棉花连作与稻、棉轮作土壤细菌群落结构差异分析

通过传统培养方法和PCR-DGGE技术,分析了新疆南疆稻、棉轮作与棉花连作健康土壤细菌数量和群落结构在不同的生育期的变化情况,为揭示新疆南疆长期连作健康棉田的土壤微生态系统的特殊性提供支持.结果表明,与连作棉田相比,稻、棉轮作的棉田的苗期、蕾期的土壤细菌总数较少,花铃期和吐絮期的细菌总数差别不大,DGGE图谱分析表明稻...     

抗盐碱转基因大豆对根际与非根际土壤氨氧化古菌多样性的影响

采用PCR—DGGE技术,研究了抗盐碱转基因大豆(SRTS)对根际与非根际土壤氨氧化古菌(AOA)群落多样性的影响。结果表明,在非根际土壤中,SRTS的氨氧化古菌DGGE条带数、多样性指数显著高于其受体亲本黑农35和其他两种大豆处理,而均匀度指数较低;在根际土壤中,SRTS的DGGE条带数和多样性指数均高于其受体亲本,但并不显著,其均匀度指数则显著高于其他处理;每种大豆自身根际与非根际比较显示,SRTS非根际氨氧化古菌DGGE条带数、多样性指数明显高于根际,均匀度指数却低于根际,而其受体亲本与其他两个处理反之。聚类分析结果表明,SRTS的DGGE带谱与其他大豆处理差异较大,且自身非根际与根际处理差异显著,与其受体亲本黑农35相似性很低。测序结果表明,在SRTS处理中特有条带12、15和优势条带13、14均属于Uncultured crenarchaeote。在盐碱土壤生态系统中,SRTS提高了非根际土壤氨氧化古菌群落的多样性,但对根际土壤中氨氧化古菌的群落多样性有一定的抑制作用。     

抗盐碱转基因大豆对根际与非根际土壤氨氧化古菌多样性影响

采用PCR—DGGE技术,研究了抗盐碱转基因大豆（SRTS）对根际与非根际土壤氨氧化古菌（AOA）群落多样性的影响。结果表明,在非根际土壤中,SRTS的氨氧化古菌DGGE条带数、多样性指数显著高于其受体亲本黑农35和其他两种大豆处理,而均匀度指数较低;在根际土壤中,SRTS的DGGE条带数和多样性指数均高于其受体亲本,但并不显著,其均匀度指数则显著高于其他处理;每种大豆自身根际与非根际比较显示,SRTS非根际氨氧化古菌DGGE条带数、多样性指数明显高于根际,均匀度指数却低于根际,而其受体亲本与其他两个处理反之。聚类分析结果表明,SRTS的DGGE带谱与其他大豆处理差异较大,且自身非根际与根际处理差异显著,与其受体亲本黑农35相似性很低。测序结果表明,在SRTS处理中特有条带12、15和优势条带13、14均属于Uncultured crenarchaeote。在盐碱土壤生态系统中,SRTS提高了非根际土壤氨氧化古菌群落的多样性,但对根际土壤中氨氧化古菌的群落多样性有一定的抑制作用。

     

转双价棉种植对土壤酶活性及土壤微生物的影响

转 Bt＋CpTI基因棉因其具有强有效的杀虫性能,近年来种植面积不断扩大,其种植对土壤生态系统的影响是环境风险评价的重要组成部分。本研究以转基因双抗虫棉sGK321和亲本同源常规棉石远321为研究对象,通过比较分析了不同生育期（苗期、蕾期、花铃期、吐絮期）转双价基因棉与其非转基因棉亲本在大田条件下种植13年后,根围土壤酶活性（脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶）变化和土壤可培养微生物（细菌、真菌、放线菌）数量的变化。结果表明,转双价棉与常规棉根际土壤脲酶、过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性以及土壤可培养细菌、真菌、放线菌数量随生育进程的推进变化趋势一致。土壤细菌和放线菌数量在同一时期均无显著差异;土壤脲酶、过氧化氢酶、碱性磷酸酶和土壤真菌数量在一些时期差异明显,转双价棉脲酶苗期、碱性磷酸酶苗期和蕾期,土壤可培养真菌数量花铃期低于常规棉,土壤过氧化氢酶苗期、碱性磷酸酶花铃期高于同源常规棉。聚类分析表明,土壤酶活性和土壤微生物种群数量变化主要受生育期的影响,而转双价 Bt＋CpTI种植对土壤酶活性和微生物影响是有限的。     

