转TaDREB4基因抗旱小麦对土壤生态系统的影响

论文摘要

众所周知,转基因作物的商业化种植在给人类带来巨大经济价值的同时,也可能存在一定的风险。在水资源日益溃乏的今天,干旱已经严重影响到了农作物的产量和品质。小麦作为最主要的粮食作物之一,它的需求量也在与日俱增。自1992年成功获得第一例转基因小麦以来,转基因小麦在抗旱等抗逆境方面的研究已经取得了很大的进展。然而,全面、准确地评价转基因小麦的环境生物安全性是小麦进行商业化种植的前提和保证。本文针对转TaDREB4基因抗旱小麦TB4对其根际土壤生态系统的影响,研究了转基因小麦对根际土壤理化性质、酶活及微生物群落多样性的影响,以此为转基因小麦的环境生物安全性评价提供科学依据。本文主要研究结果如下：1转TaDREB4基因抗旱小麦TB4对其根际土壤理化性质的影响不显著于小麦的不同生育期,测定了2012年江苏六合与河南新乡小麦根际土壤pH、含水量、速效氮、速效氮、速效钾、速效磷和有机质含量。利用电位测定法测定土壤的pH值；利用定容称量法测定土壤水分含量；利用碱解蒸馏法测定土壤速效氮含量；利用碳酸氢钠法测定土壤速效磷含量；利用火焰光度法测定土壤速效钾含量；利用重铬酸钾法测定土壤有机质含量。结果显示,不同生育期或不同地区之间,小麦根际土壤理化性质表现出一定的差异性,但同一生育期、同一地区,转基因小麦与非转基因亲本济麦19（JM19）之间的差异性不显著,表明转TaDREB4基因抗旱小麦对其根际土壤理化性质影响不显著。2转基因转TaDREB4基因抗旱小麦TB4对其根际土壤酶活的影响不显著于小麦的不同生育期,测定了江苏六合与河南新乡两年（2011、2012）的小麦根际土壤脲酶,蔗糖酶与脱氢酶的活性。结果显示,同一生育期、同一地区,转基因小麦与非转基因亲本间的脲酶、蔗糖酶与脱氢酶无显著差异。不同生育期或不同地区之间,小麦根际土壤酶活性大小表现出一定的差异性,但从空白期到成熟期,三种酶活性并无明显的变化规律。3转TaDREB4基因抗旱小麦TB4对其根际土壤微生物的影响不显著利用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳（PCR-DGGE）技术研究了不同生育期转TaDREB4基因抗旱小麦对其根际土壤微生物群落多样性的影响。DGGE指纹图谱结果显示：同一生育期,转TaDREB4基因抗旱小麦TB4与其受体的优势条带相似度高,差异性条带少。多样性及主成分分析表明,不同生育期或不同地区的小麦根际土壤微生物多样性有一定的差异性,但同一生育期、同一地区的转TaDREB4基因抗旱小麦与其受体的根际土壤微生物多样性无显著差异,综上所述,同一生育期、同一地区,转TaDREB4基因抗旱小麦对其根际土壤理化性质、酶活和微生物群落多样性影响不显著。因此,就目前的研究结果表明,转TaDREB4基因抗旱小麦对土壤生态系统尚无显著影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 综述
• 1 转基因作物概述
• 1.1 转基因作物的发展现状
• 1.2 转基因作物的种类
• 1.3 转基因作物的发展趋势
• 2 转DREB基因作物的抗旱机制
• 2.1 作物抗旱的生理机制
• 2.2 DREB转录因子在植物抗逆中的作用机制
• 3 转基因作物的环境生物安全性评价
• 3.1 转基因作物对遗传多样性的影响
• 3.2 转基因作物对物种多样性的影响
• 3.3 转基因作物对生态系统的影响
• 3.3.1 杂草化对生态系统的影响
• 3.3.2 对土壤生态系统的影响
• 4 本研究的目的与意义
• 第二章 土壤理化性质的测定
• 1 材料与方法
• 1.1 供试材料与试验设计
• 1.2 根际土壤采集
• 1.3 试剂和溶液
• 1.4 仪器和设备
• 1.5 土壤理化性性质各指标的测定方法
• 1.5.1 土壤pH的测定
• 1.5.2 土壤水分含量的测定
• 1.5.3 土壤速效氮含量的测定
• 1.5.4 土壤速效磷含量的测定
• 1.5.5 土壤速效钾含量的测定
• 1.5.6 土壤有机质含量的测定
• 1.6 数据分析
• 2 结果与分析
• 2.1 pH测定结果
• 2.2 水分测定结果
• 2.3 速效氮含量测定结果
• 2.4 速效磷含量测定结果
• 2.5 速效钾含量测定结果
• 2.6 有机质含量测定结果
• 3 讨论
• 第三章 转基因小麦对土壤酶活的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 供试材料、实验设计、样品采集
• 1.2 实验仪器
• 1.3 溶液配制
• 1.4 试验方法
• 1.4.1 土壤脲酶活性测定方法
• 1.4.2 土壤蔗糖酶活性测定方法
• 1.4.3 土壤脱氢酶活性测定方法
• 1.5 数据分析
• 2 结果与分析
• 2.1 土壤脲酶活性测定结果
• 2.2 土壤蔗糖酶活性测定结果
• 2.3 土壤脱氢酶活性测定结果
• 3 讨论
• 第四章 转基因小麦对土壤微生物的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 供试材料、实验设计与样品采集
• 1.2 试剂与仪器
• 1.3 试验方法
• 1.3.1 土壤DNA提取
• 1.3.2 PCR扩增
• 1.3.3 DGGE及染色
• 1.3.4 测序与序列比对
• 1.4 数据分析
• 2 结果与分析
• 2.1 转基因小麦对土壤真菌群落多样性的影响
• 2.1.1 六合转基因小麦对根际土壤真菌群落多样性的影响
• 2.1.2 河南转基因小麦对根际土壤真菌群落多样性的影响
• 2.2 转基因小麦对土壤细菌群落多样性的影响
• 2.2.1 六合转基因小麦对根际土壤细菌群落多样性的影响
• 2.2.2 河南转基因小麦对根际土壤细菌群落多样性的影响
• 2.3 系统发育分析
• 3 讨论
• 结论
• 附录
• 参考文献
• 在读期间发表的学术论文及研究成果
• 致谢