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转Bt基因作物的种植可以使Bt蛋白经由根系分泌物、花粉、以及作物残体、雨水径流等途径进入其周围的水环境中,实现从陆地生态系统到水生生态系统的转移。因而,评估Bt蛋白对水生生态系统的潜在风险显得十分重要,但是目前有关转Bt基因作物对水生生物的研究很缺乏。本研究以转cry1Ab/1Ac基因水稻(华恢1号,HH1)作为转基因水稻材料,以代表水生生物——爪蟾(Xenopus laevis)作为研究对象,研究转Bt基因水稻对不同发育历期爪蟾(胚胎期,变态期以及成年期)生长发育的影响。主要研究内容和结果如下:(1)基于爪蟾胚胎致畸(Frog Embryo Teratogenesis Assay Xenopus,FETAX)试验,在培养液内分别添加Cry1Ab和Cry1Ac纯蛋白,设置10mg/L、1 mg/L、0.1 mg/L三个浓度,同时设立毒死蜱阳性对照组(480μg/L、240μg/L)和空白对照组,每24h观察并且记录胚胎发育状况和畸形情况,并且更换一次培养液,待试验结束后对蝌蚪体内酶活性进行检测。结果显示:经过96h试验,未观察到Bt蛋白的暴露对爪蟾胚胎产生不利影响,其存活率、畸形率、体重、体长以及酶活力均和对照组一致,差异不显著。(2)在蝌蚪饲养水体内添加Cry1Ab和CryAc纯蛋白,以及水稻秸秆浸出液对爪蟾蝌蚪(孵出后7d)进行长期暴露,每天投喂两次并且观察蝌蚪存活情况和日常行为,试验期间每48h更换一次饲养用水,完成变态后立即对幼蛙进行麻醉处理,然后称重解剖,记录下各脏器重量。试验共设置7个处理:(1)100μg/LCry1Ab纯蛋白组;(2)100μg/LCry1Ac纯蛋白组;(3)50μg/LCry1Ab + 50μg/LCry1Ac纯蛋白组;(4)HH1水稻秸秆浸出液组;(5)HH1亲本对照(明恢63,MH63)水稻秸秆浸出液组,(6)空白对照组;(7)阳性对照组:100 μg/L毒死蜱。通过检测蝌蚪完全变态时间、发育情况、体内酶活力等指标,研究转Bt基因水稻对爪蟾蝌蚪变态期发育的影响。结果显示:Bt蛋白的暴露不会对爪蟾变态期完成变态时间、变态完结时的体重体长、各脏器重量等生长发育指标产生影响,组织切片观察各脏器组织未见明显差异;同时,对肝功能、肾功能以及脂肪代谢进行检测,也未发现显著差异。由此,我们认为Cry1Ab和CryAc纯蛋白的暴露不会影响爪蟾蝌蚪变态期的正常生长发育。(3)对变态完成后爪蟾肠道内微生物进行16SrDNAV4区测序,探究其肠道微生物组成,发现爪蟾肠道具有丰富的微生物多样性,总共获得56个门496个属的微生物信息,其中仍有大量未被鉴定微生物。从多样性分析可以看出,不同的肠道分段,微生物种类和组成差异显著;而在同一个分段内,不同的处理(Bt蛋白、秸秆浸出液、毒死蜱)对肠道微生物影响较小。由此,我们推断Cry1Ab和CryAc纯蛋白的暴露未对不同处理组爪蟾肠道微生物产生明显影响。(4)根据爪蟾营养需求,使用HH1和MH63稻谷粉(稻谷粉添加比例30%)制作试验用颗粒饲料,通过90d饲喂试验对爪蟾成蛙进行Bt蛋白暴露。每隔15d测量一次体重和体长,在试验结束后,进行一系列生理生化、组织病理学检测。结果显示:取食HH1稻谷粉的爪蟾和对照组相比,其体重、体长、动物行为、各器官重量、肝功能、肾功能等均没有显著差异。这表明,取食含有Bt蛋白的饲料并未对爪蟾幼体产生可观察的影响。由以上各结论,我们认为种植转cry1Ab/Ac基因水稻(华恢1号,HH1)不会影响蛙类的生长发育。