全 文 ：植物保护学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｌａｎｔ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ， ２０１５， ４２（６）： １０２５ － １０２９ ＤＯＩ： １０ １３８０２ ／ ｊ． ｃｎｋｉ． ｚｗｂｈｘｂ． ２０１５ ０６ ０２５
基金项目：国家转基因生物新品种培育重大专项（２０１４ＺＸ０８０１１⁃００３）
∗通讯作者（Ａｕｔｈｏｒ ｆｏｒ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｃｅ）， Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｚｙｗａｎｇ＠ ｉｐｐｃａａｓ． ｃｎ
收稿日期： ２０１５ － ０５ － ２３
不同条件下转 ｃｒｙ１Ａｂ基因玉米植株残体中
杀虫蛋白降解动态
邢珍娟１，２ 白树雄２ 何康来２ 王振营２∗
（１．吉林省农业科学院， 长春 １３０１２４； ２．中国农业科学院植物保护研究所，
植物病虫害生物学国家重点实验室， 北京 １００１９３）
摘要： 为明确转 ｃｒｙ１Ａｂ 基因玉米植株残体中 Ｃｒｙ１Ａｂ 杀虫蛋白在不同条件下的降解动态，选取转
ｃｒｙ１Ａｂ 基因玉米ＭＯＮ８１０ 和 Ｂｔ１１，采用 ＥＬＩＳＡ方法测定 ４ 种条件下秸秆中 Ｃｒｙ１Ａｂ杀虫蛋白的残留
量。 结果表明，在不同条件、不同取样时间，２ 种玉米秸秆中 Ｃｒｙ１Ａｂ 杀虫蛋白的残留量差异显著；
整株秸秆中的 Ｃｒｙ１Ａｂ杀虫蛋白降解速度比粉碎后的慢；秸秆粉碎埋入土壤后播种冬小麦，玉米秸
秆中 Ｃｒｙ１Ａｂ杀虫蛋白降解速度最快，且可完全降解；在不同条件下，ＭＯＮ８１０ 玉米秸秆中 Ｃｒｙ１Ａｂ
杀虫蛋白的降解速度比 Ｂｔ１１ 玉米慢，ＭＯＮ８１０ 和 Ｂｔ１１ 玉米秸秆中 Ｃｒｙ１Ａｂ 杀虫蛋白的 ＤＴ５０分别为
１０ ２ ～ ２０７ ８、１３ ６ ～ １２４ ０ ｄ，ＤＴ９０分别为 １８５ １ ～ ３６８ ３、４５ ２ ～ ２２４ ０ ｄ。 研究表明，在不同条件下
ＭＯＮ８１０ 和 Ｂｔ１１ 玉米秸秆中 Ｃｒｙ１Ａｂ杀虫蛋白的降解速度不同，依次为秸秆粉碎后埋在土壤后种
植冬小麦 ＞秸秆粉碎埋在玉米田土壤中 ＞秸秆粉碎后放在地表 ＞整株秸秆放在地表。
关键词： 转 ｃｒｙ１Ａｂ基因玉米； 植株残体； Ｃｒｙ１Ａｂ杀虫蛋白； 降解
Ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｄｙｎａｍｉｃｓ ｏｆ Ｃｒｙ１Ａｂ ｉｎｓｅｃｔｉｃｉｄａｌ ｐｒｏｔｅｉｎ ｗｉｔｈｉｎ ｔｒａｎｓｇｅｎｉｃ
Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｔｈｕｒｉｎｇｉｅｎｓｉｓ ｃｏｒｎ ｐｌａｎｔ ｄｅｂｒｉｓ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ
Ｘｉｎｇ Ｚｈｅｎｊｕａｎ１，２ Ｂａｉ Ｓｈｕｘｉｏｎｇ２ Ｈｅ Ｋａｎｇｌａｉ２ Ｗａｎｇ Ｚｈｅｎｙｉｎｇ２∗
（１． Ｊｉｎｌｉｎ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ １３０１２４， Ｊｉｌｉｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ， Ｃｈｉｎａ； ２． Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｆｏｒ
Ｂｉｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｐｌａｎｔ Ｄｉｓｅａｓｅ ａｎｄ Ｉｎｓｅｃｔ Ｐｅｓｔｓ， Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｐｌａｎｔ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ， Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ
Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１９３， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｃｌａｒｉｆｙ ｔｈｅ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｄｙｎａｍｉｃｓ ｏｆ Ｃｒｙ１Ａｂ ｉｎｓｅｃｔｉｃｉｄａｌ ｐｒｏｔｅｉｎ ｉｎ ｔｈｅ ｐｌａｎｔ ｄｅｂｒｉｓ
ｏｆ ｃｒｙ１Ａｂ ｔｒａｎｓｇｅｎｉｃ ｃｏｒｎ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ， ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｏｆ Ｃｒｙ１Ａｂ ｐｒｏｔｅｉｎ ｉｎ ｔｈｅ ｃｒｙ１Ａｂ
ｔｒａｎｓｇｅｎｉｃ ｃｏｒｎ ＭＯＮ８１０ ａｎｄ Ｂｔ１１ ｗｅｒｅ ｑｕａｎｔｉｆｉｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｅｎｚｙｍｅ⁃ｌｉｎｋｅｄ ｉｍｍｕｎｏｓｏｒｂｅｎｔ ｅｓｓａｙ
（ＥＬＩＳＡ） ｍｅｔｈｏｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅｒｅ ｗｅｒｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｒａｔｅｓ ｏｆ
Ｃｒｙ１Ａｂ ｉｎｓｅｃｔｉｃｉｄａｌ ｐｒｏｔｅｉｎ ｏｆ ＭＯＮ８１０ ａｎｄ Ｂｔ１１ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｓａｍｐｌｉｎｇ ｔｉｍｅｓ． Ｔｈｅ
ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ Ｃｒｙ１Ａｂ ｉｎｓｅｃｔｉｃｉｄａｌ ｐｒｏｔｅｉｎ ｉｎ ｔｈｅ ｗｈｏｌｅ ｐｌａｎｔ ｗａｓ ｓｌｏｗｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｉｎ ｔｈｅ ｓｍａｓｈｅｄ
ｐｌａｎｔ ｄｅｂｒｉｓ． Ｔｈｅ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｒｙ１Ａｂ ｉｎｓｅｃｔｉｃｉｄａｌ ｐｒｏｔｅｉｎ ｉｎ ｔｈｅ ｓｍａｓｈｅｄ ｓｔａｌｋｓ ｂｕｒｉｅｄ ｉｎ ｔｈｅ
ｗｉｎｔｅｒ ｗｈｅａｔ ｆｉｅｌｄ ｗａｓ ｆａｓｔｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｏｔｈｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ． Ｔｈｅ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｒｙ１Ａｂ ｉｎｓｅｃｔｉｃｉｄａｌ
