抗蟲轉基因棉花對土壤微生物群落結構和功能多樣性的影響.pdf

1、轉基因抗蟲棉是我國最早獲準商業(yè)化生產的轉基因植物，它的應用在產生巨大效益的同時，其可能產生的環(huán)境安全問題也引起了廣泛的關注。土壤微生物多樣性與土壤生態(tài)系統(tǒng)的動態(tài)平衡關系密切，是轉基因植物土壤生態(tài)安全評價的重要內容(魏鋒等，2011)。轉cry1Ac+cry2Ab基因棉花對甜菜夜蛾、斜紋夜蛾具有抗性，有效的拓寬了我國轉基因抗蟲棉的殺蟲譜;轉棉鈴蟲保幼激素結合蛋白（JHBP1）基因棉是根據(jù)RNAi技術干擾靶標昆蟲的生長發(fā)育，以實現(xiàn)抗蟲目的。

2、這兩種新型轉基因棉花對土壤微生物多樣性是否會產生影響鮮見報道。
　　本研究以新型轉cry1Ac+cry2Ab基因棉花和轉JHBP1基因棉花及當?shù)爻Ｒ?guī)棉花為實驗材料，采用傳統(tǒng)培養(yǎng)計數(shù)、Biolog生態(tài)微平板分析和變性梯度凝膠電泳(PCR-DGGE)技術，分別從土壤可培養(yǎng)微生物數(shù)量、碳源代謝多樣性和群落結構的變化三方面，研究了兩種新型轉基因棉在各個生育期對土壤微生物群落結構和功能多樣性的影響。主要研究成果如下:
　?。ㄒ唬┺Dcr

3、y1Ac+cry2Ab基因棉花對土壤微生物群落結構和功能的影響
　　1、與常規(guī)棉花相比，轉cry1Ac+cry2Ab基因棉花可培養(yǎng)細菌和放線菌數(shù)量在蕾期顯著降低，其他時期無顯著差異;各采樣時期可培養(yǎng)真菌數(shù)量均無顯著差異。兩種棉田土壤中可培養(yǎng)微生物（細菌、真菌和放線菌）數(shù)量在棉花生長的四個階段具有相同的變化趨勢。
　　2、Biolog分析結果顯示，轉cry1Ac+cry2Ab基因棉花與常規(guī)棉花土壤細菌活性和碳源利用能力在苗期和

4、蕾期存在明顯差異，花鈴期和吐絮期則無顯著不同;與常規(guī)棉花相比，轉cry1Ac+cry2Ab基因棉花土壤細菌群落的豐富度和優(yōu)勢度顯著降低，均勻度顯著升高。
　　3、不同采樣時期轉cry1Ac+cry2Ab基因棉花與常規(guī)棉花的細菌DGGE圖譜具有很高的相似性，絕大多數(shù)條帶為共有條帶，部分條帶在亮度上有一些差異，只有少數(shù)條帶在個別生育期增加或缺失。細菌群落結構主成分分析結果表明，轉cry1Ac+cry2Ab基因棉花與常規(guī)棉花土壤細菌群落

5、結構均隨著生育期的不同而發(fā)生改變，且兩者僅在花鈴期出現(xiàn)顯著差異。與細菌DGGE圖譜相比，轉cry1Ac+cry2Ab基因棉花與常規(guī)棉花土壤真菌DGGE圖譜各泳道條帶數(shù)較少，條帶位置及亮度也有較大差異。真菌群落結構主成分分析結果顯示，轉cry1Ac+cry2Ab基因棉花與常規(guī)棉花土壤真菌群落結構會隨著生育期的不同發(fā)生改變，而且兩者在蕾期、花鈴期和吐絮期的變化趨勢相同;轉cry1Ac+cry2Ab基因棉花與常規(guī)棉花土壤真菌群落結構在苗期存在

6、顯著差異，其他時期無顯著不同。
　?。ǘ┺DJHBP1基因棉花對土壤微生物群落結構和功能的影響
　　1、各采樣時期轉JHBP1基因棉花與常規(guī)棉花可培養(yǎng)細菌、真菌和放線菌的數(shù)量均無顯著差異。在棉花整個生長階段，轉JHBP1基因棉花和常規(guī)棉花的土壤可培養(yǎng)細菌和真菌數(shù)量均表現(xiàn)為花鈴期和吐絮期顯著高于苗期和蕾期;可培養(yǎng)放線菌數(shù)量在棉花的四個生長階段較穩(wěn)定。
　　2、轉JHBP1基因棉花和常規(guī)棉花土壤細菌活性在各采樣時期均無明顯

7、差異。與常規(guī)棉花相比，轉JHBP1基因棉花土壤細菌群落的豐富度指數(shù)在蕾期顯著降低，其他時期無顯著差異;優(yōu)勢度和均勻度在各采樣時期均無顯著差異。從整個棉花生育期來看，常規(guī)棉花的土壤細菌群落碳源代謝能力的穩(wěn)定性較高，而轉JHBP1基因棉花的較差;轉JHBP1基因棉花和常規(guī)棉花土壤細菌群落的碳源代謝能力在蕾期和吐絮期差異較大。
　　3、不同采樣時期轉JHBP1基因棉花與常規(guī)棉花的土壤細菌DGGE圖譜具有很高的相似性，絕大多數(shù)條帶為共有條

8、帶，只有少數(shù)細菌在個別生育期發(fā)生了短暫的變動（減少、缺失或增加、出現(xiàn)）。細菌群落結構主成分分析顯示，不同采樣時期土壤樣品的細菌群落結構組成差異較大，而同一采樣時期轉JHBP1基因棉花與常規(guī)棉花的土壤細菌群落結構組成相似性較高。各采樣時期轉JHBP1基因棉花與常規(guī)棉花的真菌DGGE圖譜也具有較高的相似性。真菌群落結構主成分分析顯示，兩種棉田土壤真菌群落結構會隨著生育期的不同發(fā)生改變，轉JHBP1基因棉花與常規(guī)棉花土壤真菌群落結構組成在蕾期