非抗虫转基因棉花对土壤细菌群落多样性的影响

田间试验条件下,为了探究非抗虫转基因棉花对土壤细菌群落多样性的影响,应用PCR-DGGE技术对转RRM2基因高产棉、转GAFP基因抗病棉、转ACO2基因优质棉及非转基因常规棉(中棉所12)种植后在吐絮期的土壤细菌群落多样性进行分析。结果表明,与常规棉相比,3种转基因棉的种植均未对土壤细菌香农-威纳指数(H)、均匀度(EH)和丰富度(S)造成显著影响,且两类棉花土壤细菌群落结构相似性较高。可见,短期内,非抗虫转基因棉花的种植对土壤细菌群落多样性无显著影响。对DGGE的优势条带序列分析发现,同源性最高的微生物分别属于拟杆菌门(Bacteroidetes)的黄杆菌纲(Flavobacteria)、噬弧菌属(Bacteriovorax)、Segetibacter,变形菌门(Proteobacteria)的α-变形菌纲(alpha proteobacterium)、地杆菌属(Geobacter),厚壁菌门(Firmicutes)的Paenisporosarcina,酸杆菌门(Acidobacterias)的酸杆菌属(Acidobacterium),它们均为不可培养微生物。     

转基因抗病玉米对土壤可培养细菌的影响

采用平板分离法,研究了转几丁质酶基因抗病玉米和非转基因玉米之间不同生长时期土壤可培养细菌数量的变化,同时采用RAPD技术研究了不同生长时期土壤可培养细菌群落结构的变化。结果显示,转几丁质酶基因抗病玉米与非转基因玉米相比,根际土壤中细菌数量在成熟期存在显著差异(P≤0.05),而根区外围土壤中各生长时期的细菌数量未产生显著差异(P≥0.05);RAPD的聚类分析结果表明,根际土壤中生长期细菌的群落结构相似度最低,而根区外围土壤中不同生长时期细菌群落结构相似度差异较小。     

利用DGGE-cloning技术分析农肥和化肥施用对黑土细菌多样性的影响

本试验以东北黑土为研究对象,采用DGGE-cloning测序技术,研究了不同施肥制度和肥料用量对黑土土壤细菌多样性的影响.本实验共设六个处理,分别为:对照,施用农肥低量,施用农肥高量,施用化肥低量,施用化肥高量和农肥和化肥1:1的处理.试验得出的DGGE图谱分析表明,施用较高量的农肥处理中土壤细菌16SrDNA条带数、多样性指数及均匀度指数均要高于其他处理,聚类分析显示,施用化肥的土壤与其他处理相比土壤细菌群落结构差异较大,相似性只有53%,说明施用化肥与施用农肥比较,可以显著的改变土壤细菌的群落结构.从DGGE凝胶上切取9条带进行DGGE-cloning测序,结果表明,施用农肥和化肥均可对土壤的细菌群落结构产生影响,且施肥制度对细菌群落结果的影响要大于施肥量,施用农肥可以提高细菌多样性.     

不同碳氮有机物料对有机菜田土壤细菌多样性的影响

通过模拟试验,利用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳法(PCR-DGGE),研究了施入不同碳氮有机物料(秸秆、苜蓿、有机肥、尿素)56d后,有机生产系统菜田土壤细菌群落结构的特征。结果表明,常规和有机生产系统土壤的细菌群落结构有明显差异。由DGGE图谱ShannonWiener多样性指数分析得知,有机背景处理的细菌多样性整体高于常规背景处理,且有机生产系统土壤加秸秆处理(OS)多样性最高,加入尿素后细菌多样性降低,相反,加入苜蓿后细菌多样性升高。非加权组平均法(UPGMA)聚类分析将常规和有机背景土壤分为两大族群。DGGE条带测序和系统进化树表明,30个条带归属为Proteobacteria、Acidobacteria、Actinobacteria、Firmicutes、Verrucomicrobia。常规土壤加苜蓿(CA)处理出现的特征性条带B13与有机背景处理的共有条带B28分别与Bacillus属和Pseudomonas假单胞菌属同源性最高。     

转基因玉米对土壤微生物群系的影响

为了评价转基因玉米对土壤环境生态安全风险,通过盆栽试验,以转Bt基因P1498及非转基因亲本Non-Bt P1498,转抗除草剂基因C31为材料,研究比较转基因玉米不同生育期对土壤微生物的影响。结果表明,转基因玉米对土壤细菌没有显著影响;土壤真菌在苗期有显著影响,其他生育期没有影响;放线菌在抽雄期有显著影响,其他生育期没有影响;转基因玉米对土壤氨化细菌、好气性固氮菌没有影响。说明转基因玉米对土壤微生物数量没有显著影响。     

