转基因与非转基因水稻根围土壤微生物和根系内生菌群落结构的比较

论文摘要

转基因水稻的环境风险一直受到广泛的关注,其中对微生物的风险评价是一个重要的研究内容。本研究于2011年7-9月,以转单价cry1Ab抗虫水稻（B4b68）和转双价cry1Ac/cpti抗虫水稻（II优科丰8号）以及它们各自的非转基因对照品种（明恢86和II优明86）为材料,利用传统培养、磷脂脂肪酸标记（PLFA）和酶活测定等方法,研究了土壤酶活性、根系内生菌和根围土壤微生物群落结构在转基因与非转基因水稻间的差异,旨在为转基因水稻的环境风险评价提供科学依据。主要研究结果如下：（1）转基因与非转基因水稻根际土壤酶活性的比较在分蘖期和抽穗期B4b68稻田的土壤蔗糖酶活性和II优科丰8号稻田的土壤多酚氧化酶活性均显著低于对照稻田。分蘖期,两种转基因稻田脲酶活性显著高于其对照田,抽穗期,两种转基因稻田蛋白酶活性明显低于其对照田；整个水稻生育期内,仅II优科丰8号稻田蛋白酶的活性变化趋势与对照稻田不同。（2）转基因与非转基因水稻根系可培养土壤微生物数量的比较转基因水稻对不同时间采样的细菌数量变化趋势没有影响,但是不同转基因水稻品种的细菌数量变化趋势不同；转基因水稻品种水稻II优科丰8号与其对照非转基因水稻相比对放线菌数量变化影响较为明显：两种转基因水稻与其对照非转基因水稻相比,对真菌数量变化的趋势均没有影响。土壤中三大微生物类群的组成情况为,细菌最多,放线菌次之,真菌最少。在水稻的孕穗期,转基因水稻II优科丰8号的根围土壤细菌总数显著低于其非转基因亲本对照。（3）转基因与非转基因水稻根围土壤中不可培养微生物的比较水稻的根围土壤中标记微生物的磷脂脂肪酸含量和种类都非常丰富但是含量和种类有较大差异。四种水稻脂肪酸含量的排序为B4b68>B4b68亲本>II优科丰8号亲本>II优科丰8号。（4）转基因与非转基因水稻根系内生菌的比较通过Sherlock MIS微生物全自动鉴定,得到9个属的16种细菌,分别为芽孢杆菌属（Bacillus）、金杆菌属（Microbacterium）、不动杆菌属（Acinetobacter）、肠杆菌属（Enterobacter）、假单胞菌属（Pseudomonas）、寡养单胞菌属（Stenotrophomonas）、发光杆菌属（Photobacterium）、乳球菌属（Lactococcus）、伯克霍尔德氏菌属（Burkholderia）。嗜碱芽孢杆菌（Alkalphilic Bacillus）在转基因及非转基因水稻中都有分布,其他种类细菌在不同水稻品种间的分布差异极大。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1 转基因作物的研究现状
• 1.1 转基因水稻的研究现状
• 1.2 转基因水稻的安全隐患
• 2 转基因作物对土壤生态环境的影响
• 2.1 外源基因和其产物进入土壤后的活性研究
• 2.2 转基因作物对土壤微生物和土壤酶活性的影响
• 3 转基因作物对植物体内微生物的影响
• 3.1 植物内生菌
• 3.2 内生菌的功能研究
• 3.2.1 内生菌的植物保护作用
• 3.2.2 内生菌的植物促生作用
• 3.2.3 内生菌在转基因技术中的应用
• 3.3 内生菌的多样性研究
• 3.4 转基因水稻内生菌的相关研究
• 第二章 转基因与非转基因水稻根围土壤酶活性的比较
• 1 材料与方法
• 1.1 试验地点与设计
• 1.1.1 试验地点
• 1.1.2 供试水稻材料
• 1.1.3 试验小区设计
• 1.2 试验材料
• 1.2.1 土壤样品
• 1.2.2 试剂药品
• 1.2.3 主要溶液配置
• 1.2.4 主要仪器
• 1.3 试验方法
• 1.3.1 脲酶活性的测定
• 1.3.2 蛋白酶活性的测定
• 1.3.3 蔗糖酶活性的测定
• 1.3.4 多酚氧化酶活性的测定
• 1.4 数据的统计分析
• 2 结果与分析
• 2.1 转基因与非转基因稻田土壤酶活性时间动态比较
• 3 小结与讨论
• 第三章 转基因与非转基因水稻根围可培养微生物数量的比较
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.1.1 土壤样品
• 1.1.2 试验培养基
• 1.2 试验方法
• 1.2.1 土壤样品含水量的测定
• 1.2.2 土壤样品微生物的分离、计数
• 1.3 数据的统计分析
• 2 结果与分析
• 2.1 不同采样时间土壤微生物数量的动态变化
• 3 小结与讨论
• 第四章 转基因与非转基因水稻根系不可培养微生物群落的比较
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.1.1 土壤样品
• 1.1.2 主要试剂
• 1.1.3 仪器与分析软件
• 1.1.4 土壤脂肪酸生物标记（PLFAs）分析方法
• 1.2 统计分析
• 2 结果与分析
• 2.1 转基因和非转基因水稻根围土壤不可培养微生物群落的比较结果
• 2.2 转基因与非转基因水稻根围土壤微生物脂肪酸生物标记的分布特性
• 2.3 转基因与非转基因水稻特征微生物脂肪酸生物标记含量的比较
• 2.4 转基因与非转基因水稻土壤硫酸盐还原细菌和甲烷氧化菌含量的比较
• 3 小结与讨论
• 第五章 转基因水稻与非转基因水稻根系内生细菌种类的比较
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.1.1 水稻样品
• 1.1.2 试验培养基
• 1.2 方法
• 1.2.1 水稻内生菌的分离与纯化
• 1.2.2 水稻内生菌的脂肪酸的提取
• 1.2.3 细菌脂肪酸的检测
• 1.3 数据统计分析
• 2 结果与分析
• 2.1 所有分离到的内生菌种类的鉴定
• 2.2 转基因与非转基因水稻根系内生菌数量及种类的比较
• 3 小结与讨论
• 第六章 全文总结
• 1 总结
• 2 本研究存在的不足
• 3 下一步工作设想
• 参考文献
• 致谢