水稻是我國主要的糧食作物之一，2009年11月27日中國通過了對轉Bt抗蟲水稻的生物安全認證，這一舉措具有里程碑意義，對轉基因作物在中國、亞洲乃至全世界的應用產生重大影響。轉Bt基因抗蟲水稻因其自身能合成殺蟲蛋白，從而有效地降低了農藥施用量，展現出廣泛的應用前景。但是，隨著轉Bt基因抗蟲作物大面積商品化推廣使用，使得大量外源殺蟲蛋白以植株殘體、根系分泌物或花粉等形式進入土壤環境，進而延長土壤生物與轉基因代謝產物的接觸時間［1］。雖然Bt蛋白在短期內對土棲動物無負面作用，但由于外源Bt蛋白的殺蟲特性不同，以及復合基因代謝產物在土壤中的降解及其與土壤腐殖質酸、蒙脫石或鋁羥基等的聚合物多樣，進而對土壤生物產生諸多直接或間接的不確定性影響［2］，這也是轉基因作物生態風險評估亟待明確的問題。

跳蟲是一類廣泛分布的小型節肢動物，大多喜好陰涼潮濕的土壤環境以及地表枯枝落葉層等。跳蟲種類和數量極其豐富，與線蟲和螨類一樣是土壤生態系統中的主要功能類群，，并參與物質的分解［3-4］。跳蟲對土壤環境污染十分敏感，能敏感指示土壤環境的變化程度［5-7］。國外常用來開展土壤污染的生態風險評價，如利用土壤跳蟲的豐富度和多樣性等來開展污染物對土壤環境的影響評估［8］，利用土壤跳蟲的死亡率、繁殖率、生物富集以及行為效應等作為評估被污染土壤修復成功與否的生物標志物等［9-12］。Al-Deeb等［13］對轉Cry3Bb基因棉田土壤彈尾蟲的調查結果顯示，轉基因棉田和親本對照棉田的彈尾蟲數量沒有差異。國內，應用土壤動物進行土壤生態風險評價的研究很少，僅見于轉Bt基因作物的環境風險研究，如Yu等［14］報道轉Cry1Ab和轉Cry1Ac基因棉花以及轉CryⅢ基因馬鈴薯的外源Bt毒蛋白對土棲彈尾蟲Folsomiacandida和奧甲螨Oppianitens無顯著影響。白耀宇等［15］研究指出生活在轉Bt水稻殘體環境中的跳蟲體內檢測有微量Bt殺蟲蛋白，但這對跳蟲的發生量并無不良影響，相反，轉Bt水稻稻田中跳蟲數量反而顯著高于對照親本田。

與室內試驗研究相比，大田試驗研究是在開放的野外環境下進行的，因此，研究結果更具實用性，并能切實反映實際情況。目前，在大田層次上進行的轉基因植物安全性研究報道較少，Wolfenbarger等［16］認為轉基因植物對非目標生物的影響取決于作物被改造的特征及其與生態系統其它部分復雜的關系。因此，大田環境下轉基因水稻的安全性是目前急需解決的問題。本研究選取不同基因型(Cry1Abvs．Cry1Ab+Cry1Ac)和不同類型(恢復系和雜交系)的轉Bt水稻為研究材料，開展稻田土壤跳蟲群落組成及數量動態研究，以進一步明確轉Bt作物的土壤環境安全性。

1材料與方法

1．1供試轉Bt水稻、

試驗所用轉Bt水稻為3個轉Cry1A抗蟲水稻品系及其對照親本，包括:轉Bt水稻恢復系“克螟稻”(Cry1Ab純合基因型;簡稱KMD)及其親本“秀水11”(簡稱XSD)，稻種由浙江大學原子能研究所提供;轉Bt水稻恢復系“華恢1號”(Cry1Ab+CryAc融合基因型;簡稱HH1)及其親本“明恢63”(簡稱MH63)，轉Bt水稻雜交系“Bt汕優63”(Cry1Ab+CryAc融合基因型;簡稱Bt-SY63)及其對照親本“汕優63”(簡稱SY63)，稻種均由華中農業大學植物科技學院提供。

