转cry1Ac基因抗虫玉米对土壤解磷细菌及主要功能酶活性的影响研究

论文摘要

转基因玉米对土壤微生物和土壤理化性质的影响是转基因玉米环境安全评价的重要内容。本文以在吉林省农业科学院转基因植物环境安全评价试验基地种植的转cry1Ac基因抗虫玉米和受体对照为研究对象,应用解磷细菌分离培养技术、分子鉴定技术和土壤酶活性测定技术,分别在玉米的七个不同生长时期采集玉米地土壤样品,研究探讨了转cry1Ac基因抗虫玉米对土壤解磷细菌数量、解磷能力和种群结构的影响,同时研究探讨了转cry1Ac基因抗虫玉米对土壤中三种主要功能酶活性的影响。其主要研究结果如下：与受体对照相比,转cry1Ac基因抗虫玉米在不同的生长时期对土壤解磷细菌数量影响较大,既有促进也有抑制,而对解磷能力则存在一定促进作用。与受体对照相比,转cry1Ac基因抗虫玉米不同生长时期的土壤解磷细菌数量变化规律相似。在心叶期和拔节中期,土壤解磷细菌数量要远远高于其他5个时期。与受体对照相比,转cry1Ac基因抗虫玉米不同生长时期的土壤解磷细菌解磷能力变化规律相似。在心叶期、拔节中期和大喇叭口期,土壤解磷细菌解磷能力要远远高于其他4个时期。从转cry1Ac基因抗虫玉米土壤中共分离得到解磷细菌75株,归属于17个菌属,从受体对照土壤中共分离得到解磷细菌89株,归属于14个菌属。与受体对照相比,转cry1Ac基因抗虫玉米土壤中解磷细菌要复杂和丰富的多,但是二者土壤解磷细菌的优势菌属一致,主要为芽孢杆菌属和伯克氏菌属。与受体对照相比,转ry1Ac基因抗虫玉米不同生长时期土壤主要功能酶活性变化规律相似。转cry1Ac基因抗虫玉米和受体对照的土壤脲酶和土壤蔗糖酶在播种前活性最低,然后活性逐渐增强,至大喇叭口期出现最高值,而后开始缓和下降。转cry1Ac基因抗虫玉米和受体对照的土壤脱氢酶在播种前活性最低,然后活性开始迅速增强,在心叶期出现最高值,而后迅速降低至拔节中期后,下降趋势趋于缓和。与受体对照相比,转cry1Ac基因抗虫玉米对土壤脲酶和土壤蔗糖酶活性影响较小,对土壤脱氢酶活性则有一定促进作用。根据以上研究结果我们可知,与受体对照相比,转cry1Ac基因抗虫玉米对土壤解磷细菌的数量、种群、功能以及土壤主要功能酶活性都有一定影响。本文初步揭示了转cry1Ac基因抗虫玉米种植土壤中解磷细菌的群落结构和主要功能酶活性变化,为转cry1c基因抗虫玉米的环境风险评估提供科学依据,同时为转Bt基因抗虫玉米的持续健康发展提供理论基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 缩略语表
• 第一章 文献综述
• 1 转基因作物研究进展
• 1.1 转基因作物的种植概况
• 1.2 转基因作物的种类
• 1.2.1 农艺改良性状
• 1.2.2 品质改良性状
• 1.2.3 工业应用
• 1.3 转基因作物的生物安全评价
• 1.3.1 转基因作物的食品安全
• 1.3.2 转基因作物的环境安全
• 1.3.3 转基因作物的安全性评估原则
• 1.4 各国关于转基因作物的生物安全管理
• 1.5 转基因作物的经济社会效益及应用前景
• 2 解磷微生物研究进展
• 2.1 土壤中磷的重要性及有效磷的稀缺问题
• 2.2 解磷微生物在磷素循环中的作用
• 2.3 解磷微生物数量和种群结构
• 2.4 解磷微生物的溶磷机制
• 2.5 解磷能力的测定方法
• 3 土壤酶的研究进展
• 3.1 土壤酶的来源和种类
• 3.2 土壤酶的功能
• 3.4 转基因作物对土壤酶活性的影响
• 4 本研究的目的和意义
• 第二章 转cry1Ac基因抗虫玉米对土壤解磷细菌数量及解磷能力的影响
• 1 材料
• 1.1 主要试验仪器及试剂
• 1.2 培养基
• 1.3 试验地
• 1.3.1 供试品种
• 1.3.2 试验地设计
• 2 方法
• 2.1 土壤样品的采集和处理
• 2.1.1 土壤样品的采集
• 2.1.2 土壤样品的处理
• 2.2 解磷细菌的分离计数
• 2.2.1 解磷细菌的富集
• 2.2.2 解磷细菌的分离、纯化与计数
• 2.3 分离株的解磷能力测定
• 3 结果与分析
• 3.1 解磷细菌的分离
• 3.2 转cry1Ac基因抗虫玉米对土壤解磷细菌数量的影响
• 3.2.1 转cry1Ac基因抗虫玉米对土壤解有机磷细菌数量的影响
• 3.2.2 转cry1Ac基因抗虫玉米对土壤解无机磷细菌数量的影响
• 3.3 转crylAc基因抗虫玉米对土壤解磷细菌解磷能力的影响
• 4 结论
• 5 讨论
• 第三章 转cry1Ac基因抗虫玉米对土壤解磷细菌种群的影响
• 1 材料
• 1.1 主要试验仪器及试剂
• 1.2 培养基
• 2 方法
• 2.1 新鲜菌液的制备
• 2.2 引物设计
• 2.3 解磷细菌分离株的菌液PCR扩增
• 2.4 PCR扩增产物序列测定及系统发育树的构建
• 3 结果与分析
• 3.1 PCR产物电泳检测
• 3.2 解磷细菌系统发育树的构建
• 3.3 转cry1Ac基因抗虫玉米对土壤解磷细菌种群的影响分析
• 4 结论
• 5 讨论
• 第四章 转cry1Ac基因抗虫玉米对土壤主要功能酶活性的影响
• 1 材料
• 1.1 供试土样
• 1.2 主要试验仪器
• 1.3 主要试验试剂及配制
• 1.3.1 土壤脲酶活性测定所需试剂配制
• 1.3.2 土壤蔗糖酶活性测定所需试剂配制
• 1.3.3 土壤脱氢酶活性测定所需试剂配制
• 2 方法
• 2.1 土壤脲酶活性测定方法
• 2.2 土壤蔗糖酶活性测定方法
• 2.3 土壤脱氢酶活性测定方法
• 3 结果与分析
• 3.1 转cry1Ac基因抗虫玉米对土壤脲酶活性的影响
• 3.2 转cry1Ac基因抗虫玉米对土壤蔗糖酶活性的影响
• 3.3 转cry1Ac基因抗虫玉米对土壤脱氢酶活性的影响
• 4 结论
• 5 讨论
• 第五章 论文总结
• 1 论文研究的主要结论
• 2 论文的创新之处
• 3 展望
• 参考文献
• 致谢