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转基因玉米在世界范围内大面积商品化种植可能引起的生态环境风险受到了广泛关注。本文以2个不同品系集合性状(抗虫、草甘膦耐性)转基因玉米(RX601RRYG与H9235Bt/RR)为材料,应用Real-time PCR方法检测不同土壤环境条件下,秸秆中的CrylAb及mepsps重组DNA在土壤中的降解动态,并采用ELISA方法检测Bt蛋白的残留量,以研究集合性状转基因玉米蛋白在土壤中的降解规律。同时,科学评价外源重组DNA环境行为研究中DNA水平和蛋白质水平的定量测定方法。主要结果如下:
建立了土壤中CrylAb及mepsps重组DNA的Real-time PCR检测方法,排除了土壤中腐殖酸等组分的干扰。采用正交实验设计,研究了土壤温度、含水量和pH对集合性状转基因玉米RX601RRYG与H9235Bt/RR秸秆中的Crylab及mepsps重组DNA在土壤中的降解动态。Real-time PCR方法检测重组DNA的结果表明,集合性状转基因玉米秸秆中的两种重组DNA在土壤中残留时间比Bt蛋白短,降解速度更快,两种重组DNA的残留时间均不超过30d,但在降解试验的第180d用ELISA方法仍能检测到微量Bt蛋白。本试验所得结果中看出,定量PCR的方法检测不到重组DNA时最小Bt蛋白残留量为16.67 ng·g-1。但在相同环境条件下,CrylAb重组DNA与蛋白的降解规律相似。
土壤环境条件对不同品种转基因玉米秸秆中重组DNA土壤降解的影响不同。土壤温度、含水量和pH对RX601RRYG秸秆中CrylAb与mepsps重组DNA的土壤降解无显著影响。H9235Bt/RR秸秆中的CrylAb重组DNA在降解第3d受到温度和含水量的显著影响,且温度的影响大于含水量;其中的mepsps重组DNA则在第3d即无法检测。土壤环境条件对Bt蛋白的影响大于对重组DNA的影响。RX601RRYG秸秆中的Bt蛋白的土壤降解实验表明环境因子对其降解无显著影响。但是,H9235Bt/RR秸秆中的Bt蛋白在不同降解时期,受到不同环境因子的显著影响,其中温度在整个降解时期都有显著影响,且影响最大。总之,高温低湿的中性或碱性条件土壤中,Bt蛋白降解较快。
Real-time PCR方法是检测微量转基因成分的有效方法,但是,在研究转基因成分的土壤环境行为时其检测结果稳定性不及ELISA方法。转基因成分的环境行为的长期动态研究中,选择ELISA研究蛋白比应用Real-time PCR研究残留的重组DNA更适合。