ｐｒｏｔｅｉｎ ｉｎ ＭＯＮ８１０ ｗａｓ ｓｌｏｗｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ Ｂｔ１１． Ｔｈｅ ＤＴ５０ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｒｙ１Ａｂ ｉｎｓｅｃｔｉｃｉｄａｌ ｐｒｏｔｅｉｎ ｉｎ ＭＯＮ８１０
ａｎｄ Ｂｔ１１ ｗｅｒｅ １０ ２ － ２０７ ８， １３ ６ － １２４ ０ ｄ， ａｎｄ ｔｈｅ ＤＴ９０ ｖａｌｕｅｓ ｗｅｒｅ １８５ １ － ３６８ ３， ４５ ２ － ２２４ ０
ｄ， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｔｈｅ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｒａｔｅｓ ｏｆ Ｃｒｙ１Ａｂ ｉｎｓｅｃｔｉｃｉｄａｌ ｐｒｏｔｅｉｎ ｗｅｒｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ． Ｉｎ ｆｏｕｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ， ｔｈｅ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ Ｃｒｙ１Ａｂ ｉｎｓｅｃｔｉｃｉｄａｌ ｐｒｏｔｅｉｎ ｉｎ ｔｈｅ ｓｍａｓｈｅｄ ｓｔａｌｋｓ
ｂｕｒｉｅｄ ｉｎ ｗｉｎｔｅｒ ｗｈｅａｔ ｆｉｅｌｄ ｗａｓ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ， ｆｏｌｌｏｗｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｓｍａｓｈｅｄ ｓｔａｌｋｓ ｂｕｒｉｅｄ ｉｎ ａｆｔｅｒ⁃ｈａｒｖｅｓｔ ｃｏｒｎ
ｆｉｅｌｄ， ｉｎ ｔｈｅ ｓｍａｓｈｅｄ ｓｔａｌｋｓ ｐｌａｃｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｏｉｌ， ａｎｄ ｉｎ ｗｈｏｌｅ ｃｏｒｎ ｐｌａｎｔｓ ｏｎ ｔｈｅ ｇｒｏｕｎｄ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｃｒｙ１Ａｂ ｔｒａｎｓｇｅｎｉｃ ｃｏｒｎ； ｐｌａｎｔ ｄｅｂｒｉｓ； Ｃｒｙ１Ａｂ ｉｎｓｅｃｔｉｃｉｄａｌ ｐｒｏｔｅｉｎ； ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ
转 Ｂｔ基因玉米是全球商品化最快的抗虫转基
因作物之一，截止 ２０１３ 年全球种植面积已达 １ ７５２
亿 ｈｍ２（Ｊａｍｅｓ，２０１４）。 目前，国外商业化的转 Ｂｔ 基
因玉米主要是以表达 Ｃｒｙ１Ａｂ 杀虫蛋白的 ＭＯＮ８１０
和 Ｂｔ１１ 为主，Ｃｒｙ杀虫蛋白对鳞翅目、鞘翅目等害虫
具有杀虫活性。 Ｂｔ作物中表达的 Ｂｔ 杀虫蛋白可通
过根系分泌物 （ Ｓａｘｅｎａ ｅｔ ａｌ． ， ２００２ａ；王建武等，
２００５）、花粉飘落 （ Ｌｏｓｅｙ ｅｔ ａｌ． ， １９９９；邢珍娟等，
２００８）、残茬分解或秸秆还田（邢珍娟等，２００８；Ｐａｌｍ
ｅｔ ａｌ． ，２０１１）等方式进入土壤生态系统，由于 Ｂｔ 杀
虫蛋白能被黏土矿物（蒙脱石和高岭石）、腐殖酸和
有机矿物聚合体等土壤表面活性颗粒快速吸附，导
