本发明涉及农业生产,特别是涉及一种基于人造土研究转基因作物通过凋落物途径对土壤跳虫风险的评价方法。
背景技术:
1、转基因抗虫作物是通过转入外源基因使之具有抗虫性状,通过种植转基因抗虫作物可以大量减少化学杀虫农药的使用和劳动力的投入。但是,随着转基因作物的推广和秸秆还田技术的广泛应用,外源蛋白可以随着根际和秸秆还田大量进入土壤生态系统,并可能对土壤生态系统造成不良影响。
2、跳虫,又称弹尾虫,是弹尾纲动物的俗称,是分布极广的一类小型至微型节肢动物,其种类丰富,个体数量大,是三大土壤动物之一,在土壤系统的养分循环中起着重要作用。由于对土壤环境变化敏感,因此土壤跳虫是评价土壤质量的良好指标。因此开展转基因作物通过凋落物途径对土壤跳虫风险的评价具有重要的现实意义。
3、以往关于转基因凋落物风险评价研究主要集中在田间,然而田间环境复杂、不稳定,不可控因素诸多,因此没有办法对某一特定土壤动物类群特定指标进行精准跟踪调查,也无法明确转基因作物是否会因为外源基因插入对土壤动物造成不良影响;而之前有关转基因作物凋落物对土壤跳虫影响的室内生测试验,一般也只是将凋落物残体粉碎后置于培养基表面,作为土壤跳虫的食物。然而,置于培养基表面的凋落物粉末状残体与田间凋落物还田后埋入土壤内部的环境差异较大,并不能反映出田间状态下其对土壤跳虫的真实风险。同时之前的关于转基因作物对土壤动物功能酶的研究,功能酶类群的选择比较随机,没有代表性。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种基于人造土研究转基因作物通过凋落物途径对土壤跳虫风险的评价方法,以解决上述现有技术存在的问题。本发明在室内可控条件下模拟凋落物还田处理,既可保证实验条件的稳定,又接近自然状态下的秸秆还田,提供了一种接近真实自然状态的,可重复操作的,稳定的转基因作物凋落物风险评价方法。
2、为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
3、本发明提供一种基于人造土研究转基因作物通过凋落物途径对土壤跳虫风险的评价方法,包括以下步骤:
4、将石英砂、高岭土和活性炭粉按照质量比88:25:10的比例混匀后,加水配制成人造土;
5、转基因作物和对照作物的凋落物剪块后进行灭菌,获得灭菌后的凋落物;
6、在所述人造土的表层分别加入转基因作物和对照作物灭菌后的凋落物,喷水后静置,待所述灭菌后的凋落物吸入水分后,再与所述人造土混匀,获得土壤跳虫培养基;
7、向所述土壤跳虫培养基中加入土壤跳虫培养,培养结束后对所述土壤跳虫的数量、体长和相关功能酶含量进行检测,比较转基因作物和对照作物凋落物对所述土壤跳虫适合度的影响。
8、进一步的,所述人造土的湿度为80%。
9、进一步的,所述凋落物剪块后的大小为1~2cm×1cm。
10、进一步的,向所述人造土的表层加入所述灭菌后的凋落物时,所述人造土和所述灭菌后的凋落物的质量比为153:1。
11、进一步的,喷水时,所述灭菌后的凋落物与喷水量的比值为1g:15ml。
12、进一步的,所述土壤跳虫的加入量为20~30头。
13、进一步的,所述土壤跳虫为12~20日龄的土壤跳虫。
14、进一步的,所述土壤跳虫为棘跳科thalassaphorura encarpata或长角跳科entomobrya proxima。
15、进一步的,所述培养条件为湿度60-70%,室温培养60天。
16、进一步的,所述相关功能酶包括超氧化物歧化酶、总蛋白酶和谷胱甘肽酶。
17、本发明公开了以下技术效果:
18、本发明以石英砂、高岭土和活性炭为原料制备人造土,石英砂是人造土的主要基质,比较疏散,而高岭土具有粘合性,活性炭具有吸附作用,同时可以疏松土壤,将三者按照一定比例调匀,加入适量的无菌水,可以制作出松散度适中、环境稳定的人造土。本发明提供的人造土,配方稳定,能避免田间条件复杂、不可控因素多等缺点,同时粘度可控,孔隙度及吸附度适中,能比较真实模拟田间土壤状态,埋入凋落物后可以更加精准地模拟田间秸秆还田。
19、本发明将作物凋落物剪成块状,无需粉碎,保持了秸秆的原始状态,同时还可避免因凋落物在破碎过程中外源蛋白和其它成分遭到破坏,影响风险评价结果准确率的问题。
20、现有技术中对土壤跳虫的功能酶进行检测时,选择的功能酶类群为乙酰胆碱酯酶、超氧化物歧化酶和过氧化氢酶,其中的超氧化物歧化酶和过氧化氢酶均为抗氧化酶,乙酰胆碱酯酶属于反应神经兴奋状态的酶,所选的功能酶类型比较单一,本发明在消化酶、抗氧化酶、解毒酶中各选择一种代表性的酶类(抗氧化酶选择超氧化物歧化酶、解毒酶选择谷胱甘肽酶、消化酶选择总蛋白酶),既可避免同时选择多种同一类型功能酶,造成没必要的资源浪费,又可以全面反映跳虫在生理生化水平上对转基因作物凋落物的响应。
1.一种基于人造土研究转基因作物通过凋落物途径对土壤跳虫风险的评价方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的评价方法,其特征在于,所述人造土的湿度为80%。
3.根据权利要求1所述的评价方法,其特征在于,所述凋落物剪块后的大小为1~2cm×1cm。
4.根据权利要求1所述的评价方法,其特征在于,向所述人造土的表层加入所述灭菌后的凋落物时,所述人造土和所述灭菌后的凋落物的质量比为153:1。
5.根据权利要求1所述的评价方法,其特征在于,喷水时,所述灭菌后的凋落物与喷水量的比值为1g:15ml。
6.根据权利要求1所述的评价方法,其特征在于,所述土壤跳虫的加入量为20~30头。
7.根据权利要求6所述的评价方法,其特征在于,所述土壤跳虫为12~20日龄的土壤跳虫。
8.根据权利要求1所述的评价方法,其特征在于,所述土壤跳虫包括棘跳科thalassaphorura encarpata或长角跳科entomobryaproxima。
9.根据权利要求1所述的评价方法,其特征在于,所述培养条件为湿度60-70%,室温培养60天。
10.根据权利要求1所述的评价方法,其特征在于,所述相关功能酶包括超氧化物歧化酶、总蛋白酶和谷胱甘肽酶。