转CpTI基因对棉花根际土壤中微生物的影响

 2006-2007年,采用4个转CpTI基因棉花材料及其受体,于棉花不同生育期取根际土壤,研究了转CpTI基因对棉花根际细菌、放线菌及真菌数量的影响。结果表明：转CpTI基因及其受体材料根际土壤中细菌、放线菌和真菌的数量均随着棉花的生长发育变化,细菌在棉花的花铃期达到高峰,放线菌和真菌在蕾期至花铃期达到高峰,之后随着棉花的衰老均减少。转CpTI基因对棉花根际土壤中细菌、放线菌和真菌的数量有显著影响,细菌和放线菌的数量均比对应受体材料显著增加,而真菌的数量显著减少;从棉花的不同生育时期看,细菌的数量在苗期和花铃期显著高于受体材料,放线菌在不同时期均显著高于受体材料,尤以苗期和花铃期更明显,而真菌的数量在吐絮期显著低于受体材料。     

小麦-玉米轮作一体化保护栽培期间土壤微生物群落变化

以不同保护栽培方式和不同种植年限间小麦-玉米根际土壤为研究对象,对土壤微生物细菌、真菌、放线菌数量和多样性进行分析。采用微生物平板分离计数,SPSS统计学软件分析小麦玉米不同时期及5年间多样性指数变化。结果表明：小麦玉米轮作根际微生物数量变化与他们生长发育呈正相关,一体化保护栽培结果显示翻耕有利于增加细菌和放线菌数量,旋耕真菌数量显著增加,深松有利于减少真菌数量,覆盖秸秆有助于微生物数量的增加。微生物多样性指数受到小麦玉米长期轮作影响,导致微生物群落不均逐渐减少,但在轮作第5年小麦拔节期和玉米苗期微生物多样性指数升高。     

利用根箱法解析转双价（Bt + CpTI）基因棉花对土壤微生物数量及细菌多样性的影响

 利用根箱法对棉花根部土壤进行分区采集,并采用传统平板培养和DGGE克隆测序技术相结合的方法,对转双价基因棉和常规棉3个生长时期(播种后40 d、50 d和60 d)不同根区土壤细菌、放线菌和真菌数量及细菌多样性进行对比分析。平板培养结果表明,与常规棉相比,转双价基因棉S1根区土壤细菌、放线菌的数量显著降低,而S2根区土壤细菌、放线菌、真菌和S3根区土壤细菌、真菌的数量显著增加(P＜0.05);DGGE图谱分析表明,在棉花生长的3个时期内,转双价基因棉和常规棉根区土壤细菌多样性指数、均匀度和条带数均无显著差异(P＞0.05),2种棉花处理间有着很强的相似性,不受转双价基因棉种植的影响。转双价基因棉种植仅改变了根区土壤可培养微生物数量,对细菌多样性无显著影响。     

转双价基因(Bt+CpTI)棉种植对根际土壤微生物群落功能多样性的影响

为了研究转基因棉花种植对其根际土壤微生物群落功能多样性的影响,采用Biolog方法对不同生育期转双价(Bt+CpTI)基因棉SGK321及其亲本常规棉‘石远321’根际土壤微生物的单一碳源利用水平进行比较分析。结果表明,苗期、蕾期转双价棉土壤微生物群落平均吸光值(AWCD)显著高于常规棉,而花铃期、吐絮期显著低于常规棉。2种棉花根际土壤微生物群落丰富度指数(H)和优势度指数(D)随棉花生长时期的不同而有所不同,均匀度指数(E)4个时期转双价棉与亲本常规棉间无显著差异。主成分分析结果表明,转双价棉苗期、花铃期与常规棉苗期、蕾期土壤微生物群落碳源利用类型相似,转双价棉蕾期与常规棉花铃期土壤微生物碳源利用类型相似。对不同碳源的分析结果表明土壤微生物利用的主要碳源为：糖类、氨基酸类、羧酸类、聚合物类。     

不同肥力方式对玉米生育期微生物群落的影响

通过肥料试验结合室内分析,研究不同施肥处理对玉米各生育期土壤微生物数量和群落结构的影响。结果表明,与ck相比,N的施用在拔节期和抽雄期极显著地提高了微生物总数、细菌和放线菌的数量,但第一次施用的效果显著高于第二次;P处理抑制了出苗期从细菌和放线菌的生长,K施用促进出苗期放线菌的生长,PK共同施用促进了出苗期和拔节期细菌数量;与ck相比,NP增加细菌百分占比的变化幅度,N、K、NP、PK、NK、NPK增加了生育期内放线菌百分占比的变化幅度,所有处理均增加了生育期内真菌百分占比的变化幅度。无机肥的施用,改变了土壤微生物的群落结构,不同处理方式其百分含量也相应发生改变。     