致其在土壤中难以降解，长期累积有可能对土壤生
态环境造成不利影响（Ｓｔｏｔｚｋｙ，２００４；刘洁等，２０１０）。
目前，Ｂｔ杀虫蛋白在土壤中的降解规律及残留已经
成为 Ｂｔ作物土壤生态风险评价的核心问题，转 Ｂｔ
基因玉米秸秆还田后对土壤生态系统的影响已受到
广泛关注 （Ｈｏｐｋｉｎｓ ＆ Ｇｒｅｇｏｒｉｃｈ，２００５；李云河等，
２００５），而了解土壤中 Ｂｔ 杀虫蛋白的降解动态是解
决此问题的关键（Ｍｏｒｒａ，１９９４）。
玉米秸秆还田是目前各国普遍采用的可持续农
业技术，它可以通过地表覆盖和埋入土壤 ２ 种方式
进行。 对转 Ｂｔ基因玉米秸秆还田后 Ｂｔ杀虫蛋白的
降解动态研究主要是在室内恒温模拟条件下进行的
（王建武和冯远娇，２００５），但由于各研究中所选取
的土壤类型及采用的材料、方法等不同，导致所得到
的 Ｂｔ杀虫蛋白降解时间差异很大。 Ｓｉｍｓ ＆ Ｒｅａｍ
（１９９７）报道 Ｂｔ棉残体中 Ｂｔ杀虫蛋白在实验室和田
间不同条件下消散半衰期（５０％ ｄｉｓａｐｐｅａｒａｎｃｅ ｔｉｍｅ，
ＤＴ５０）分别为 １５ ５ ｄ和 ３１ ７ ｄ；Ｓａｘｅｎａ ｅｔ ａｌ． （２００２ａ，
ｂ）研究结果显示，Ｂｔ玉米根系分泌物和残体降解释
放的 Ｂｔ 杀虫蛋白在土壤中残留期可达 ３５０ ｄ；纯化
Ｂｔ 杀虫蛋白在土壤中降解的 ＤＴ５０、９０％ 消散期
（９０％ ｄｉｓａｐｐｅａｒａｎｃｅ ｔｉｍｅ，ＤＴ９０）分别为 ０ ６ ｄ 和 ６ ９
ｄ（Ｈｅｒｍａｎ ｅｔ ａｌ． ，２００２）；Ｚｗａｈｌｅｎ ｅｔ ａｌ． （２００３）把传
粉期的 Ｂｔ 玉米组织埋入土壤，２００ ～ ２４０ ｄ仍可检测
到 Ｂｔ杀虫蛋白。 可见，大田条件下玉米秸秆中 Ｂｔ
杀虫蛋白的含量及降解与残留动态是研究 Ｂｔ 作物
对土壤生态系统风险影响的关键。
因此，本试验以 ２ 种转 ｃｒｙ１Ａｂ 基因抗虫玉米
ＭＯＮ８１０ 和 Ｂｔ１１ 为对象，研究了转 Ｂｔ基因玉米植株
残体中杀虫蛋白在不同条件下的降解动态，以期为
转 Ｂｔ抗虫作物生态风险性评价和为转基因生物安
全管理提供科学依据。
１ 材料与方法
１ １ 材料
供试植物：转 Ｃｒｙ１Ａｂ基因玉米 ＭＯＮ８１０ 和 Ｂｔ１１
对应品种为 ＤＫ６４７ＢＴＹ 和 ＮＸ４７７７，其亲本对照非
转基因玉米品种为 ＤＫ６４７ 和 ＮＸ４９０６，分别来自美
国孟山都公司和瑞士先正达公司。 小麦品种为苏
１６６１ 红麦，由中国农业科学院植物保护研究所麦类
病害组提供。
试剂及仪器：Ｂｔ⁃Ｃｒｙ１Ａｂ 酶联免疫试剂盒，美国
Ａｇｄｉａ公司；Ｍｕｌｔｉｓｋａｎ Ａｓｃｅｎｔ型酶标仪，芬兰 Ｔｈｅｒｍｏ
公司；７５０ Ｗ型超声波粉碎仪，美国科尔帕默公司。
１ ２ 方法
１ ２ １ 玉米秸秆的不同处理
２００５ 年 ６ 月 ２１ 日将 ４ 种供试玉米分别种植于
中国农业科学院植物保护研究所试验田，每小区种
植 １ 个品种，每个品种种植 ３ 个小区，共 １２ 个小区，
每小区面积为 ６ ｍ × ５ ｍ，行距 ６０ ｃｍ，株距 ３３ ｃｍ。
各小区间隔 １ ｍ，小区随机排列，生长期不施用任何
农药，常规管理。
玉米成熟后，将收获后的玉米秸秆分为 ２ 组，
一组是分别将 ４ 种玉米的整株秸秆分别放置试验
田地表；另一组分别将 ４ 种玉米模拟秸秆还田处
理，剁碎后混匀，用孔径 ２ ｍｍ 网袋分装（１０ ｃｍ ×
１５ ｃｍ），每袋 ７０ ｇ，每种玉米分装 ９０ 袋，其中 ３０ 袋
埋入土壤中（深度 ２０ ｃｍ），每穴（２０ ｃｍ × ３０ ｃｍ）
１ 袋，穴间距 １ ｍ；３０ 袋放置在地表，将网袋系在铁
丝上固定，袋间距 １ ｍ；３０ 袋埋入土壤中（深度 ２０
