性[21]。 但 Yang等调查了连续种植转基
因棉田土壤线虫,并认为无明显影响[7],H觟ss 等也认为转基因玉米对土壤自由生活线虫无显著影响[20]。 转
基因作物与常规物种“种间混作冶常改变农田害虫与天敌群落结构,因此需要对转基因作物生态安全进行进
一步研究,但转基因油菜与野芥菜之间混作是否影响土壤线虫群落结构的研究未见报道。
本文选择转基因油菜与野芥菜为研究对象,按照不同比例移栽转基因油菜与野芥菜幼苗,在不同时期对
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土壤进行采样,调查转基因油菜与野芥菜种间混作对线虫群落结构的影响,以期更全面地了解转基因油菜与
其他植物混作对非靶标土壤动物的影响,为转基因油菜的潜在非靶标生物生态风险评价提供科学依据。
1摇 材料与方法
1.1摇 实验材料
野芥菜(Brassica juncea, 2n= 36, AABB)为十字花科植物,是油菜(Brassica napus cv “Westar冶, 2n = 38,
AACC)的近缘种,可与油菜进行杂交,种子由南京农业大学提供,从当地田间收集[22]。 转基因油菜为 pSAM
12质粒转化,包含 CaMV 35S 启动子控制编码绿色荧光蛋白(Green fluorescent protein, GFP)和 Bt(Bacillus
thuringiensis) Cry1Ac蛋白基因油菜[23]。
1.2摇 实验处理
实验在北京顺义实验基地进行,按照随机区组设计 3 个平行小区,每小区完全随机设置转基因油菜和野
芥菜按照 0颐100(处理 A);25颐75(处理 B);50颐50(处理 C);75颐25(处理 D);100颐0(处理 E)不同比例 5个处理。
处理设置在 2 m伊2 m伊2 m的 50目尼龙网纱罩中,处理间距离 6 m。 转基因油菜和野芥菜按比例相间排列,种
植密度为 6伊6株(图 1)。 转基因油菜和野芥菜 2012年 4月 16日温室播种,5月 20日移栽至试验地。 每处理
移栽灌溉以及杂草处理实行一致的管理方法,全生育期不施药。
于 2012年移栽前(5月 20日),以及移栽后按照生育期花期(7 月 4 日)和收获期(8 月 14 日)分别采样。
在样方内选择 3个点取土,用土钻采集深度为 0—10 cm的表土,将其均匀混合后制成约 500 mL 混合土样带
回实验室分离线虫和进行理化分析。 土壤 pH值为 7.3依0.5,有机碳含量为(6.8依0.4)mg / g。
1.3摇 线虫分离、鉴定
每个土样取土 100 cm3,3 d 内用改进的 Baermann 漏斗法分离线虫 48 h[24],收集线虫悬浮液并浓缩至 2
mL,用 4%福尔马林溶液固定。 光学显微镜下参照 Goodey 的分类系统[25]和《中国土壤动物检索图鉴》 [26]以
及《植物线虫志》 [27],将线虫鉴定到属,并统计各属线虫数量。
1.4摇 线虫群落结构分析
土壤线虫依据 Yeates等分为 4个营养类型[10],分别为食细菌类(Ba)、食真菌类(Fu)、植物寄生类(PP)
和杂食捕食类(OP)。 根据线虫不同的生活史策略,将线虫划分为 5个类群,即不同的 colonizer persister (c鄄p)
类群 [28]。
研究采用生态学评价指数:Shannon鄄Wiener多样性指数 H忆,H忆= -移P i ln P i,P i =ni / N,式中 P i为样品中属
于第 i种的个体的比例;ni为第 i类群的个体数;N为所有类群的个体总数[29]。 Pielou 均匀度指数 J忆,J忆=H忆 /
ln S,式中 S 为类群数[30]。 Simpson 优势度指数 姿,姿 = 移( ni / N) 2,姿 = 移H忆2 [31]。 线虫成熟指数,MI =
移v( i) f( i),式中 v( i)是第 i种线虫的 c鄄p值;f( i)第 i种线虫的个体数占自由生活线虫数量的比例[9]。 线虫
通路比值(NCR),NCR= NBa / (NBa+ NFu),式中 NBa为食细菌线虫数量;NFu为食真菌线虫数量[10]。
1.5摇 数据分析
数据分析采用 SPSS 软件(16.0版, SPSS Inc.)。 采样双因子方差分析(Two鄄way ANOVA)不同处理与采
样时期间线虫数量以及多样性指数差异,处理组间差异显著性采用 Duncan检验(P<0.05)。
2摇 结果与分析
2.1摇 线虫科属及营养类群
