转基因植物的生态安全性一直备受关注,转入的外源基因对受体植物引起的适合度变化是决定外源基因在环境中传播能力与持久性的重要因素。本论文研究了棉花和水稻两种作物的5种转基因品系及其对照,在面临不同的虫压、竞争和重金属胁迫下的生态适合度效应,分为田间实验和室内实验两部分。田间实验分两个年度展开,选取两种纯合转基因抗虫棉花作为研究对象,考察它们在两种虫压条件和两种不同的竞争模式下与非转基因亲本对照的差异,检测Bt基因和Bt/CpTI双价基因两种外源基因对受体植物在生长发育、抗氧化酶系统、物质积累、光合作用、结实繁殖方面表现出的适合度效应。田间实验的过程中,在人为保持的近乎绝对低虫压条件下,考察外源基因对受体棉花的适合度净成本；在自然高虫压条件下,考察外源基因的抗虫性带来的适合度收益是否能够抵消其给植株带来的成本。转基因棉花田间实验的结果显示,无论是Bt棉还是Bt/CpTI棉,其营养生长均弱于非转基因对照品种,在多个实验设置下株高显著低于对照；且物质积累能力也低于对照品种；而其抗氧化系统酶活性,特别是APX酶活性都显著高于对照。并且以上生理响应大多会在虫压较低、与非转基因对照竞争较剧烈时更加显著。在低虫压条件下,转基因品系的叶绿素含量、净光合作用速率以及结实、繁殖能力与对照相比也有显著降低。室内实验选用转Bt基因、转CpTI基因和转Bt/CpTI双价基因的三种转基因水稻和它们共同的非转基因亲本对照,在恒温、光照、水培的条件下,检测其苗期7天、14天和21天内在5种不同水平的Cd浓度胁迫下的营养生长、物质积累和抗氧化酶系统的响应变化,并探讨不同基因型水稻对Cd胁迫的响应差异。转基因水稻的Cd胁迫实验结果显示,非转基因水稻在无Cd胁迫的情况下生长及光合作用水平要强于三种转基因水稻。但转基因水稻对Cd胁迫的抗氧化系统酶响应要强于非转基因对照,因而能更有效地抵抗次生氧化胁迫。研究结果表明,转基因植物的适合度效应与虫压大小、竞争模式污染物胁迫等环境条件以及外源基因的种类等影响因素有关；并且外源基因的转入会对受体植株的生理活动带来压力,在表现出适合度成本。与非转基因对照相比,转基因植株本身带有一定的适合度成本,但在面临Cd胁迫时具有更强的适应能力。