轉(zhuǎn)基因抗蟲棉對根際土壤微生物和植物內(nèi)生細菌多樣性的影響.pdf

1、近年來，轉(zhuǎn)基因棉花在我國的推廣和種植面積不斷擴大，它給我們帶來巨大的經(jīng)濟效益的同時，其安全性也逐步引起世界各國的關(guān)注。因此在轉(zhuǎn)基因棉花進入大田試驗和商品化生產(chǎn)階段前的生態(tài)風險性評估是極其必要的。根際土壤微生物是土壤生態(tài)系統(tǒng)的重要組分，在土壤生態(tài)平衡、物質(zhì)循環(huán)和植物養(yǎng)分轉(zhuǎn)換等過程中起著重要的作用。而內(nèi)生細菌對轉(zhuǎn)基因棉花也具有許多生物學(xué)作用，如促進棉花生長，幫助棉花抵抗病蟲害侵襲等。因而研究根際土壤微生物和內(nèi)生細菌具有十分重要的理論和實踐意

2、義。
　　 本研究以轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲棉（中30）和Bt抗蟲棉的近親對照品系（中16），以及純合轉(zhuǎn)Bt+CpTI基因抗蟲棉（中41）和Bt+CpTI抗蟲棉的近基因?qū)φ掌废担ㄖ?3）為研究材料。采用傳統(tǒng)的平板培養(yǎng)法和基于16S rDNA的RFLP分析方法研究了常規(guī)棉和轉(zhuǎn)基因棉根際土壤微生物和內(nèi)生細菌數(shù)量及多樣性的變化。
　　 通過平板計數(shù)比較了轉(zhuǎn)基因抗蟲棉和常規(guī)棉的根際土壤微生物、卡那霉素抗性菌和莖部內(nèi)生細菌的數(shù)量。結(jié)果表明：

3、（1）轉(zhuǎn)基因抗蟲棉根際土壤中的細菌和放線菌數(shù)量高于常規(guī)棉，而真菌低于常規(guī)棉；（2）轉(zhuǎn)基因抗蟲棉根際土壤卡那霉素抗性菌數(shù)量高于常規(guī)棉；（3）轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的莖部內(nèi)生細菌數(shù)量高于常規(guī)棉。但是這些差別不顯著，都維持在同一數(shù)量級上。說明轉(zhuǎn)基因抗蟲棉對可培養(yǎng)根際土壤微生物、卡那霉素抗性菌和莖部內(nèi)生細菌的數(shù)量影響不顯著。
　　 采用16S rDNA指紋法研究了轉(zhuǎn)基因抗蟲棉和常規(guī)棉根際土壤微生物的多樣性和群落結(jié)構(gòu)。以轉(zhuǎn)基因抗蟲棉根際土壤微生物總

4、DNA擴增的16S rDNA構(gòu)建的文庫標記為文庫1；以常規(guī)棉根際土壤微生物總DNA擴增的16S rDNA構(gòu)建的文庫標記為文庫2.文庫1挑取了158個克隆子，文庫2挑取了156個克隆子。統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，文庫1的Shannon-Wienner指數(shù)、Simpson指數(shù)、均一度分別為（4.802、0.991、0.949）均高于文庫2相應(yīng)的參數(shù)（分別為4.773、0.990、0.945），而文庫2的豐富度（26.139）要高于文庫1（25.876）

5、。但這些差距不顯著，說明轉(zhuǎn)基因抗蟲棉對土壤根際微生物的多樣性和群落結(jié)構(gòu)影響不顯著。
　　 利用平板分離的方法研究了轉(zhuǎn)基因抗蟲棉和常規(guī)棉根際土壤卡那霉素抗性菌的多樣性。轉(zhuǎn)基因抗蟲棉根際土壤中卡那霉素抗性細菌的香農(nóng)指數(shù)，辛普森指數(shù)，豐富度和均勻度（分別為1.914，0.783，2.918，0.430）均高于常規(guī)棉（分別為1.276，0.460，2.234，0.285），其差別比較明顯，說明轉(zhuǎn)基因抗蟲棉提高了土壤卡那霉素抗性菌的多樣性

6、程度。通過測序分析發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)基因抗蟲棉和常規(guī)棉根際土壤卡那霉素抗性菌的優(yōu)勢菌群有所不同，Phyllobacterium和Chryseobacterium是常規(guī)棉根際土壤卡那霉素抗性菌的優(yōu)勢菌群；而 Phyllobacterium、Chryseobacterium和Stenotrophomonas是轉(zhuǎn)基因抗蟲棉根際土壤卡那霉素抗性菌的優(yōu)勢菌群。
　　 對轉(zhuǎn)基因抗蟲棉及其對照的莖部進行內(nèi)生細菌分離，根據(jù)菌落形態(tài)進行初步歸類，用限制性內(nèi)

7、切酶對16S rDNA進行酶切，建立不同內(nèi)生細菌的限制性酶切圖譜類型，來進一步對內(nèi)生細菌進行系統(tǒng)歸類。比較群落多樣性指數(shù)，轉(zhuǎn)基因抗蟲棉莖部內(nèi)生細菌的香農(nóng)指數(shù)，辛普森指數(shù)，豐富度和均勻度（分別為1.6081，0.7188，2.0779，0.418）均高于常規(guī)棉（分別為1.3149，0.6485，1.7631，0.331）。并且內(nèi)生細菌的優(yōu)勢菌群發(fā)生了變化，Curtobacterium和Enterobacter是常規(guī)棉莖部內(nèi)生細菌的優(yōu)勢菌群