ｃｍ），每穴（２０ ｃｍ × ３０ ｃｍ）１ 袋，穴间距 １ ｍ，然后
在其上按照常规方法播种冬小麦。 从 ２００５ 年 １０
月 １５ 日开始，分别在第 １５、３０、６０、９０、１２０、１５０、
１８０、２１０ 和 ２４０ 天对每种玉米进行取样，每种玉米
每个处理取 ３ 袋，取回后立即用液氮速冻处理，于
－ ２０℃冰箱保存备用。
１ ２ ２ Ｃｒｙ１Ａｂ杀虫蛋白含量及降解时间的测定
采用 ＥＬＩＳＡ法测定玉米植株残体中 Ｃｒｙ１Ａｂ 杀
６２０１ 植 物 保 护 学 报 ４２ 卷
虫蛋白的含量。 将取回的样品灭菌剪碎，充分混匀，
分别放入灭菌研钵中，加入液氮，研磨成粉末状。 各
称取 ０ １ ｇ样品放入 ２ ｍＬ离心管，加入提取缓冲液
１ × ＰＢＳＴ，４℃静止 ３０ ｍｉｎ；２ ～ ３℃下超声波粉碎 １
ｍｉｎ，然后１２ ０００ ｒ ／ ｍｉｎ 离心 １０ ｍｉｎ，取上清液。 参
照 Ｂｔ⁃Ｃｒｙ１Ａｂ 酶联免疫试剂盒说明书测定 Ｃｒｙ１Ａｂ
杀虫蛋白的含量。
应用 ＳｉｇｍａＰｌｏｔ ８ ２ 软件回归向导中非线性参
数估计求解模型（Ｍａｒｑｕａｒｄｔ⁃Ｌｅｖｅｎｂｅｒｇ 算法），采用
最小二乘法求得 ＤＴ５０和 ＤＴ９０。 ＤＴ５０即降解初始秸
秆中 Ｂｔ杀虫蛋白含量 ５０％所需要的时间；ＤＴ９０即
降解初始秸秆中 Ｂｔ 杀虫蛋白含量 ９０％所需要的
时间。
１ ３ 数据分析
应用 ＳＡＳ ８ １ 软件进行统计分析，采用 Ｄｕｎｃａｎ
氏新复极差法进行差异显著性检验。
２ 结果与分析
２ １ Ｃｒｙ１Ａｂ杀虫蛋白的降解动态
在 ４ 种条件下，Ｂｔ１１ 和 ＭＯＮ８１０ 玉米整株秸秆
中的 Ｃｒｙ１Ａｂ杀虫蛋白降解速度比粉碎后的慢；秸秆
粉碎埋入土壤后播种冬小麦，玉米秸秆中 Ｃｒｙ１Ａｂ杀
虫蛋白降解速度最快，且显著高于其它 ３ 个处理。
Ｃｒｙ１Ａｂ杀虫蛋白降解速度依次为秸秆粉碎埋入土
壤后播种冬小麦 ＞秸秆粉碎埋在玉米田土壤中 ＞秸
秆粉碎放地表 ＞整株放地表（表 １）。
表 １ 不同取样时间 Ｂｔ１１ 和ＭＯＮ８１０ 秸秆中 Ｃｒｙ１Ａｂ杀虫蛋白的残留量
Ｔａｂｌｅ １ Ｔｈｅ ｒｅｓｉｄｕｅｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｒｙ１Ａｂ ｉｎｓｅｃｔｉｃｉｄａｌ ｐｒｏｔｅｉｎ ｉｎ Ｂｔ１１ ａｎｄ ＭＯＮ８１０ ｓｔａｌｋｓ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓａｍｐｌｉｎｇ ｄａｙｓ ｎｇ ／ ｇ
取样天数
Ｓａｍｐｌｉｎｇ
ｔｉｍｅ
（ｄ）
Ｂｔ１１ ＭＯＮ８１０
整株秸秆
放地表
Ｗｈｏｌｅ ｓｔａｌｋ
ｏｎ ｔｈｅ
ｇｒｏｕｎｄ
秸秆粉
碎放地表
Ｓｍａｓｈｅｄ
ｓｔａｌｋ ｏｎ
ｔｈｅ ｇｒｏｕｎｄ
秸秆粉碎埋
在玉米田
土壤中
Ｓｍａｓｈｅｄ
ｓｔａｌｋ ｂｕｒｉｅｄ
ｉｎ ｃｏｒｎ ｆｉｅｌｄ
秸秆粉碎埋
在土壤后播种
冬小麦
Ｓｍａｓｈｅｄ ｓｔａｌｋ
ｂｕｒｉｅｄ ｉｎ ｗｉｎｔｅｒ
ｗｈｅａｔ ｆｉｅｌｄ
整株秸秆
放地表
Ｗｈｏｌｅ
ｓｔａｌｋ ｏｎ ｔｈｅ
ｇｒｏｕｎｄ
秸秆粉碎
放地表
Ｓｍａｓｈｅｄ
ｓｔａｌｋ ｏｎ
ｔｈｅ ｇｒｏｕｎｄ
秸秆粉碎埋
在玉米田
土壤中
Ｓｍａｓｈｅｄ
ｓｔａｌｋ ｂｕｒｉｅｄ
ｉｎ ｃｏｒｎ ｆｉｅｌｄ
秸秆粉碎
埋在土壤后
播种冬小麦
Ｓｍａｓｈｅｄ ｓｔａｌｋ
ｂｕｒｉｅｄ ｉｎ ｗｉｎｔｅｒ
ｗｈｅａｔ ｆｉｅｌｄ
０ １６ ７６ ±
１ ５７ Ａａ
１６ ４６ ±
１ ２０ Ａａ
１６ ３６ ±
０ ４３ Ａａ
１６ ３９ ±
