【摘要】： 轉(zhuǎn)Bt基因作物的環(huán)境釋放對(duì)土壤及其根系微生物生態(tài)的影響研究主要集中在旱田作物，至今未見(jiàn)有關(guān)水田轉(zhuǎn)Bt基因水稻對(duì)土壤及水稻根系微生物生態(tài)安全和風(fēng)險(xiǎn)性研究報(bào)導(dǎo)。本文以轉(zhuǎn)Bt基因克螟稻及其親本水稻秀水11為試材，通過(guò)實(shí)驗(yàn)室和田間試驗(yàn)，比較了轉(zhuǎn)基因克螟稻秸桿還土和克螟稻生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)土壤和水稻根系微生物多樣性及其生物學(xué)活性的影響。 研究結(jié)果表明，與親本稻對(duì)照，在淹水條件下，添加Bt蛋白含量最高的孕穗期秸桿，培養(yǎng)初期土壤中好氧性細(xì)菌、放線菌、真菌以及厭氧發(fā)酵性細(xì)菌、反硝化細(xì)菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌和產(chǎn)甲烷細(xì)菌的數(shù)量存在顯著性差異，但這些顯著性影響并不持續(xù)，在培養(yǎng)后期顯著性差異逐漸消失。淹水土壤脫氫酶活性對(duì)轉(zhuǎn)基因水稻秸桿的添加相對(duì)比較敏感。表現(xiàn)為培養(yǎng)前期含轉(zhuǎn)基因秸桿的土壤脫氫酶活性顯著低于含非轉(zhuǎn)基因秸桿土壤；第3至第7星期，含轉(zhuǎn)基因秸桿的土壤脫氫酶活性又顯著性地高于含非轉(zhuǎn)基因秸桿土壤，7星期后顯著性差異消失。轉(zhuǎn)基因秸桿的添加對(duì)土壤磷酸酶活性沒(méi)有顯著性影響。基於16S rRNA基因擴(kuò)增的變性梯度凝膠電泳(DGGE)圖譜分析表明轉(zhuǎn)基因水稻秸桿的添加導(dǎo)致了土壤細(xì)菌群體結(jié)構(gòu)和組成的暫時(shí)性顯著變化，但這種變化在培養(yǎng)后期逐漸消失。 成熟期克螟稻秸桿還土試驗(yàn)表明，與親本相比，轉(zhuǎn)基因水稻秸桿的添加對(duì)培養(yǎng)初期淹水土壤蛋白酶、磷酸酶和纖維素酶活性具有不同程度的顯著性影響，但是這些顯著性影響也不持續(xù)。對(duì)淹水土壤脫氫酶、產(chǎn)甲烷、產(chǎn)氫活性及厭氧呼吸強(qiáng)度的影響較為顯著。其中，土壤脫氫酶、產(chǎn)甲烷活性及呼吸強(qiáng)度在培養(yǎng)的前56天明顯低于非轉(zhuǎn)基因?qū)φ�，之后則明顯高于添加非轉(zhuǎn)基因秸桿的對(duì)照土壤。與此相反，土壤產(chǎn)氫活性在培養(yǎng)56天后明顯低于添加非轉(zhuǎn)基因秸桿土壤。 成熟期克螟稻秸桿的添加對(duì)旱土(60%一上壤持水量)十:壤可培養(yǎng)細(xì)菌、放線菌和真 菌的數(shù)量以及土壤蛋白酶、磷酸酶、尿酶和土壤呼吸強(qiáng)度等沒(méi)有顯著性影響。對(duì)土壤氨 化細(xì)菌、好氧自生固氮菌和纖維素降解菌產(chǎn)生一些影響，但其顯著性影響均不持續(xù)。土 壤脫氫酶活性在添加克螟稻秸桿的土壤中明顯高于添加非轉(zhuǎn)基因秸桿土壤，但在培養(yǎng)63 天后兩者之間酶活性的顯著性差異消失。 克螟稻的生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)根系土壤微生物活性和細(xì)菌多樣性影響的研究結(jié)果表明，在整 個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，轉(zhuǎn)基因與非轉(zhuǎn)基因親本稻根系硝化細(xì)菌、放線菌、真菌的數(shù)量沒(méi)有 顯著性差異。轉(zhuǎn)基因克螟稻苗期根系土壤好氧性細(xì)菌總數(shù)明顯高于親本。