重金属Cd2+对冬小麦幼苗根际微生物种群数量的影响

利用盆栽试验进行了Cd2+（对照、5.0、10.0、20.0、50.0、70.0 mg/kg干土）对冬小麦幼苗根际土壤微生物数量影响的研究。研究结果表明,在冬小麦出苗3周时,与对照相比,Cd2+对根际土壤细菌、真菌、自生固氮菌和亚硝化菌数量主要表现出显著抑制作用(P<0.05),而对放线菌数量表现为极显著促进作用(P<0.01),细菌数量在群落中所占比重降低,放线菌和真菌的比重增加,微生物总数减少,而多样性指数增加,真菌/细菌比值显著升高(P<0.05);出苗7周时,Cd2+对细菌和亚硝化菌数量表现出极显著促进作用(P<0.01),对真菌、放线菌和自生固氮菌数量主要表现为抑制作用,细菌在群落中所占比重增加,放线菌和真菌的比重降低,微生物总数增加,而多样性指数降低,真菌/细菌比值极显著降低(P<0.01);当12周时Cd2+处理下细菌和真菌数量极显著增加(P<0.01),而放线菌、自生固氮菌和亚硝化菌数量主要表现为降低现象,细菌和真菌在群落中所占比重增加,放线菌所占的比重降低,微生物总数主要表现为增加,而多样性指数主要表现为降低,真菌/细菌比值变化出现了无规律现象。总体来讲,在整个幼苗初期,与对照相比,Cd2+处理下冬小麦根际微生物总数减少,多样性指数增加,而在幼苗生长后期微生物总数增加,多样性指数却减少。     

不同生态区水稻根际微生物数量分析

选择3个不同生态区的高产水稻(产量500~1200kg/667m2)根际土壤为对象,对水稻根际微生物类群数量进行了比较研究。结果表明,在水稻生长过程中,不同生态区水稻根际细菌、真菌、放线菌数量大都表现为永胜县涛源乡>昆明>宜良。涛源乡各种高产田水稻根际细菌、真菌、放线菌数量大都与昆明和宜良之间呈显著差异,而宜良与昆明的水稻根际细菌、真菌、放线菌数量之间也分别呈不同的显著水平。不同生态区水稻根际细菌数量随生育期的变化大都表现为幼穗分化期>穗期>成熟期,而水稻根际真菌和放线菌数量随着生育期的变化是不一致的。从三大微生物总数的平均状况来看,涛源>昆明>宜良,表明永胜县涛源乡丰富的水稻根际微生物类群数量是涛源生态区比昆明和宜良生态区水稻高产优越的原因之一。     

转ScMV-CP基因甘蔗对根际土壤酶活性及微生物的影响

【研究目的】转ScMV-CP基因甘蔗对根际土壤酶活性和微生物的影响。【方法】利用BIOLOG Ecoplate? 微平板(BIOLOG Inc., USA)结合微生物的平板培养及相关的土壤酶活性分析。【结果】结果表明：转基因甘蔗显著(p<0.05)降低了土壤脱氢酶的活性，提高了土壤的纤维素酶、蛋白酶和脲酶活性(p<0.01)，而对蔗糖酶和磷酸单脂酶没有影响；转基因甘蔗显著增加了根际土壤可培养的细菌和真菌数量（CFUs），但对放线菌影响很小。转基因甘蔗并没有增加土壤中对卡那抗性的微生物数量（CFUs）；BIOLOG Ecoplate研究表明转基因甘蔗稍微提高了根际土壤细菌的代谢活力，细菌多样性分析表明，根际土壤细菌的Simpson指数(D’)、Shannon-Wiener指数(H’)、细菌生理群分布的均匀度、Mclntosh指数(DMc)差异不明显。【结论】转基因甘蔗对根际土壤酶和土壤微生物有一定影响，但没有增加对卡那抗性的微生物数量（CFUs）；BIOLOG实验未发现转基因甘蔗对土壤细菌的多样性有影响。     