在所采集的 45个土壤样品中,土壤线虫分属 21科 33属 (表 1),其中食细菌类 15 属、食真菌类 5 属、植
物寄生类 8属和杂食捕食类 5属。 各处理线虫属数:处理 B(30属)>处理 C(28 属) >处理 A(26 属) >处理 D
和处理 E(25属)。 在所有处理中,优势类群为拟丽突属 Acrobeloides 和真滑刃属 Aphelenchus,分别占总数的
12.3%和 37.4% (表 1)。 常见类群有 13 属,占总数的 47.9%,而稀有类群 19 属,占总数的 2.39%。 潜根属
1916摇 18期 摇 摇 摇 肖能文摇 等:转基因油菜与野芥菜混作对土壤线虫群落的影响 摇
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图 1摇 转基因油菜与野芥菜单作以及混作实验设计布局图
Fig.1摇 Experimental design layout for sole cropping or mixed intercropping between transgenic oilseed rape and wild mustard
Hirschmanniella仅出现在处理 C中。 垫刃属 Tylenchus 和胞囊属 Heterodera 仅在处理 A 和处理 B 中出现。 按
照线虫功能类群,食真菌线虫所占比例最大,为 47.5%,其次为食细菌线虫,所占比例为 33.7%,植食性线虫,
占 14.0%和捕食杂食性线虫,占线虫总数 4.8%。
2.2摇 土壤线虫群落 c鄄p值变化
在不同 c鄄p中,以 c鄄p 2所占比例最高,为 77.7%,其次是 c鄄p 3,占 11.2%,c鄄p 1占 5.88%,c鄄p 5和 c鄄p 4类
群较少,分别占 4.86%和 0.35%。 De Goede等认为线虫主要为 c鄄p 2—4的类群,而 c鄄p1 和 c鄄p5 相对较少,可
以用对 c鄄p 2, c鄄p 3和 c鄄p 4类群按比例做成三角形图[33]。 调查结果表明 c鄄p 1, c鄄p 2 和 c鄄p 3 类群较多,而
c鄄p 4和 c鄄p 5类群较少,c鄄p 1, c鄄p 2和 c鄄p 3类群所占比例作图(图 2),结果表明,几个处理线虫 c鄄p 值比例
差异不大,基本生活史类型组成相似,说明不同处理类型在生活史组成没有差异。
2.3摇 不同处理线虫总量以及各营养类型线虫数量比较
方差分析结果表明,不同处理间土壤线虫总量差异不显著,但不同取样时间线虫总数差异显著(表 2),实
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表 1摇 不同处理线虫科属丰富度与功能类群
Table 1摇 The abundance and function group of nematodes at different treatments
线虫科
Families
线虫属
Genera
功能团[8]
Guild
不同处理线虫数量 / (条 / 100cm3)
Abundance of nematodes at different treatments
A B C D E
盆咽线虫科 Panagrolaimidae 盆咽属 Panagrolaimus Ba1 6.3 12.0 10.2 12.5 7.5
小杆线虫科 Rhabditidae 小杆属 Rhabditis Ba1 5.6 11.7 9.9 13.9 8.5
中杆属 Mesorhabditis Ba1 1.8 3.1 3.7 8.4 6.3
钩唇属 Diploscapter Ba1 0.0 0.1 0.0 0.3 0.0
绕线虫科 Plectidae 绕线属 Plectus Ba2 0.0 0.1 0.0 0.0 0.7
头叶线虫科 Cephalobidae 拟丽突属 Acrobeloides Ba2 42.1 33.1 60.1 66.1 47.7
丽突属 Acrobelus Ba2 1.1 1.9 0.2 0.5 0.2
板唇属 Chiloplacus Ba2 26.0 14.1 13.0 24.3 29.2
真头叶属 Eucephalobus Ba2 22.6 30.2 23.0 43.9 19.9
头叶属 Cephalobus Ba2 10.6 6.1 8.3 14.6 8.7
畸头线虫科 Teratocephalidae 畸头叶属 Teratocephalus Ba3 0.0 0.2 0.2 1.0 0.3