兩種根系土壤 產(chǎn)芽抱細(xì)菌的數(shù)量在苗期、抽穗期和成熟期存在有顯著差異。兩種水稻根系土壤磷酸 酶、脫氫酶、尿酶活性和土壤呼吸強(qiáng)度之間未發(fā)現(xiàn)存在有顯著性差異。轉(zhuǎn)Bt基因與非 轉(zhuǎn)基因水稻根系土壤產(chǎn)甲烷活性在苗期、孕穗期和抽穗期存在有顯著性差異，表現(xiàn)為苗 期和孕穗期Bt稻根系土壤產(chǎn)甲烷活性明顯低于親本稻，但這種顯著性差異在水稻成熟 期消失。水稻生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，根系土壤微生物DGGE分子圖譜分析表明，盡管淹水根 系土壤、非淹水根系土壤和未種植水稻的淹水土壤間土壤細(xì)菌種群在結(jié)構(gòu)和組成方面存 在明顯的差異，但同一生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期的轉(zhuǎn)Bt基因與非轉(zhuǎn)Bt基因水稻根系土壤細(xì)菌的種 群結(jié)構(gòu)和組成未發(fā)現(xiàn)有顯著性差異。然而，根系土壤真菌的結(jié)構(gòu)和組成不僅存在季節(jié)性 差異，而且與非轉(zhuǎn)基因親本稻相比其結(jié)構(gòu)和組成在水稻生長(zhǎng)的每個(gè)生長(zhǎng)時(shí)期均存在顯著 性差異。 綜上試驗(yàn)結(jié)果表明孕穗期轉(zhuǎn)基因克螟稻秸桿對(duì)淹水土壤微生物及其生物學(xué)活性沒(méi)有 毒害作用;成熟期轉(zhuǎn)基因克螟稻秸桿對(duì)旱十幾土壤微生物及其生物學(xué)活性也沒(méi)有負(fù)面影 響;Btc盡jAb基因在秀水11中的導(dǎo)入對(duì)水稻根系土壤細(xì)菌和主要微生物活性沒(méi)有明顯 的影響。轉(zhuǎn)Bt基因克螟稻秸本卜添加對(duì)卜壤部分可培養(yǎng)微生物，于幾壤細(xì)菌種群結(jié)構(gòu)和組 成以及個(gè)別卜壤酶活性的暫時(shí)性顯著影響可能是由于外源基因在水稻染色體中導(dǎo)入引起 水稻秸桿化學(xué)組成成分發(fā)生變化，進(jìn)而導(dǎo)致水稻秸桿中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的微生物可利用性發(fā)生 變化產(chǎn)生。導(dǎo)致克螟稻與親本稻在根系十壤真菌的結(jié)構(gòu)和組成之間存在顯著差異的原因 向一待進(jìn)‘步研究確定。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2003
【分類號(hào)】：X173

【引證文獻(xiàn)】

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1 昌艷萍;楊亮;李春青;王華芳;;轉(zhuǎn)基因植物對(duì)環(huán)境微生物的影響及其檢測(cè)技術(shù)的研究進(jìn)展[J];河北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2011年03期

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1 盧增斌;防治水稻螟蟲單項(xiàng)技術(shù)措施的評(píng)價(jià)及儲(chǔ)備技術(shù)—轉(zhuǎn)基因水稻對(duì)非靶標(biāo)生物影響的研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2010年

2 蔚霞;轉(zhuǎn)Bt基因水稻秸稈還田對(duì)水稻土反硝化作用和微生物多樣性的影響[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2732245