０ ５７ Ａａ
２３ １８ ±
２ １９ Ａａ
２２ ６６ ±
０ ８９ Ａａ
２２ ３１ ±
２ ０４ Ａａ
２２ ４６ ±
０ ４８ Ａａ
１５ １５ ７８ ±
０ ８０ Ａａ
１３ ５９ ±
０ ６６ Ｂｂ
１０ ４８ ±
０ １４ Ｃｂ
６ ９４ ±
０ ５５ Ｄｂ
２２ ２４ ±
０ ５９ Ａａｂ
２１ ３５ ±
０ ７１ Ａａ
２１ ３９ ±
０ ８５ Ａａ
１１ ３９ ±
１ ５４ Ｂｂ
３０ １４ ５６ ±
０ ７３ Ａｂ
１２ ４８ ±
１ ６８ Ｂｂ
８ ４５ ±
０ ４７ Ｃｃ
３ ５２ ±
０ ２０ Ｄｃ
２１ ３６ ±
０ ５３ Ａｂｃ
２１ １２ ±
２ ３１ Ａａ
１５ ７０ ±
１ ５４ Ｂｂ
８ ６０ ±
０ ２２ Ｃｃ
６０ １３ ０３ ±
０ ６３ Ａｃ
１０ ７９ ±
０ ２４ Ｂｃ
６ ０７ ±
１ ６１ Ｃｄ
１ ７８ ±
０ ３６ Ｄｄ
２０ ０６ ±
１ ２２ Ａｃｄ
１７ ５３ ±
１ ０４ Ｂｂ
１３ １７ ±
０ ４１ Ｃｃ
６ ７３ ±
１ ３０ Ｄｄ
９０ ９ ３１ ±
０ ４５ Ａｄ
８ ６３ ±
０ ８０ Ａｄ
４ ０９ ±
０ ３１ Ｂｅ
１ ７６ ±
０ ２０ Ｃｄ
１８ ８３ ±
１ ０４ Ａｄｅ
１４ ６８ ±
０ ５２ Ｂｃ
１２ ５９ ±
１ ２３ Ｃｃ
５ ４６ ±
０ ４０ Ｄｅ
１２０ ７ ２９ ±
０ ２９ Ａｅ
６ ９６ ±
０ １１ Ａｅ
２ ６２ ±
０ ３０ Ｂｆ
１ ４８ ±
０ ４８ Ｃｄ
１７ ５９ ±
０ ５２ Ａｅ
１２ ８８ ±
０ ５５ Ｂｄ
１０ ５０ ±
０ ４３ Ｃｄ
４ ５４ ±
０ ３６ Ｄｅｆ
１５０ ６ ８１ ±
０ ３２ Ａｅ
４ １７ ±
０ ２２ Ｂｆ
２ ３１ ±
０ １１ Ｃｆ
０ １９ ±
０ ０４ Ｄｅ
１５ ８９ ±
０ ５７ Ａｆ
１１ ２９ ±
０ ３４ Ｂｅ
７ ９６ ±
１ ２７ Ｃｅ
３ ６７ ±
０ ４３ Ｄｆ
１８０ ２ ４２ ±
０ ４０ Ａｆ
２ ９１ ±
０ ８１ Ａｆ
１ ８５ ±
０ ５４ Ａｆ
０ １１ ±
０ ０１ Ｂｅ
１３ ８２ ±
０ ２０ Ａｇ
７ ５９ ±
０ ２６ Ｂｆ
４ ７３ ±
０ ２０ Ｃｆ
２ １５ ±
０ １４ Ｄｇ
２１０ ０ ９４ ±
０ １２ Ａｇ
０ ４６ ±
０ ０２ Ｂｇ
０ ７５ ±
０ ０８ Ｃｇ
０ ００ ±
０ ００ Ｄｅ
１２ ９４ ±
０ ４４ Ａｇ
３ ９１ ±
０ ４６ Ｂｇ
２ ４５ ±
０ １２ Ｃｇ
１ ３２ ±
０ ３１ Ｄｇ
２４０ ０ １４ ±
０ ０２ Ａｇ
０ ００ ±
０ ００ Ｂｇ
０ ５７ ±
０ ０７ Ｃｇ
０ ００ ±
０ ００ Ｄｅ
７ ２５ ±
０ ３３ Ａｈ
１ ９０ ±
０ ２８ Ｂｈ
０ ００ ±
０ ００ Ｃｈ
０ ００ ±
０ ００ Ｃｈ
表中数据为平均数 ±标准误。 不同大、小写字母表示相同时间不同条件下和相同条件不同时间下 Ｃｒｙ１Ａｂ 杀虫蛋白的残
留量经 Ｄｕｎｃａｎ氏新复极差法检验在 Ｐ ＜ ０ ０５ 水平差异显著。 Ｄａｔａ ｉｎ ｔｈｅ ｔａｂｌｅ ａｒｅ ｍｅａｎ ± ＳＥ． Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｕｐｐｅｒｃａｓｅ ｏｒ ｌｏｗｅｒｃａｓｅ
ｌｅｔｔｅｒｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｉｎ ｔｈｅ ｒｅｓｉｄｕｅｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｒｙ１Ａｂ ｔｏｘｉｎ ａｔ ｓａｍｅ ｓａｍｐｌｉｎｇ ｔｉｍｅ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｓａｍｐｌｉｎｇ ｔｉｍｅｓ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ａｔ Ｐ ＜ ０ ０５ ｌｅｖｅｌ ｂｙ Ｄｕｎｃａｎ’ｓ ｎｅｗ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｒａｎｇｅ ｔｅｓｔ， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．
７２０１６ 期 邢珍娟等： 不同条件下转 ｃｒｙ１Ａｂ基因玉米植株残体中杀虫蛋白降解动态
在 ４ 种条件下，Ｂｔ１１ 玉米秸秆中 Ｃｒｙ１Ａｂ 杀虫
蛋白的残留量先呈负指数大量快速降低，然后缓慢
降解。 在相同取样时间不同条件下，Ｂｔ１１ 玉米秸秆
中 Ｃｒｙ１Ａｂ 杀虫蛋白的残留量存在显著差异；在第
２４０ 天，Ｃｒｙ１Ａｂ 杀虫蛋白仅微量残留或完全降解；
秸秆粉碎埋入玉米田或埋入土壤后播种冬小麦，第
１５、３０、６０ 天玉米秸秆中 Ｃｒｙ１Ａｂ 杀虫蛋白的残留量
差异显著（表 １）。
在 ４ 种条件下，ＭＯＮ８１０ 玉米秸秆中 Ｃｒｙ１Ａｂ 杀
虫蛋白残留量降解动态与 Ｂｔ１１ 玉米相似。 除第 １５
和 ３０ 天外，在相同取样时间不同条件下，ＭＯＮ８１０
玉米秸秆中 Ｃｒｙ１Ａｂ杀虫蛋白的残留量均差异显著；
Ｃｒｙ１Ａｂ杀虫蛋白在 ２４０ ｄ 时仅微量残留或完全降
解；整株秸秆放地表和秸秆粉碎埋入土壤播种冬小
麦后，第 １５、３０、６０ 天玉米秸秆中 Ｃｒｙ１Ａｂ 杀虫蛋白
的残留量差异显著（表 １）。
２ ２ Ｃｒｙ１Ａｂ杀虫蛋白的降解时间
在 ４ 种条件下，Ｂｔ１１ 玉米秸秆中 Ｃｒｙ１Ａｂ 杀虫
蛋白的 ＤＴ５０分别为 １２４ ０、９７ ０、３４ ７、１３ ６ ｄ，ＤＴ９０
分别为 ２２４ ０、１９８ ６、１６８ ８、４５ ２ ｄ；ＭＯＮ８１０ 玉米
秸秆中 Ｃｒｙ１Ａｂ 杀虫蛋白的 ＤＴ５０ 分别为 ２０７ ８、
１３３ ９、１０２ ８、 １０ ２ ｄ， ＤＴ９０ 分别为 ３６８ ３、 ２３６ ５、
２００ １、１８５ １ ｄ。 ＭＯＮ８１０ 玉米秸秆中 Ｃｒｙ１Ａｂ 杀虫
蛋白的降解速度比 Ｂｔ１１ 玉米慢（表 ２）。
表 ２ ＭＯＮ８１０ 和 Ｂｔ１１ 玉米秸秆中 Ｃｒｙ１Ａｂ杀虫蛋白
在不同条件下降解的 ＤＴ５０和 ＤＴ９０
Ｔａｂｌｅ ２ ＤＴ５０ ａｎｄ ＤＴ９０ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｒｙ１Ａｂ ｉｎｓｅｃｔｉｃｉｄａｌ
ｐｒｏｔｅｉｎ ｉｎ ＭＯＮ８１０ ａｎｄ Ｂｔ１１ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
品种
Ｖａｒｉｅｔｙ
ＤＴ５０ ＤＴ９０
整株秸秆放地表 Ｍｏｎ８１０ ２０７ ８ ３６８ ３
Ｗｈｏｌｅ ｓｔａｌｋｓ ｏｎ ｔｈｅ ｇｒｏｕｎｄ Ｂｔ１１ １２４ ０ ２２４ ０
秸秆粉碎放地表 Ｍｏｎ８１０ １３３ ９ ２３６ ５
Ｓｍａｓｈｅｄ ｓｔａｌｋｓ ｏｎ ｔｈｅ ｇｒｏｕｎｄ Ｂｔ１１ ９７ ０ １９８ ６
秸秆粉碎埋在玉米田土壤中 Ｍｏｎ８１０ １０２ ８ ２００ １
Ｓｍａｓｈｅｄ ｓｔａｌｋｓ ｂｕｒｉｅｄ ｉｎ ｃｏｒｎ ｆｉｅｌｄ Ｂｔ１１ ３４ ７ １６８ ８
秸秆粉碎埋土壤后播种冬小麦 Ｍｏｎ８１０ １０２ ０ １８５ １
