抗蟲轉(zhuǎn)基因棉花對(duì)土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和功能多樣性的影響.pdf

1、轉(zhuǎn)基因抗蟲棉是我國(guó)最早獲準(zhǔn)商業(yè)化生產(chǎn)的轉(zhuǎn)基因植物，它的應(yīng)用在產(chǎn)生巨大效益的同時(shí)，其可能產(chǎn)生的環(huán)境安全問題也引起了廣泛的關(guān)注。土壤微生物多樣性與土壤生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡關(guān)系密切，是轉(zhuǎn)基因植物土壤生態(tài)安全評(píng)價(jià)的重要內(nèi)容(魏鋒等，2011)。轉(zhuǎn)cry1Ac+cry2Ab基因棉花對(duì)甜菜夜蛾、斜紋夜蛾具有抗性，有效的拓寬了我國(guó)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的殺蟲譜;轉(zhuǎn)棉鈴蟲保幼激素結(jié)合蛋白（JHBP1）基因棉是根據(jù)RNAi技術(shù)干擾靶標(biāo)昆蟲的生長(zhǎng)發(fā)育，以實(shí)現(xiàn)抗蟲目的。

2、這兩種新型轉(zhuǎn)基因棉花對(duì)土壤微生物多樣性是否會(huì)產(chǎn)生影響鮮見報(bào)道。
　　本研究以新型轉(zhuǎn)cry1Ac+cry2Ab基因棉花和轉(zhuǎn)JHBP1基因棉花及當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)棉花為實(shí)驗(yàn)材料，采用傳統(tǒng)培養(yǎng)計(jì)數(shù)、Biolog生態(tài)微平板分析和變性梯度凝膠電泳(PCR-DGGE)技術(shù)，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(jié)構(gòu)的變化三方面，研究了兩種新型轉(zhuǎn)基因棉在各個(gè)生育期對(duì)土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和功能多樣性的影響。主要研究成果如下:
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3、y1Ac+cry2Ab基因棉花對(duì)土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和功能的影響
　　1、與常規(guī)棉花相比，轉(zhuǎn)cry1Ac+cry2Ab基因棉花可培養(yǎng)細(xì)菌和放線菌數(shù)量在蕾期顯著降低，其他時(shí)期無(wú)顯著差異;各采樣時(shí)期可培養(yǎng)真菌數(shù)量均無(wú)顯著差異。兩種棉田土壤中可培養(yǎng)微生物（細(xì)菌、真菌和放線菌）數(shù)量在棉花生長(zhǎng)的四個(gè)階段具有相同的變化趨勢(shì)。
　　2、Biolog分析結(jié)果顯示，轉(zhuǎn)cry1Ac+cry2Ab基因棉花與常規(guī)棉花土壤細(xì)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(wú)顯著不同;與常規(guī)棉花相比，轉(zhuǎn)cry1Ac+cry2Ab基因棉花土壤細(xì)菌群落的豐富度和優(yōu)勢(shì)度顯著降低，均勻度顯著升高。
　　3、不同采樣時(shí)期轉(zhuǎn)cry1Ac+cry2Ab基因棉花與常規(guī)棉花的細(xì)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(gè)別生育期增加或缺失。細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)主成分分析結(jié)果表明，轉(zhuǎn)cry1Ac+cry2Ab基因棉花與常規(guī)棉花土壤細(xì)菌群落

5、結(jié)構(gòu)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(xì)菌DGGE圖譜相比，轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)主成分分析結(jié)果顯示，轉(zhuǎn)cry1Ac+cry2Ab基因棉花與常規(guī)棉花土壤真菌群落結(jié)構(gòu)會(huì)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(shì)相同;轉(zhuǎn)cry1Ac+cry2Ab基因棉花與常規(guī)棉花土壤真菌群落結(jié)構(gòu)在苗期存在

6、顯著差異，其他時(shí)期無(wú)顯著不同。
　　（二）轉(zhuǎn)JHBP1基因棉花對(duì)土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和功能的影響
　　1、各采樣時(shí)期轉(zhuǎn)JHBP1基因棉花與常規(guī)棉花可培養(yǎng)細(xì)菌、真菌和放線菌的數(shù)量均無(wú)顯著差異。在棉花整個(gè)生長(zhǎng)階段，轉(zhuǎn)JHBP1基因棉花和常規(guī)棉花的土壤可培養(yǎng)細(xì)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(gè)生長(zhǎng)階段較穩(wěn)定。
　　2、轉(zhuǎn)JHBP1基因棉花和常規(guī)棉花土壤細(xì)菌活性在各采樣時(shí)期均無(wú)明顯

7、差異。與常規(guī)棉花相比，轉(zhuǎn)JHBP1基因棉花土壤細(xì)菌群落的豐富度指數(shù)在蕾期顯著降低，其他時(shí)期無(wú)顯著差異;優(yōu)勢(shì)度和均勻度在各采樣時(shí)期均無(wú)顯著差異。從整個(gè)棉花生育期來(lái)看，常規(guī)棉花的土壤細(xì)菌群落碳源代謝能力的穩(wěn)定性較高，而轉(zhuǎn)JHBP1基因棉花的較差;轉(zhuǎn)JHBP1基因棉花和常規(guī)棉花土壤細(xì)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(shí)期轉(zhuǎn)JHBP1基因棉花與常規(guī)棉花的土壤細(xì)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(xì)菌在個(gè)別生育期發(fā)生了短暫的變動(dòng)（減少、缺失或增加、出現(xiàn)）。細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)主成分分析顯示，不同采樣時(shí)期土壤樣品的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)組成差異較大，而同一采樣時(shí)期轉(zhuǎn)JHBP1基因棉花與常規(guī)棉花的土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)組成相似性較高。各采樣時(shí)期轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)主成分分析顯示，兩種棉田土壤真菌群落結(jié)構(gòu)會(huì)隨著生育期的不同發(fā)生改變，轉(zhuǎn)JHBP1基因棉花與常規(guī)棉花土壤真菌群落結(jié)構(gòu)組成在蕾期