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转基因抗虫棉对根际土壤微生物和植物内生细菌多样性的影响

作　者: 高国庆
导　师: 曹慧；刘标
学　校: 南京农业大学
专　业: 微生物学
关键词: 转基因抗虫棉 16Sr DNA文库 RFLP 根际微生物 内生细菌 多样性
分类号: S562
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


近年来,转基因棉花在我国的推广和种植面积不断扩大,它给我们带来巨大的经济效益的同时,其安全性也逐步引起世界各国的关注。因此在转基因棉花进入大田试验和商品化生产阶段前的生态风险性评估是极其必要的。根际土壤微生物是土壤生态系统的重要组分,在土壤生态平衡、物质循环和植物养分转换等过程中起着重要的作用。而内生细菌对转基因棉花也具有许多生物学作用,如促进棉花生长,帮助棉花抵抗病虫害侵袭等。因而研究根际土壤微生物和内生细菌具有十分重要的理论和实践意义。本研究以转Bt基因抗虫棉(中30)和Bt抗虫棉的近亲对照品系(中16),以及纯合转Bt+CpTI基因抗虫棉(中41)和Bt+CpTI抗虫棉的近基因对照品系(中23)为研究材料。采用传统的平板培养法和基于16S rDNA的RFLP分析方法研究了常规棉和转基因棉根际土壤微生物和内生细菌数量及多样性的变化。通过平板计数比较了转基因抗虫棉和常规棉的根际土壤微生物、卡那霉素抗性菌和茎部内生细菌的数量。结果表明：(1)转基因抗虫棉根际土壤中的细菌和放线菌数量高于常规棉,而真菌低于常规棉；(2)转基因抗虫棉根际土壤卡那霉素抗性菌数量高于常规棉；(3)转基因抗虫棉的茎部内生细菌数量高于常规棉。但是这些差别不显著,都维持在同一数量级上。说明转基因抗虫棉对可培养根际土壤微生物、卡那霉素抗性菌和茎部内生细菌的数量影响不显著。采用16S rDNA指纹法研究了转基因抗虫棉和常规棉根际土壤微生物的多样性和群落结构。以转基因抗虫棉根际土壤微生物总DNA扩增的16S rDNA构建的文库标记为文库l；以常规棉根际土壤微生物总DNA扩增的16S rDNA构建的文库标记为文库2。文库1挑取了158个克隆子,文库2挑取了156个克隆子。统计分析发现,文库1的Shannon-Wienner指数、Simpson指数、均一度分别为(4.802、0.991、0.949)均高于文库2相应的参数(分别为4.773、0.990、0.945),而文库2的丰富度(26.139)要高于文库1(25.876)。但这些差距不显著,说明转基因抗虫棉对土壤根际微生物的多样性和群落结构影响不显著。利用平板分离的方法研究了转基因抗虫棉和常规棉根际土壤卡那霉素抗性菌的多样性。转基因抗虫棉根际土壤中卡那霉素抗性细菌的香农指数,辛普森指数,丰富度和均匀度(分别为1.914,0.783,2.918,0.430)均高于常规棉(分别为1.276,0.460,2.234,0.285),其差别比较明显,说明转基因抗虫棉提高了土壤卡那霉素抗性菌的多样性程度。通过测序分析发现,转基因抗虫棉和常规棉根际土壤卡那霉素抗性菌的优势菌群有所不同,Phyllobacterium和Chryseobacterium是常规棉根际土壤卡那霉素抗性菌的优势菌群；而Phyllobacterium、Chryseobacterium和Stenotrophomonas是转基因抗虫棉根际土壤卡那霉素抗性菌的优势菌群。对转基因抗虫棉及其对照的茎部进行内生细菌分离,根据菌落形态进行初步归类,用限制性内切酶对16S rDNA进行酶切,建立不同内生细菌的限制性酶切图谱类型,来进一步对内生细菌进行系统归类。比较群落多样性指数,转基因抗虫棉茎部内生细菌的香农指数,辛普森指数,丰富度和均匀度(分别为1.6081,0.7188,2.0779,0.418)均高于常规棉(分别为1.3149,0.6485,1.7631,0.331)。并且内生细菌的优势菌群发生了变化,Curtobacterium和Enterobacter是常规棉茎部内生细菌的优势菌群,而Microbacterium和Curtobacterium是转基因抗虫棉茎部内生细菌的优势菌群。

全文目录


摘要  5-7
ABSTRACT  7-10
符号与缩略语说明  10-11
前言  11-13
第一章 文献综述  13-33
  一、转基因棉花的现状  13-15
  二、转基因棉花的生物安全评价研究进展  15-20
  三、环境微生物多样性的研究方法  20-27
  参考文献  27-33
第二章 转基因抗虫棉对根际土壤微生物多样性的影响  33-51
  1 材料和方法  33-40
  2 结果与分析  40-45
  3 本章小结  45-48
  参考文献  48-51
第三章 转基因抗虫棉对土壤中卡那霉素抗性菌多样性的影响  51-59
  1 材料和方法  51-52
  2 结果与分析  52-55
  3 本章小结  55-57
  参考文献  57-59
第四章 转基因抗虫棉对茎部内生细菌多样性的影响  59-67
  1 材料和方法  59-60
  2 结果与分析  60-64
  3 本章小结  64-66
  参考文献  66-67
全文总结  67-69
创新之处  69-71
附录:文中所用的培养基和试剂配方  71-73
致谢  73

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中图分类: > 农业科学 > 农作物 > 经济作物 > 纤维作物 > 棉
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