利用PLFA方法研究转 Bt 基因棉花对土壤微生物群落结构变化的影响

 在大田条件下,用3个转Bt基因棉花品种和一个常规品种,利用磷脂脂肪酸（PLFA）方法研究转Bt基因棉花对土壤微生物群落结构变化的影响。试验结果表明,转基因棉花增加了土壤微生物PLFA的含量。转基因棉花降低了棉田土壤格兰氏阳性细菌的比例,提高棉田土壤的真核生物、真菌和放线菌的比例;转基因棉花在蕾期提高了土壤原生动物比例,在吐絮期比例反而降低;转基因棉花在蕾期提高了棉田土壤格兰氏阴性细菌的比例,吐絮期则降低了格兰氏阴性细菌的比例。主成分分析和聚类分析表明,转Bt基因棉花对土壤微生物群落结构变化有明显影响。PLFA方法可作为转基因生态安全评价的一种方法。     

温度、水分和NaCl对转Bt玉米种子萌发的影响

为给转Bt玉米的生存竞争能力评价提供理论参考,本试验在控制条件下通过低温、老化处理、干旱胁迫和盐胁迫等方式研究转Bt抗虫基因玉米与其亲本种子活力差异,结果表明,转Bt基因玉米较其亲本抗老化能力有所提高,在低温适应性、耐旱及耐盐性上差异并不显著,说明外源Bt基因的导入改变了部分种子生物学特性,提高了种子生存竞争能力。     

转双价棉丛枝菌根真菌侵染率与植株养分含量变化的研究

通过灭菌盆栽接种试验,研究接种丛枝菌根真菌Glomus caledonium对转双价(Bt+CpTI)棉和常规棉石远321的侵染率和植株养分含量的影响。结果表明,在观测期间,转双价棉与同源常规棉之间根系丛枝菌根真菌侵染率在同一时期均无显著差异,但植株氮、磷养分含量在一些时期明显不同,其变化随棉花品种、生育期不同而不同。转双价棉苗期根系全氮和蕾期、吐絮期地上部全磷以及苗期、蕾期和花铃期根系全磷含量显著高于常规棉(P<0.05),而蕾期地上部全氮和吐絮期根系全氮显著低于常规棉(P<0.05)。聚类分析表明,丛枝菌根真菌侵染率和植株养分含量变化主要受生长时期的影响,转双价棉种植对其影响是非常有限的。     

不同品种夏玉米主要性状与产量相关性分析

为了探索不同品种夏玉米产量与主要性状关系,采用田间试验,研究了中国生产上利用的15 个优良玉米杂交品种不同生育期的叶面积指数、叶面积指数增长率和光合势的变化及其与产量的关系。结果表明：15 个玉米杂交种中‘登海602’产量最高,玉米叶面积指数较高,具有较高的光合势;各玉米品种间的叶面积指数随生育进程均呈单峰曲线变化,在吐丝期达到最高,各玉米品种间存在差异,玉米叶面积指数增长率亦具有相同趋势;各品种光合势在整个生育期呈单峰曲线变化,峰值出现在吐丝期至乳熟期;拔节—苗期叶面积指数增长率与产量的直接通径系数最大;蜡熟—完熟期的光合势对产量的直接效应最大。苗期—拔节期和蜡熟—完熟期是玉米高产形成的关键时期。     

转基因棉花不同生物量对土壤微生物群落结构的影响

 用磷脂脂肪酸图谱分析方法评价了3个转基因棉花品种（晋棉26、晋棉44、中棉所41）和它们相应的近等位非转基因棉花品种（晋棉7、冀合492、中棉所23）不同生物量对土壤微生物群落结构的影响。每个品种生物量为0 g,2 g,4 g,6 g,8 g粉碎棉株与200 g土混匀,在28 ℃培养箱中培养45 d后进行分析。结果表明,随着棉花生物量的增加,土壤微生物总量显著增加,而且土壤微生物群落结构发生明显变化,细菌和放线菌所占比例明显减少,真菌比例显著增加。转基因棉花与非转基因棉花的差异因品种和还田量而表现不同。     

不同生育时期玉米洪涝胁迫遥感监测与评估

In order to set up remote sensing monitoring and evaluation technology of maize flood stress and loss, a simulation experiment with different flood stress degrees was developed at different stages. Chlorophyll content, canopy spectral reflectance and coverage were monitored in vivo, and yield level was tested finally. The results showed that chlorophyll content decreased under flood stress at jointing and filling stages. The decreasing extend was significant at jointing stage and the value of maximal relative change reached -56.30%. There was little influence on chlorophyll at silking stage. Flood stress could reduce the coverage, especially at jointing stage, the most serious treatment was only 46.33%, followed by silking stage and filling stage. Flood stress reduced production at last, and the reduction was more serious in the early stage than in the later stage. There was a negative correlation between reflectance and flood stress degree at jointing stage and silking stage. It was extremely significantly difference at near infrared platform bands and significantly at green peak bands. There was no significant positive correlation between reflectance and flood stress degree at filling stage. Reflectance and spectral indexes with extremely significant correlation can be used to monitor flood. Two models with DSIPI were set up to evaluate flood loss at jointing and silking stage separately.     