单宫线虫科 Monhysteridae 棱咽属 Prismatolaimus Ba3 0.3 1.4 0.7 2.2 0.6
杯咽线虫科 Cyatholaimidae 筛咽属 Ethmolaimus Ba3 0.0 0.4 0.6 0.8 0.0
无咽线虫科 Alaimidae 无咽属 Alaimus Ba4 0.7 1.1 1.8 1.1 1.0
拟滑刃线虫科 Aphelenchoididae 滑刃属 Aphelenchoides Fu2 31.3 34.9 39.8 46.0 18.6
滑刃线虫科 Aphelenchidae 真滑刃属 Aphelenchus Fu2 163.4 154.6 129.9 183.4 127.9
伪垫刃科 Nothotylenchidae 伪垫刃属 Nothotylenchus Fu2 1.9 0.5 3.2 2.1 3.3
散香属 Boleodorus PP2 7.7 4.1 17.1 5.8 5.2
细齿线虫科 Leptonchidae 细齿属 Leptonchus Fu4 1.1 0.0 0.1 0.0 0.3
垫刃线虫科 Tylenchidae 垫刃属 Tylenchus PP2 0.6 0.4 0.0 0.0 0.0
丝尾垫刃属 Filenchus Fu2 6.5 4.3 4.4 0.3 5.6
裸矛属 Psilenchus PP2 0.3 0.0 0.0 0.0 0.3
刺线虫科 Belonolaimidae 矮化属 Tylenchorhynchus PP3 3.8 0.8 2.0 1.3 0.5
短体线虫科 Pratylenchidae 短体属 Pratylenchus PP3 7.4 7.7 20.8 20.8 20.4
潜根属 Hirschmanniella PP3 0.0 0.0 0.8 0.0 0.0
纽带线虫科 Hoplolaimidae 螺旋属 Helicotylenchus PP3 35.1 38.6 34.1 31.9 16.7
异皮线虫科 Heteroderidae 胞囊属 Heterodera PP3 0.1 0.1 0.0 0.0 0.0
长尾滑刃线虫科 Seinurinae 长尾滑刃属 Seinura OP2 0.0 0.5 0.3 1.0 0.0
三孔线虫科 Tripylidae 托布利属 Tobrilus OP3 0.1 0.1 0.3 0.0 0.0
矛线线虫科 Dorylaimoidae 真矛属 Eudorylaimus OP4 0.0 0.5 1.0 0.5 0.0
矛线科 Dorylaimidae OP5 5.0 1.3 6.0 3.7 7.1
孔咽属 Aporcelaimus OP5 8.4 13.7 13.1 20.4 13.4
圣城线虫科 Discolaimus 盘咽属 Discolaimus OP5 0.3 0.2 0.2 0.0 0.8
摇 摇 Ba: 食细菌线虫,Fu: 食真菌线虫,OP: 杂食 /捕食类线虫,PP: 植物寄生类线虫;处理 A:转基因油菜和野芥菜比例 0颐100;处理 B:25颐75;处
理 C: 50颐50;处理 D:75颐25;处理 E:100颐0
验开始时数量最多,随后在花期和收获期线虫总数减少(图 3)。 取样时间与处理间不存在相互作用(表 2)。
不同营养类型的线虫数量在不同采样时期间有显著差异,但处理与时间之间的交互作用不显著(表 2)。
试验开始时,处理 D 线虫总数为(756依131)条 / 100 cm3,而处理 C 线虫数量最少,为(493依147)条 / 100
cm3。 但到花期 7月 4日,各处理线虫总数有所下降,但仍以处理 D 线虫数量最多,但处理间差异缩小。 到成
熟期,线虫总数进一步减少,处理 C线虫总数最多,为(339依123)条 / 100 cm3,处理 E 线虫最少,仅(141依205)
条 / 100 cm3。 多重比较表明,处理间均无显著差异(图 3)。
对不同营养类型的线虫数量进行了进一步的比较,植食性线虫在 5月 20日差异显著(P<0.05,图 4 I),处
理 B数量最高,达(87依37)条 / 100 cm3,而处理 D植食性线虫数量最少,仅(20依14)条 / 100 cm3。 其他时间段
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不同处理间差异均不显著(P>0.05,图 4)。
图 2摇 不同处理线虫 c鄄p值相对丰富度
摇 Fig.2摇 Relative abundances of nematode taxa classified as c鄄p 1,