1．2試驗地布局及耕種

試驗地設在山東省寧津縣南京農業大學植物保護學院氣候變化創新研究基地(37．64°N，116．8°E)。試驗地由面積相等的6塊相鄰樣地組成，KMD與XSD、HH1與MH63、Bt-SY63與SY63各東西向兩塊相鄰樣地，轉基因及其對照親本由西向東排列，3個水稻品系自南往北依次排列，這樣由南向北，前兩個水稻品系為恢復系的純和基因型和融合基因型，后兩個品系為融合基因型的恢復系和雜交系;每樣地劃分為4個小區，每小區5m×20m，且小區東西向和南北向玉米隔離帶均為5m。水稻于5月15日旱作直播，播種前按每畝50kg氮肥、30kg磷肥和20kg鉀肥施底肥，大田漫灌1次，并于水稻拔節期和孕穗期分別追施N肥(20kg/666．7m2)、P肥(12kg/666．7m2)和K肥(8kg)各1次;此外，播種后間隔3周人工除草和灌溉各1次。

1．3土壤取樣、跳蟲分離及其鑒定

自水稻播種后一個月，即6月11日開始，每30d進行一次土壤采樣，試驗于11月8日結束，共采樣6次。采樣時，用100mL環刀按照品種順序逐個小區(重復)進行，每小區按S形取樣方法取6環刀，每2環刀隨機放入一自封袋中，做好標記后帶回實驗室分別進行分離鑒定。土壤跳蟲的分離采用Tullgren干漏斗法，干漏斗上部為40W燈泡，干漏斗中部為金屬網篩，網眼2mm，干漏斗下部用裝有濃度為75%酒精的白色塑料小瓶收集跳蟲［17］。將帶回的每個土樣混勻后，用100mL標準環刀量取一環刀(即100mL)土樣置于干漏斗上，每次分離時間為48h。將分離得到的跳蟲按土樣標號分別用酒精清洗，然后用霍式封固液封片，玻片做好標號后置于50—60℃的烘箱中干燥1周，使蟲體透明、肢體展開，以便進行分類鑒定。土壤跳蟲鑒定由中國科學院動物所擔任，鑒定到屬，同時記錄跳蟲數量，轉化為每平方米土壤跳蟲數量，并進一步統計跳蟲類群的多樣性(H')、種類豐富度(SR)和均勻度(J)等指數［18］。此外，按照殷秀琴等［19］的方法，將土壤跳蟲劃分為優勢類群(即個體數占總捕獲量10%以上者)、常見類群(即個體數占總捕獲量1%—10%者)和稀有類群(即個體數占總捕獲量1%以下者)。同時，按照其活動位置，將土壤跳蟲劃分為土上生(地表活動)、真土生(土下活動)和半土生(地上地下活動)三類(表1)。

1．4統計分析

用SPSS16．0統計軟件進行試驗數據的分析。對6月11—11月8日期間，共計6次采樣的數據采用“雙因子重復測量方差分析”(即Two-wayRepeatedTimeANOVA)，分別比較2對恢復系的不同基因型(Cry1Ab純合基因型KMDvs．Cry1Ab+Cry1Ac融合基因型HH1)或Cry1Ab+Cry1Ac融合基因型的2對育種品系(即恢復系HH1和雜交系Bt-SY63)轉Bt水稻及其對照親本大田土壤跳蟲不同類群百分比組成、密度、多樣性指數、種類豐富度和均勻性指數的差異。并進一步通過“群體成對T檢驗”(即Group-pairedTtest)統計分析調查期間轉Bt水稻及其對照親本間，以及不同水稻品種、不同功能群間以上指標數量動態的顯著性差異(P＜0．05)。數據分析前，對絕對值數據進行對數轉換，對百分比數據進行反正弦平方根轉化，以符合正態分布假設。