不同生育时期玉米洪涝胁迫遥感监测与评估

为建立玉米洪涝灾害遥感监测和评估技术,本研究开展不同生育期不同程度的模拟试验,持续活体监测叶片叶绿素、冠层光谱和覆盖度并测产。结果表明,拔节期洪涝胁迫可显著降低叶绿素含量,最大程度相对变化值达-56.30%,吐丝期胁迫对叶绿素无影响,灌浆期胁迫促使叶绿素下降但并不明显。洪涝胁迫能降低覆盖度,拔节期影响最大,胁迫严重的覆盖度仅46.33%,吐丝期次之,灌浆期较小。洪涝胁迫造成的减产,生育前期影响比后期严重。拔节期和吐丝期各波段反射率与洪涝胁迫程度呈负相关关系,近红外平台波段达到极显著水平,绿峰波段次之,达到显著水平。灌浆期各波段反射率与洪涝胁迫程度呈正相关关系,相关性未达到显著水平。与胁迫程度呈极显著相关的光谱反射率和植被指数可以用于监测玉米洪涝灾害。最终基于胁迫之后与胁迫前的结构不敏感色素指数SIPI的差值DSIPI,建立拔节期和吐丝期洪涝胁迫产量损失率评估模型。     

氮肥运筹对苗期受渍夏玉米干物质和氮素积累与转运的影响

以玉米品种郑单958为试验材料,研究不同氮肥运筹方式[氮肥全部基施(N1)、基肥70%+拔节肥30%(N2)、基肥50%+拔节肥50%(N3)和基肥30%+拔节肥50%+大喇叭口肥20%(N4)]对苗期受渍夏玉米叶面积指数(LAI)、干物质积累、氮素吸收积累及产量的影响,以期为苗期受渍夏玉米合理施肥提供理论依据。结果表明,苗期渍水7 d降低夏玉米产量,降幅达24.2%~25.7%,氮肥后移能够减轻苗期渍害对产量的影响。玉米产量与穗粒数的相关性大于与千粒重的相关性;吐丝期最大LAI和收获指数与产量存在极显著相关性,但粒叶比与产量间无显著相关性。苗期渍水7 d降低群体LAI,氮肥后移能增大穗位层和穗上层叶片的LAI以弥补穗下层LAI降低导致的群体LAI下降,且弥补的效应大于渍害导致穗下层LAI降低的效应,进而使得苗期渍水7 d下氮肥后移的群体LAI较氮肥前移增大。苗期渍水7 d显著降低吐丝后干物质积累量,渍水使营养器官干物质积累转运量增大;氮肥前移处理使营养器官干物质向籽粒的转运量增大,但不利于吐丝后籽粒干物质积累,氮肥后移处理则显著提高了吐丝后籽粒干物质积累量及其对籽粒产量的贡献率。苗期渍水7 d使夏玉米各器官氮素积累量下降,吐丝后营养器官贮藏氮素向籽粒的转运量和吐丝后籽粒氮素积累量低于对照,表明苗期渍水7 d处理不利于籽粒中氮素的积累。氮肥后移能够提高成熟期籽粒及营养器官氮素积累量。渍水7 d处理使氮素吸收效率和偏生产力显著低于对照,随着氮肥后移,氮素吸收效率提高0.9%~18.2%、偏生产力提高1.0%~17.5%。     

转基因棉花苗期光合特性的研究

以3种不同转基因棉花及其亲本对照为材料,研究了盆栽条件下不同棉花品种苗期光合作用及有关生理特性。结果表明,与其非转基因对照相比,转基因棉花叶片的气孔导度、蒸腾速率和胞间CO₂浓度的变化不明显,且不同抗虫棉的变化趋势不同,其中仅有转Bt基因棉Z30与其对照Z16之间的净光合速率差异达显著水平;所有供试转基因棉花叶片中的RuBP 羧化酶活性均显著下降而乙醇酸氧化酶的活性均显著上升,但叶绿素a、b和总含量以及叶绿素a/b无显著变化。推测转基因抗虫棉花叶片RuBP 羧化酶和乙醇酸氧化酶参与调控的光合及呼吸代谢过程可能发生了改变。随着转入基因的多样化,其可能引发转基因作物产生的非预期效应更加不确定与复杂。