本研究结合田间试验与实验室研究从种群、个体和分子三个水平对转Bt基因抗虫棉的生态效应进行研究，阐明了转基因抗虫棉对重要害虫及其昆虫天敌种群动态和个体行为的影响，以及转基因产物在食物链中不同营养级水平上的转移和存留，初步探讨了转基因作物对非靶标生物体影响的机理，为转基因抗虫棉的安全管理提供理论依据。同时对转Bt基因抗虫棉不同生育期Bt蛋白的含量变化以及在后代的遗传稳定性进行探讨。 田间种群动态研究，采用对角线五点抽样方法，详细记录转基因抗虫棉田和非转基因抗虫棉田的主要害虫(棉铃虫)、捕食性天敌(草蛉、瓢虫)的田间落卵量，幼、成虫量，分析害虫和天敌在转基因棉田和对照田的种群动态差异。结果表明：第一，转Bt基因棉对棉铃虫成虫产卵没有影响；转基因棉对棉铃虫幼虫有较好的控制作用，但转基因棉的抗虫性具有时段性的特点。第二，转基因自控田中草蛉幼虫、瓢虫幼、成虫量比常规棉化防田的高，差异显著，转基因化防田的天敌数量与常规棉化防田的相当。 通过对不同生育期的转基因棉功能叶中Bt蛋白含量的ELISA测定，发现不同生育期的Bt蛋白的表达与棉花各生育期生长的特点有直接联系。从苗期到蕾期，功能叶中Bt蛋白含量基本上呈上升趋势，从蕾期到花铃期则一般为下降，最后在吐絮初期，或者在花铃期与吐絮期的过渡阶段，Bt含量又有所回升，回升的幅度与棉花生长状况有关。 研究发现Bt基因在棉株内表达的时间变化规律与Bt棉抗虫性动态变化具有内在的联系。二代棉铃虫发生在棉花的现蕾期，此期棉花生长旺盛，Bt表达量处在峰顶，抗虫效果显著。三代棉铃虫发生所对应的时期是初花期和花铃期，研究表明，从蕾期到花铃期Bt蛋白表达量表现为下降趋势。但此时的Bt蛋白含量仍足以杀死大部分幼龄棉铃虫，从而表现为转基因棉田中三代棉铃虫幼虫数量与常Z 转Bt基因棉花对主要害虫和天敌的影响及其影响机理初探规棉对照的差异显著。花铃期以后，Bt棉“GK19”品系的Bt蛋白含量略有回升，但一直维持较低水平。因此对四代棉铃虫的控制作用不再显著。而另一品种“中29”在吐絮初期 Bt蛋白含量回升到较高水平，从而有效的控制四代棉铃虫的发生。 室内试验，从个体和分子水平就转基因棉能否通过食物链影响草岭进行了研究。个体水平的结果表明，转基因棉花通过食物链对草蛤的幼虫存活率、化蛹率、幼虫历期等有影响，但差异不显著。对草岭后代的卵历期、幼虫历期、蛹历期以及后代的幼虫存活率、化蛹率、羽化率等都没有显著影响。草岭捕食用转基因棉花饲喂的甜菜夜蛾，其捕食量增加，原因可能是Bt对猎物的营养品质的影响产生的间接作用，而不是Bt的直接作用。 在分子水平上，利用ELISA检测，首次证明Bt可以沿棉花一害虫一捕食性天敌食物链传递，并能在害虫、天敌体内积累和存留。但Bt含量随天敌饥饿时间的增加而直线下降，并趋于零。这一研究结果为进一步研究转基因棉是否通过食物链对天敌产生影响以及影响机理奠定了基础。 基于以上研究结果，本研究对其影响机理总结如下：转Bt基因棉通过甜菜夜蛾对草给捕食量、生长发育等产生的影响，间接作用是主要因素。由于草始可能对Bt并不敏感，或者能够降解Bt，因此，Bt蛋白对草岭的直接毒害作用发生的可能性不大。 关于转Bt基因棉抗虫性的遗传稳定性，本研究通过ELISA方法对转基因材料各代别的Bt蛋白表达量差异进行研究，阐明了Bt毒蛋白表达量在转Bt基因棉杂种后代中的传递规律，结果表明，F。代功能叶片的Bt蛋白的表达量显著高于FI、F3和F4代的。其原因有待进一步探讨。F3、F4的Bt表达量与n没有显著差异。但是从曲线图上可以看出从F。到F。代，Bt表达量有逐渐下降的趋势，但是这种趋势是否会继续下去还需要进一步研究。