高粱轉(zhuǎn)基因cry1Ab表達(dá)產(chǎn)物的土壤環(huán)境行為與效應(yīng)研究.pdf

1、本文以轉(zhuǎn)cry1Ab基因高粱為材料，研究了cry1Ab表達(dá)產(chǎn)物的土壤環(huán)境行為與效應(yīng)。本論文建立了從轉(zhuǎn)cry1Ab基因高粱植株中提取Cry1Ab蛋白的適宜方法，分析了Cry1Ab蛋白在6中不同土壤中的吸附、解吸與降解，測定了轉(zhuǎn)cry1Ab基因高粱不同生長發(fā)育期間根部分泌Cry1Ab蛋白，研究了秸稈還田釋放Cry1Ab蛋白在土壤中的降解動(dòng)態(tài)，并揭示了轉(zhuǎn)cry1Ab基因高粱根部土壤中的生物學(xué)效應(yīng)。主要結(jié)果如下： 采用碳酸鈉-碳酸氫鈉、

2、甘氨酸-氫氧化鈉、硼砂-氫氧化鈉、硼酸-硼砂、碳酸氫鈉-氫氧化鈉五種提取緩沖液，比較了不同條件下Bt蛋白的提取效率。Bt蛋白的提取效率在前1h內(nèi)表現(xiàn)較高，隨后提取效率逐漸降低，當(dāng)提取時(shí)間超過1h后提取效率基本保持穩(wěn)定；而pH值對(duì)其影響表現(xiàn)各不相同。不同提取緩沖液的提取效率相差較大，其中甘氨酸-氫氧化鈉提取緩沖液的提取效率最高，其次是碳酸鈉-碳酸氫鈉、碳酸氫鈉-氫氧化鈉、硼砂-氫氧化鈉和硼酸-硼砂。考慮到提取效率和實(shí)驗(yàn)成本，碳酸鈉-碳酸氫

3、鈉提取液是從轉(zhuǎn)cry1Ab基因高粱中大量提取Cry1Ab蛋白的適宜緩沖液。 在6種不同土壤中添加已提取的Cry1Ab蛋白，測定了Cry1Ab蛋白在土壤中的吸附與解吸，分析了Cry1Ab蛋白溶液濃度、土壤理化性質(zhì)對(duì)Cry1Ab蛋白吸附與解吸的影響。不同類型的土壤對(duì)Cry1Ab的吸附與解吸存在明顯的差異，吸附量表現(xiàn)為紅泥土＞灰化土＞青紫泥＞黃筋泥＞小粉土＞紅砂土，解吸量表現(xiàn)為灰化土＞青紫泥＞紅砂土＞黃筋泥＞紅泥土＞小粉土；Cry1A

4、b蛋白溶液的濃度與吸附量和解吸量呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.86和0.99；土壤有機(jī)質(zhì)、pH值與土壤吸附Cry1Ab蛋白的能力呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.83和0.82；土壤全氮、有效磷的含量與土壤吸附Cry1Ab蛋白呈正相關(guān)，土壤全氮、有效磷和速效鉀的含量與解吸均呈負(fù)相關(guān)。土壤吸附、解吸Cry1Ab蛋白是加入Cry1Ab蛋白溶液的濃度及不同土壤的理化性質(zhì)共同作用的結(jié)果。 將粉碎后轉(zhuǎn)cry1Ab基因高粱秸稈還田，同時(shí)把提

5、純的Cry1Ab蛋白添加到6種不同土壤中，從田間和室內(nèi)實(shí)驗(yàn)分析了Cry1Ab蛋白在土壤中的殘留與降解。轉(zhuǎn)cry1Ab基因高粱秸稈還田后，其秸稈釋放到田間土壤的Cxy1Ab蛋白整個(gè)殘留過程持續(xù)了67d左右，其中第22d是一個(gè)峰值，此時(shí)土壤中的Cry1Ab含量達(dá)到最大量。而提純的Cry1Ab蛋白在6種土壤中前30d降解速度較快，60d時(shí)各土壤中Cry1Ab蛋白殘留量占添加Cry1Ab蛋白的1/3，但降解速度隨著處理時(shí)間的延長逐漸減小，240

6、d時(shí)不同土壤中的Cry1Ab蛋白殘留量仍保持在添加Cry1Ab蛋白的6.88％-19.10％；不同土壤中Cry1Ab蛋白的降解速度不同，其中小粉土和灰化土之間的差異達(dá)到顯著水平(P＜0.05)。 取Bt高粱SR16、SR24及非Bt高粱(115R)CK2為材料，對(duì)轉(zhuǎn)Bt基因高粱在不同生長發(fā)育期根際Cry1Ab蛋白、土壤酶活性和微生物群落數(shù)量的進(jìn)行了分析。轉(zhuǎn)Bt基因高粱在生長發(fā)育過程中可以向土壤釋放Cry1Ab蛋白，但釋放量極低。

7、種植轉(zhuǎn)cry1Ab基因高粱對(duì)脫氫酶、蔗糖酶、脲酶的影響隨發(fā)育時(shí)期的不同而不同，特別是在苗期，轉(zhuǎn)基因高粱與對(duì)照間、不同轉(zhuǎn)基因株系之間存在顯著差異；但對(duì)過氧化氫酶的影響不顯著；種植轉(zhuǎn)cry1Ab基因高粱后，苗期、拔節(jié)期和抽穗期對(duì)根際土壤中可培養(yǎng)真菌數(shù)量(CFU)有顯著影響，而對(duì)放線菌和細(xì)菌數(shù)量的顯著影響則分別表現(xiàn)在抽穗期和苗期；不同轉(zhuǎn)基因株系對(duì)真菌、細(xì)菌的影響具有顯著差異，但對(duì)放線菌基本沒有影響。 本研究結(jié)果為轉(zhuǎn)Bt基因植物的利用和