c鄄p 2 and c鄄p 3—5
数据点代表 5个不同处理(A、B、C、D、E)平均值
图 3摇 不同处理线虫总量
摇 Fig.3摇 The total number of nematodes at different treatments
图中数据为平均值依标准误,小写字母相同表示组间无显著性差
异,字母不同表示有显著性差异,琢= 0.05
方差分析结果表明,食细菌线虫、食真菌线虫与捕食杂食性线虫在不同处理间均无显著差异(P>0.05)
(图 4)。
图 4摇 不同处理线虫各营养类型数量比较
Fig.4摇 The number of four feeding types of nematode against different treatments at three sampling times
字母相同表示组间无显著性差异,字母不同表示有显著性差异,琢= 0.05
2.4摇 不同处理线虫群落结构比较
方差分析结果表明,各处理间多样性、优势度、均匀度、成熟度和线虫通路比值(NCR)差异不显著,不同
采样时期间差异显著,但处理与时间不存在交互作用(表 2)。
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表 2摇 不同处理线虫数量组成及群落结构方差分析结果
Table 2摇 Results of ANOVA for the number and community of nematodes between treatments
方差来源
Source df
属组成
Genera
composition
F P
线虫总数
Total number
F P
植食性线虫
Herbivores
F P
食细菌线虫
Bacterivores
F P
捕食杂食性线虫
Omnivores鄄
predators
F P
食真菌线虫
Fungivores
F P
处理 Treatment 4 0.62 0.655 1.59 0.228 0.54 0.706 1.12 0.359 1.05 0.394 0.63 0.643
时间 Time 2 0.05 0.951 15.90 0.001** 4.29 0.020* 3.72 0.032* 10.66 0.001** 38.29 0.000**
处理伊时间
Treatment伊Time 8 1.94 0.091 0.59 0.780 1.22 0.312 0.95 0.484 0.47 0.873 0.51 0.843
方差来源
Source df
优势度指数(姿)
Simpson index
F P
多样性指数(H忆)
Shannon鄄
Wiener index
F P
均匀度 (J忆)
Even index
F P
线虫成熟指数 MI
Maturity index
F P
线虫通路
比值 NCR
Nematoda
channel ratio
F P
处理 Treatment 4 1.86 0.170 1.62 0.221 3.02 0.052 1.06 0.387 0.70 0.599
时间 Time 2 10.19 0.001** 8.48 0.001** 12.42 0.001 ** 8.16 0.001** 12.22 0.001**
处理伊时间
Treatment伊Time 8 1.12 0.376 2.11 0.067 1.02 0.444 0.92 0.507 0.52 0.837
摇 摇 * 差异显著,**差异极显著; *P<0.05,** P<0.01
对不同处理线虫数量群落多样性分析(图 5),线虫群落 Shannon鄄Wiener 多样性指数(H忆)、Simpson 优势
度指数(姿)和均匀度指数(J忆)在 5月 20日处理间无显著差异(图 4)。 到 7 月 4 日,指数间均出现差异,处理
D有更高的多样性指数、优势度和均匀度,而处理 A多样性、优势度和均匀度均最低,且与处理 D存在显著差
异(P<0.05)(图 5)。 到油菜成熟期,处理间多样性差异不显著。 但是各处理间优势度与均匀度仍然存在显
著差异,处理 D优势度与均匀度最高,处理 C的优势度与均匀度最低。
各处理线虫成熟度指数(MI)在 2.15—3.63之间,NCR(图 5)在 0.28—0.57 之间,在 3 个取样时间成熟度
指数和 NCR差异均不显著(P>0.05)。 但方差分析结果表明,不同取样时间差异极显著(P<0.01),不同时间