3种不同类型棉田害虫与天敌时空动态变化

[目的]为建立转基因棉田害虫的综合防治体系、合理保护和利用天敌和转基因棉的环境安全性评价提供一定的理论和实践依据。[方法]对3种不同类型棉田(转双价棉、转Bt棉和常规棉田)害虫和天敌种群的时空动态进行研究。[结果]3种类型棉田的害虫和捕食性天敌的种类基本相同,但数量差异较大。双价棉田害虫561头/百株,Bt棉田害虫589头/百株,常规棉田害虫1 018头/百株。不同时期害虫和天敌优势种类不同,害虫和天敌种群呈现有规律的时空变化,转双价棉田与转Bt棉田差异不显著,转基因棉田与常规棉田的差异达到显著水平。[结论]转基因棉对害虫有明显抗性。群落特征指数分析表明,转基因棉田群落稳定性高于常规棉田,群落稳定性随棉花生长期呈现规律性变化。     

淦河流域底栖藻类生长特征研究

为更全面地了解淦河流域生态系统的健康状况,于2012年初春测定了淦河干流及其主要支流的水体理化指标、底栖藻类叶绿素a(Chl a)含量和无灰干重(AFDM),同时测定了部分样点底栖藻垫的磷含量及形态组成。结果显示:淦河上游各支流及干流水体的总磷(TP)、总氮(TN)和化学需氧量(COD)分别为0.014~0.072、0.282~1.204、0.77~13.26 mg·L-1,水质较好;流经市区的干流下游河段水体受到一定程度的污染,TP、TN和COD分别为0.214~0.252、2.039~2.748、9.09~16.48 mg·L-1;就总氮、总磷的含量来看,样点S1到S15的水质为Ⅱ类水,S16~S20超过Ⅴ类。各支流底栖藻类Chl a的含量在6.6~16.1μg·cm-2之间,而淦河干流样点为13.5~47.3μg·cm-2,所有样点底栖藻类的AFDM(645~3050μg·cm-2)和Chl a显著相关。底栖藻类对磷的滞留能力在一定范围内随水体营养浓度的增加而增强,下游底栖藻垫的总磷含量比上游高,最高可达82μg·cm-2;底栖藻垫中的磷形态组成以铁结合态磷(Fe-P)为主,占总磷的34%~73%,说明Fe-P对底栖藻类-水界面的磷循环起着主要的作用。研究结果对提高水体监测的认识,加强淦河流域管理和完善淦河生态系统健康状况评价具有一定的参考价值。     

转基因棉棉株体内主要营养物质和次生物质含量分析

以3个转基因棉和各自的常规棉亲本为试材,研究转基因棉与常规棉间棉株体内营养物质和次生物质含量的差异性。结果显示:供试的3个转基因棉棉株体内缩合单宁、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖含量以及可溶性糖总量均低于各自的常规棉亲本;单宁酸、棉酚、果糖、海藻糖、鼠李糖和各种氨基酸含量以及游离氨基酸总量也与各自的常规棉亲本有差异,表明外源基因的导入影响了棉株体内上述物质的合成与代谢。同时,本研究首次在棉株体内发现了单宁酸的存在。     

转基因棉花连续种植对土壤AM真菌群落结构的影响

为评价转基因棉花种植对土壤中AM真菌群落结构的影响,以转基因棉花013011（抗旱）、SGK321（抗虫）和非转基因棉花TH2（抗旱受体）、石远321（抗虫受体）为材料,研究不同生育期转基因棉花土壤中AM真菌的群落结构。采用PCR-DGGE技术对土壤中AM真菌的群落结构进行分析。结果发现：转基因棉花与非转基因棉花在花铃期和吐絮期土壤中AM真菌群落的最小相似度均大于0.6,这说明了转基因棉花的种植在花铃期和吐絮期均未对土壤中AM真菌的群落结构产生影响。另外转基因棉花和非转基因棉花的种植在花铃期和吐絮期均未对土壤AM真菌的丰富度（S）造成影响;土壤AM真菌香农-维纳指数（H）仅在吐絮期石远321显著低于SGK321,其余品种和时期均未出现显著性差异;土壤AM真菌的均匀度（E_H）仅在吐絮期发现TH2显著高于013011,其余品种和时期均未出现显著性差异。DGGE指纹图谱结果表明转基因棉花与非转基因棉花同一生长时期多为共有条带,且同一时期土壤AM真菌群落结构相似性较高,AM真菌的群落结构无明显变化。两个不同生育期优势属均为Glomus（球囊霉属）。研究表明：土壤AM真菌的群落结构变化只随着棉花生育期的不同会有短暂的变化,与是否为转基因棉花无显著性相关。     

