轉(zhuǎn)Bt玉米葉面微生物區(qū)系及Bt蛋白表達規(guī)律的研究.pdf

1、隨著轉(zhuǎn)基因作物全球化的應(yīng)用和推廣,轉(zhuǎn)Bt基因作物釋放后對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的潛在影響受到廣泛重視.轉(zhuǎn)Bt基因玉米的釋放對土壤微生態(tài)的影響、與野生近緣種的基因流、對非靶標昆蟲的影響和靶標害蟲抗性問題是近年研究的熱點,然而轉(zhuǎn)Bt基因玉米對葉面微生物的影響鮮有報道,因此研究田間自然條件下轉(zhuǎn)Bt基因玉米對葉面微生物群落及多樣性的影響對Bt玉米的生態(tài)風險評價具有重要意義.
　　2010年和2011年,在農(nóng)業(yè)部轉(zhuǎn)基因植物環(huán)境安全監(jiān)督檢驗測試中心(濟

2、南)專用試驗基地內(nèi)種植轉(zhuǎn)Bt基因玉米和親本玉米,于苗期、拔節(jié)期、喇叭口期、抽雄期、抽絲期、乳熟期和完熟期采樣,研究大田自然狀態(tài)下轉(zhuǎn)Bt基因玉米對葉面微生物群落結(jié)構(gòu)和功能的影響.主要研究方法為Biolog微平板法、傳統(tǒng)微生物分離培養(yǎng)法和酶聯(lián)免疫法.
　　利用傳統(tǒng)培養(yǎng)法,于2010和2011連續(xù)兩年測定轉(zhuǎn)Bt基因玉米MON810及其親本玉米DK647葉面細菌、真菌和放線菌的數(shù)量變化,并對細菌生理群的數(shù)量和多樣性進行分析,結(jié)果表明:雖然

3、不同年份和生育期兩個玉米品種葉面微生物數(shù)量存在差異,但是,年度間和相同的發(fā)育時期葉面微生物的數(shù)量變化趨勢一致,一般由苗期開始增多,到生育后期達到數(shù)量高峰.轉(zhuǎn)Bt基因玉米對葉面細菌和真菌影響較大,大部分生育期內(nèi)Bt玉米葉面真菌和細菌數(shù)量與親本玉米有顯著差異,而放線菌數(shù)量與親本相比差異不顯著.2010年的抽雄期Bt玉米葉面細菌生理群Shannon-Wiener群落多樣性指數(shù)、Simpson優(yōu)勢集中性指數(shù)、和均勻度指數(shù)顯著低于親本,2011年

4、苗期和拔節(jié)期Bt玉米細菌生理群的三種群落特征參數(shù)顯著大于對照.
　　利用Biolog微平板法對轉(zhuǎn)Bt基因玉米及其親本玉米葉面微生物的單一碳源利用水平進行分析,探討轉(zhuǎn)基因玉米對其葉面微生物群落功能多樣性的影響.結(jié)果表明:玉米葉面微生物總體活性苗期最低,抽絲期最強,完熟期有所減弱;與非轉(zhuǎn)基因親本相比,苗期、喇叭口期和完熟期轉(zhuǎn)Bt基因玉米葉面微生物活性大于非轉(zhuǎn)基因玉米;葉面微生物對碳源的利用主要集中在糖類及其衍生物類上,代謝中間產(chǎn)物和次

5、生代謝物類碳源利用程度最低;整個生育期內(nèi)Bt玉米葉面微生物群落Shannon多樣性指數(shù)和豐富度指數(shù)均高于常規(guī)玉米,其中喇叭口期差異顯著(P＜0.05),均勻度指數(shù)和優(yōu)勢度指數(shù)在整個生育期無顯著差異(P＞0.05).主成分分析表明苗期、喇叭口期和抽絲期,轉(zhuǎn)Bt基因玉米與非轉(zhuǎn)基因玉米葉面微生物群落的碳源利用模式相似,不同生育期分異明顯;完熟期轉(zhuǎn)Bt基因與非轉(zhuǎn)基因玉米葉面微生物碳源利用模式在PC2軸上存在顯著差異. PC1軸和PC2軸分別對不

6、同生育期和不同基因型玉米葉面微生物碳源利用模式造成主要分異.
　　應(yīng)用Biolog方法研究了轉(zhuǎn)Bt基因玉米粉碎葉對土壤微生物群落結(jié)構(gòu)功能多樣性的影響.取腐解10 d、25 d、40 d、55 d的土樣分析土壤微生物群落多樣性指數(shù)及對不同類碳源的利用情況.結(jié)果表明:在腐解的第25 d、40 d、55 d,轉(zhuǎn)Bt基因玉米粉碎葉處理土壤微生物群落豐富度指數(shù)(H)、優(yōu)勢集中性指數(shù)(D)和均勻度指數(shù)(E)與常規(guī)玉米處理均無明顯差異,腐解10

7、d抽雄期轉(zhuǎn)Bt基因玉米粉碎葉處理的土壤微生物群落多樣性和均勻度顯著高于常規(guī)玉米(P＜0.05),而乳熟期的優(yōu)勢集中性顯著低于常規(guī)玉米(P＜0.05).主成分分析表明,轉(zhuǎn)Bt基因玉米粉碎葉對土壤微生物碳源利用模式的影響隨腐解時間延長而減小,腐解第10 d影響最大,第55 d已基本無影響.
　　利用酶聯(lián)免疫吸附測定法(ELISA),對轉(zhuǎn)Bt基因玉米不同發(fā)育時期和不同組織器官Bt晶體蛋白表達量進行了測定.結(jié)果表明,葉、莖、花絲、雌穗軸,