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抗虫和抗除草剂转基因水稻对根际土壤微生物的影响

作　者: 李鑫鑫
导　师: 陆伟
学　校: 中国农业科学院
专　业: 生物化学与分子生物学
关键词: 转基因水稻变性梯度凝胶电泳 Biolog 土壤生物量 16s rDNA nifH
分类号: S154.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着转基因作物研发和商品化的快速发展,转基因作物释放可能带来的环境安全问题引起了人们的高度重视。其中,转基因作物对土壤微生物群落的影响是安全评价的一项重要内容。本研究利用免培养方法(PCR-DGGE)和可培养方法(Biolog微生物监测系统、平板培养法)等方法,针对抗虫和除草剂转基因水稻以及施用草甘膦除草剂对土壤微生物群落结构和功能多样性的影响进行分析。本研究采集转基因水稻、亲本水稻和常规杂交稻苗期、分蘖期和成熟期的根际土壤样品,分析转基因抗虫水稻和抗除草剂水稻对根际细菌的影响。平板培养统计分析表明,转基因水稻与亲本水稻、杂交稻的根际细菌种群数量在同一生长期内没有显著差异,表明转基因水稻对可培养的根际土壤细菌数量并无显著影响。同时采用优化的PCR-DGGE方法对上述样品的土壤细菌总DNA中16s rDNA的V3可变区进行分析,结果也表明转基因水稻对土壤细菌的群落结构没有显著影响。抗除草剂转基因水稻的种植,会促进相关除草剂的大量使用,因此除草剂的使用对土壤微生物的影响也必须加以关注。我们设计了两种浓度草甘膦的喷施实验来分析喷施草甘膦对土壤微生物群落结构的影响。与对照相比,在27mg/kg(田间除草使用浓度)草甘膦处理样品中,可培养细菌数量有逐渐增多趋势,在第7d时达到最大值(差异极显著),随后逐渐减少。而当施用270mg/kg(十倍田间使用量)高浓度草甘膦后,土壤可培养细菌受到明显抑制,数量急剧减少(差异显著),处理15d这种差异逐渐趋缓。碳代谢(Biolog ECO)分析表明,两种浓度草甘膦处理对土壤微生物丰度、碳源利用种类及能力均产生影响,高浓度的草甘膦影响更显著。PCR-DGGE分析表明两种浓度草甘膦处理对土壤细菌和放线菌的群落结构均产生了影响,主成分分析(PCA)表明高浓度的草甘膦影响更显著。模拟水稻田间喷施草甘膦除草剂实验(温室种植转基因抗草甘膦水稻EP3,以耐草甘膦水稻根际联合固氮菌A1501-Rif为指示菌)研究表明,草甘膦处理短时间内(2d)促进了根际可培养细菌和耐草甘膦指示菌的生长(差异显著)；Biolog分析表明上述处理对水稻根际微生物的丰富度、优势度以及碳源利用能力均没有显著影响；PCR-DGGE群落结构分析表明,与对照相比水稻根际细菌、放线菌及固氮菌群落结构也没有显著差异。

抗虫和抗除草剂转基因水稻对根际土壤微生物的影响

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