種植轉(zhuǎn)胱硫醚-γ-合酶基因大豆對(duì)其根際真菌、固氮細(xì)菌和氨氧化細(xì)菌的影響.pdf

1、轉(zhuǎn)基因作物自1996年商業(yè)化種植以來(lái)，其種植面積持續(xù)增加，對(duì)全球人口供養(yǎng)，糧食安全，可持續(xù)性和氣候變化做出了巨大貢獻(xiàn)。然而，由此帶來(lái)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)和環(huán)境安全也引起了廣泛關(guān)注，尤其是對(duì)土壤生態(tài)環(huán)境的影響。植物和土壤的相互關(guān)系對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)的功能穩(wěn)定和植物健康是至關(guān)重要的。轉(zhuǎn)基因植物的種植可能會(huì)影響土壤酶活性以及微生物群落組成，同時(shí)，可能會(huì)對(duì)微生物參與的生化進(jìn)程產(chǎn)生影響。
　　本研究以轉(zhuǎn)擬南芥胱硫醚-γ-高蛋氨酸大豆ZD91和它的受體自貢冬

2、豆ZD為材料，研究轉(zhuǎn)高蛋氨酸大豆對(duì)其根際主要酶活性、微生物群落多樣性、氮循環(huán)相關(guān)細(xì)菌數(shù)量和群落結(jié)構(gòu)的影響。轉(zhuǎn)高蛋氨酸大豆ZD91及其受體大豆ZD由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所提供，連續(xù)兩年播種于四川省南充市農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)基地(30°48′N(xiāo)，106°04′E)，轉(zhuǎn)高蛋氨酸大豆ZD91及其受體大豆ZD分別設(shè)置四個(gè)重復(fù)。在苗期，花期，鼓粒期，成熟期四個(gè)生長(zhǎng)時(shí)期進(jìn)行采樣。采用五點(diǎn)取樣法采集轉(zhuǎn)基因大豆和受體大豆根際土壤用于環(huán)境安全評(píng)價(jià)研究。主要

3、研究結(jié)果如下:
　　1、土壤酶活性測(cè)定主要測(cè)定了其根際土壤中蔗糖酶和堿性磷酸酶的活性。分別采用3，5-二硝基水楊酸比色法和磷酸苯二鈉比色法進(jìn)行測(cè)定。研究結(jié)果表明，兩年中轉(zhuǎn)高蛋氨酸大豆ZD91及其受體大豆ZD的土壤蔗糖酶和堿性磷酸酶的活性在四個(gè)生長(zhǎng)時(shí)期均無(wú)顯著性差異。生育期間存在無(wú)明顯規(guī)律的差異，這種差異與采樣時(shí)土壤溫度和濕度有關(guān)。
　　2、真菌群落多樣性研究采用Biolog FF微平板法進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，轉(zhuǎn)高蛋氨酸大豆及其

4、受體大豆碳源利用活性，多樣性指數(shù)，不同類(lèi)碳源利用率均沒(méi)有顯著性差異。因此，轉(zhuǎn)基因高蛋氨酸大豆ZD91對(duì)真菌群落功能沒(méi)有影響。
　　3、對(duì)氮循環(huán)相關(guān)微生物數(shù)量變化的研究選取固氮細(xì)菌和氨氧化細(xì)菌的相應(yīng)功能基因nifH和amoA-AOB，運(yùn)用實(shí)時(shí)熒光定量PCR的方法進(jìn)行定量。研究結(jié)果表明，轉(zhuǎn)高蛋氨酸大豆及其受體大豆固氮細(xì)菌的nifH在四個(gè)生育時(shí)期均無(wú)顯著性差異，氨氧化細(xì)菌的amoA-A OB僅在鼓粒期有顯著性差異，并且隨著大豆的生長(zhǎng)，這

5、種差異逐漸減小，最終消失。而且，ANOVA分析表明，影響氮循環(huán)相關(guān)基因豐富度的最重要因素是植物的生育時(shí)期，而不是栽培品種。
　　4、對(duì)氮循環(huán)相關(guān)的固氮細(xì)菌和氨氧化細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的研究采用克隆文庫(kù)的方法。結(jié)果表明，轉(zhuǎn)高蛋氨酸大豆及其受體大豆的固氮細(xì)菌和氨氧化細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)沒(méi)有顯著性差異，優(yōu)勢(shì)菌群相同。并且，多樣性指數(shù)和主成分分析(PCA)結(jié)果表明轉(zhuǎn)基因?qū)ν寥乐械h(huán)相關(guān)細(xì)菌群落組成沒(méi)有產(chǎn)生顯著性影響。同時(shí)，發(fā)現(xiàn)大部分氮循環(huán)相關(guān)細(xì)菌屬于未