转SrMV-P1基因甘蔗的土壤环境安全性研究

论文摘要

本研究以转SrMV-P1基因甘蔗作为材料,通过土壤微生物总DNA和禾本科杂草（牛筋草）DNA的PCR检测研究外源SrMV-P1基因的水平转移;通过微生物平板培养研究转基因甘蔗对土壤微生物的影响;通过土壤酶活性和养分变化分析研究转基因甘蔗对土壤理化性质的影响,以初步研究转SrMV-P1基因甘蔗的土壤环境安全性。结果表明:在甘蔗根际土壤微生物基因组DNA和禾本科杂草（牛筋草）基因组DNA中均未检测到外源SrMV-P1基因,说明SrMV-P1基因未发生水平转移。甘蔗叶片残体分解后土壤微生物数量在转基因甘蔗和非转基因甘蔗间无显著差异;在甘蔗生长前中期,盆栽接种甘蔗花叶病毒后的甘蔗根际土壤微生物数量显著高于未接种的;盆栽甘蔗的根际土壤细菌和放线菌数量在甘蔗生长前期显著高于生长后期,但根际土壤真菌的数量在甘蔗的分蘖期达到最高;而大田栽培时根际土壤细菌数量在甘蔗各生育期内无显著差异,但放线菌在分蘖期达最高,真菌则在成熟期达最高;转基因甘蔗对根际土壤放线菌和真菌的影响较为复杂,但对根际细菌的影响很小。根际土壤酶的研究结果表明:转基因甘蔗叶片残体分解后对土壤碱性磷酸酶和过氧化氢酶的影响不显著但对其他酶有一定影响;不同的栽培方式下,盆栽未接种甘蔗的根际土壤蔗糖酶、脲酶和过氧化氢酶的活性高于盆栽接种,盆栽未接种甘蔗的碱性磷酸酶活性低于盆栽接种,根际土壤酸性磷酸酶的活性则与碱性磷酸酶的表现相反;不同生育期内,根际土壤蔗糖酶和脲酶活性在甘蔗生长中后期较高,而两种磷酸酶和过氧化氢酶的活性则随着甘蔗的生长而不断降低;转基因甘蔗对根际土壤脲酶和酸性磷酸酶的活性影响很小,而对蔗糖酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶的活性皆有一定的影响。不同栽培方式下,根际土壤pH值均表现弱酸性,盆栽未接种甘蔗的根际土壤pH值较盆栽接种的高;不同生育期内,根际土壤pH值在盆栽下随着甘蔗的生长先降后升,但在大田种植时则随着甘蔗的生长略有升高;甘蔗生长中后期转基因甘蔗略降低了土壤pH值,盆栽转基因甘蔗残体也降低了土壤pH值。盆栽甘蔗的根际土壤电导率在1.08～3.08ms/cm之间,而大田仅在0.108～1.24ms/cm之间;随着甘蔗的生长根际土壤电导率先升后略降;甘蔗残体土壤电导率为0.18～0.26ms/cm;转基因甘蔗及其残体对根际土壤电导率的影响较复杂。根际土壤养分的分析表明:1)转基因甘蔗叶片残体分解后对大部分土壤养分（全氮除外）无显著影响;2)不同栽培方式下,盆栽未接种甘蔗的根际土壤全氮、速效磷和有机质的含量与盆栽接种的相当;其根际土壤全磷和速效钾的含量高于盆栽接种;但根际土壤全钾、速效氮含量低于盆栽接种;3)不同生育期内,根际土壤全氮和全磷、速效磷和速效钾以及有机质的含量皆随着甘蔗的生长而减少;而随着甘蔗的生长根际土壤全钾的含量先降后略升;根际土壤速效氮的含量在伸长期时最高;4)转基因甘蔗对土壤速效养分和有机质含量的影响较复杂,但对全氮、全磷和全钾的影响很小。初步研究表明,转基因甘蔗对其根际土壤酶、pH值和电导率皆有一定的影响,对土壤速效养分和有机质含量的影响较复杂,但对土壤全氮、全磷和全钾的影响很小;不同的栽培方式或甘蔗的不同生育期皆可能对土壤理化性质造成迥异的影响。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 甘蔗抗花叶病
• 1.1.1 甘蔗花叶病的发生危害
• 1.1.2 甘蔗抗花叶病毒基因工程育种
• 1.2 转基因植物的释放及其环境安全性问题
• 1.2.1 国内外转基因植物环境释放与商业化生产的现状
• 1.2.2 转基因植物环境安全性
• 1.3 本研究的目的意义及研究方案
• 1.3.1 目的意义
• 1.3.2 研究方案
• 2 材料与方法
• 2.1 供试材料
• 2.1.1 甘蔗材料
• 2.1.2 材料种植及土样采集
• 2.1.3 主要仪器
• 2.2 方法
• 2.2.1 土壤微生物总数采用平板培养法
• 2.2.2 土壤酶活性测定
• 2.2.3 土壤pH值和电导率测定
• 2.2.4 土壤养分的测定
• 2.2.5 禾本科杂草基因组DNA提取:采用改良CTAB法
• 2.2.6 土壤微生物基因组DNA提取:采用改良SDS的高盐提取法
• 1基因的PCR检测'>2.2.7 转基因甘蔗SrMV-P₁基因的PCR检测
• 2.3 数据分析
• 3 结果与分析
• 1基因的水平转移'>3.1 转基因甘蔗外源SrMV-P₁基因的水平转移
• 3.1.1 根际土壤的水平转移
• 3.1.2 禾本科杂草的水平转移
• 3.2 转基因甘蔗对土壤可培养微生物数量的影响
• 3.2.1 转基因甘蔗叶片残体的效应
• 3.2.2 盆栽接种与未接种的效应
• 3.2.3 大田的效应
• 3.3 转基因甘蔗对根际土壤酶活性的影响
• 3.3.1 不同栽培方式的效应
• 3.3.2 转基因甘蔗叶片残体对土壤酶活性的影响
• 3.4 转基因甘蔗对根际土壤pH值、电导率和养分的影响
• 3.4.1 不同栽培方式的效应
• 3.4.2 转基因甘蔗叶片残体对土壤pH值、电导率和养分的影响
• 4 讨论与结论
• 1基因的漂移'>4.1 转基因甘蔗外源P₁基因的漂移
• 4.2 转基因甘蔗对土壤微生物的安全性分析
• 4.3 转基因甘蔗对根际土壤理化性质的稳定性分析
• 4.3.1 转基因甘蔗对根际土壤酶活性的影响
• 4.3.2 转基因甘蔗对土壤的pH值、电导率和养分的影响
• 5 在学期间发表的论文
• 参考文献
• 致谢