Ｓｍａｓｈｅｄ ｓｔａｌｋｓ ｂｕｒｉｅｄ ｉｎ ｗｉｎｔｅｒ
ｗｈｅａｔ ｆｉｅｌｄ
Ｂｔ１１ １３ ６ ４５ ２
ＤＴ５０： 消散半衰期； ＤＴ９０： ９０％消散期。 ＤＴ５０： ５０％ ｄｉｓ⁃
ａｐｐｅａｒａｎｃｅ ｔｉｍｅ； ＤＴ９０： ９０％ ｄｉｓａｐｐｅａｒａｎｃｅ ｔｉｍｅ．
３ 讨论
Ｂｔ作物秸秆中的 Ｂｔ 蛋白在大田环境中降解的
主要途径包括昆虫消耗、太阳光降解作用、微生物降
解和最终矿化作用等（Ｋｏｓｋｅｌｌａ ＆ Ｓｔｏｔｚｋｙ，１９９７；王
建武等，２００９）。 本试验研究了玉米秸秆粉碎埋入
土壤和整株放地表 ２ 种秸秆还田方式对 Ｃｒｙ１Ａｂ 杀
虫蛋白降解速率的影响，结果显示放在地表的整株
秸秆中 Ｃｒｙ１Ａｂ杀虫蛋白比粉碎秸秆后放在地表的
降解慢，这可能与整株秸秆比粉碎的腐烂慢有关。
本研究还表明，转 Ｂｔ 基因玉米秸秆粉碎还田
后，留在地表或埋入土壤，在第 ２ 年春作物种植前或
冬小麦收获时其秸秆中 Ｃｒｙ１Ａｂ 杀虫蛋白仅有少量
残留或完全降解，特别是秸秆还田后种植冬小麦，埋
入土壤的粉碎秸秆中 Ｃｒｙ１Ａｂ杀虫蛋白可完全降解，
且降解速度显著高于其它 ３ 种处理。 这可能是由于
土壤湿度大、温度高，秸秆腐烂较快，Ｃｒｙ１Ａｂ 杀虫蛋
白在自由态下被土壤微生物分解利用。 而且，小麦
生长活动有利于土壤微生物活动，加快了秸秆的分
解速度，更有利于 Ｃｒｙ１Ａｂ 杀虫蛋白降解，也可能是
麦田土壤中的 ｐＨ 更有利于 Ｃｒｙ１Ａｂ 杀虫蛋白降解
（李珍，２００９）。 因此，秸秆还田时把秸秆埋入土壤
中，有利于转基因玉米中杀虫蛋白的降解。
本试验的 ４ 个处理中 Ｃｒｙ１Ａｂ 杀虫蛋白的降解
动态均为前期呈现负指数大量快速降低和中后期缓
慢下降 ２ 个阶段，这与已报道的转 Ｂｔ基因玉米在室
内土壤中的降解动态一致（王建武等，２００５；张运红
等，２００７）。 本研究发现在 ２４０ ｄ 后 Ｂｔ１１ 和 Ｍｏｎ８１０
玉米秸秆中仍可检测到 Ｃｒｙ１Ａｂ杀虫蛋白，相关研究
表明，在培养试验中 １３４、２００ 或 ３５０ ｄ 后仍可检测
到土壤中 Ｃｒｙ１Ａｂ 杀虫蛋白的存在（Ｓａｘｅｎａ ｅｔ ａｌ． ，
２００２ｂ；王建武等，２００３；Ｚｗａｈｌｅｎ ｅｔ ａｌ． ，２００３），而 Ｂｔ
棉花叶片中 ＣｒｙｌＡｃ 杀虫蛋白在土壤中至次年 ４ 月
下旬才完全降解（李云河等，２００５），这说明 Ｂｔ 蛋白
可能在土壤中长期存在，因此，在秸秆还田后还需长
期追踪，从而进一步评价转 Ｂｔ基因作物秸秆还田对
土壤生态系统功能的影响。 但也有报道称在不同条
件下 Ｂｔ蛋白埋在土壤中降解较快，范慧芝等（２０１０）
认为在淹水和非淹水条件下玉米秸秆中 Ｂｔ 蛋白降
解的 ＤＴ５０分别为 ０ ３１ ｄ和 ０ ４０ ｄ，ＤＴ９０分别为 １ １８
ｄ和 １ ５５ ｄ，这与本试验结果差别很大，可能是由于
Ｂｔ蛋白种类、土壤类型、土壤温湿度、土壤中 Ｂｔ杀虫
蛋白浓度以及测定方法等不同所造成的。 因此，制
定统一规范的研究方法对明确 Ｂｔ 杀虫蛋白在土壤
中残留和降解规律至关重要。
参 考 文 献 （Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）
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８２０１ 植 物 保 护 学 报 ４２ 卷
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（责任编辑：王 璇）
９２０１６ 期 邢珍娟等： 不同条件下转 ｃｒｙ１Ａｂ基因玉米植株残体中杀虫蛋白降解动态