与处理间对线虫 MI和 NCR指数均不存在相互作用(P>0.05)。
3摇 讨论
抗虫转 Bt基因作物种植能控制靶标害虫并减少杀虫剂的使用[34鄄35],减少杀虫剂进入土壤环境,从而减少
对土壤生物的环境压力。 转基因植物的毒蛋白能通过植物残体和根基分泌物等土壤环境[36鄄37]。 混作常用于
提高作物产量,也是常见的控制害虫的耕作模式,混作可以提高作物光能和土地的利用率,增加田间生物多
样性。
利用转基因油菜与野芥菜混作,鉴定出土壤线虫 33属,线虫总数范围为在 141.5—756.0 条 / 100 cm3。 线
虫总数以及不同营养类型线虫数量均无显著差异。 虽然在 5月 20日处理 B(转基因油菜颐野芥菜 25颐75)植食
性线虫数量显著高于处理 D(75颐25)。 但本次采样为作物移栽时土壤本底的差异,而本次采样其他处理间不
存在显著差异。 在随后的 2次采样中,不同处理间不存在差异。 本文结果说明转基因油菜、野芥菜以及两种
作物混作,土壤线虫数量不存在显著差异,说明混作以及单作不影响土壤线虫的数量。 其结果与 Li 和 Liu 等
结论一致,认为长期种植转基因棉花对土壤线虫总数影响很小[38]。 H觟ss等也认为表达 Cry1Ab和 Cry3Bb1蛋
白的 Bt玉米对土壤线虫多样性无显著影响[20]。 Griffiths等调查欧洲 3个研究区表达 CryIAb蛋白的转基因玉
米(Zea mays L.)土壤线虫,认为对线虫的动态变化在正常农业变化范围内[39]。 Al鄄Deeb 等也证明转 Bt 基因
玉米与非转基因玉米土壤中的线虫数量相当[40]。 这些结果均表明,大田种植的不同转 Bt 作物,对土壤线虫
数量影响均不显著。
研究表明转基因油菜单作以及与野芥菜混作不改变线虫生活史组成和群落组成。 不同比例转基因油菜
与野芥菜混作以及单作处理,土壤线虫中优势类群均为拟丽突属 Acrobeloides 和真滑刃属 Aphelenchus,土壤线
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图 5摇 不同处理土壤线虫群落多样性分析
Fig.5摇 The diversity of soil nematode communities at different treatments
虫群落组成变化较小;且 5个处理线虫 c鄄p值组成一致(图 1),聚成一类,转基因油菜单作以及与野芥菜混作
后,各处理间线虫群落组成不存在明显差异。 结果与 Yang 等结论一致[12],认为转基因棉花的种植不影响土
壤线虫群落组成。 但不同作物农田土壤线虫优势类群不一样, Yang 等棉田中优势类群为拟丽突属
Acrobeloides、真头叶属 Eucephalobus, 和真滑刃属 Aphelenchus。 但 Li和 Liu调查多年转基因棉种植田间主要类
群为螺旋属 Helicotylenchus、丝尾垫刃属 Filenchus 和拟丽突属 Acrobeloides,不同作物种植类型和不同种植年
限,可能导致线虫优势类群不同。
转基因油菜与野芥菜混作不改变土壤线虫多样性。 虽然在 7 月 4 日,线虫多样性指数、优势度指数和均
匀度指数在 100%野芥菜处理 A和转基因油菜与野芥菜 75颐25 处理 D间存在显著差异,8 月 14 日,处理 D 的
优势度与均匀度明显高于处理 C,但在整体方差分析结果表明各指数在处理间无线虫差异(表 3)。 在成熟度
MI指数与线虫通路指数 NCR指数也有着相似的变化规律。 其结果与转基因棉田土壤线虫一致[12, 38]。 转基
因油菜与野芥菜混作不影响土壤线虫群落结构。 时培建等认为作物物种丰富度显著性影响害虫物种丰富度,
混栽田中节肢动物群落稳定性高于单一种植田中节肢动物群落稳定性[41]。 但本实验表明单作以及混作处理
后,植食性土壤线虫数量没有发生显著变化,不同营养类型线虫数量不存在显著差异,转基因油菜与野芥菜混
作与单作相比并没有增加土壤线虫多样性。
本文实验结果表明,转基因油菜与野芥菜按不同比例混作,土壤线虫优势类群相同,线虫总数与不同营养
类型线虫数量不存在显著差异,线虫生活史策略(c鄄p 值)组成相似。 线虫群落参数亦不存在显著差异,转基
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因油菜与野芥菜混作短期内没有使土壤线虫群落结构发生明显改变。
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