抗真菌转基因水稻对根际土壤微生物群落的影响

以抗真菌转基因水稻七转39、E90、E10及其相应非转基因水稻七丝软占为材料,通过温室模拟试验,评估了抗真菌转基因水稻对根际土壤细菌、放线菌、真菌数量的影响.结果表明:在水稻整个生长发育过程中,供试转基因水稻根际土壤细菌、放线菌、真菌数量与相应非转基因水稻相比未见明显差异,但与空白对照相比则显著或极显著增加;早稻根际土壤微生物数量均呈单峰变化趋势,细菌、放线菌的峰值出现在7月,真菌的峰值则出现在6月;晚稻根际土壤细菌数量9月相对较多,10、11月逐渐下降,放线菌、真菌数量的变化趋势与细菌类似.     

转cry1Ah基因玉米对根际土壤微生物群落结构的影响

采用传统的平板计数法分析根际土壤可培养细菌、真菌和放线菌数量;同时用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)和BIOLOG方法,对转cry1Ah基因抗虫玉米根部土壤微生物群落结构进行了研究.结果表明,在玉米的整个生长过程中,根部可培养的微生物随时间变化有一定的消长,但同一时间内转基因玉米与非转基因玉米二者根...     

转基因抗虫棉对新疆棉田主要害虫及天敌群落的影响

转基因抗虫棉品系对棉田主要害虫及天敌群落的影响研究表明:转Bt基因棉和转Bt、CpTI双价基因棉化防田、自控田均对棉铃虫有良好的抗性,棉铃虫幼虫数量与对照相比,差异显著。但棉铃虫落卵量差异不显著;转基因棉对非靶标害虫有间接影响;转基因棉花对天敌数量影响不大。     

转Chi+Glu双价基因棉对土壤微生物群落功能多样性的影响

为研究转Chi+Glu双价基因棉对土壤微生物群落功能多样性的影响,揭示其对土壤生态系统的安全性,在大田试验条件下,利用Biolog代谢指纹方法分析了种植转Chi+Glu双价基因棉、转Bt基因棉和常规棉不同生育期土壤微生物群落功能多样性。结果表明,两个转基因棉花土壤微生物数量差异不显著,而转基因棉花土壤细菌和放线菌数量在花期和铃期显著高于常规棉花(P<0.05),真菌数量在花期和铃期却显著低于常规棉花(P<0.05)。与非转基因棉花相比,转基因棉花土壤微生物群落碳源利用能力在花期和铃期显著增加,转基因棉花土壤微生物群落的Shannon指数和McIntosh指数在花期、铃期和吐絮期显著高于常规棉花,Simpson指数在花期和铃期则显著低于常规棉花。主成分分析结果显示,花期转基因棉花和常规棉花对31种碳源的利用差异较大。转基因棉花在苗期和蕾期对羧酸类、氨基酸类和多胺类,花期和铃期对糖类、羧酸类和双亲化合物类的利用分别较常规棉高;吐絮期转基因和常规棉花对所有碳源的利用均较低,其中转基因棉花对糖类和羧酸类的利用高于常规棉花。研究结果显示,种植转Chi+Glu双价基因棉花在花期和铃期对土壤微生物群落影响显著,其与转Bt基...     

西瓜枯萎病抗性及其嫁接对根际土壤微生物数量及群落结构的影响

 【目的】揭示不同枯萎病抗性西瓜品种根际土壤微生物的差异及嫁接提高抗病性的土壤微生物学基础。【方法】以抗枯萎病西瓜品种‘甜妞’和感枯萎病西瓜品种‘天使’为试材,以南瓜（博强1号）为嫁接砧木,采用平板计数及PCR-DGGE技术,研究抗感枯萎病西瓜品种自根苗、嫁接苗和砧木不同生育期根际土壤微生物数量及群落结构的变化。【结果】抗性品种根际土壤细菌数量在生育期的中后期显著高于感病品种,根际土壤真菌数量显著低于感病品种;感病品种嫁接后根际土壤细菌和放线菌数量均高于非嫁接处理,而镰孢菌除苗期外均低于非嫁接处理;PCR-DGGE结果表明,不同处理根际土壤细菌、真菌群落结构存在差异,且随生育期的变化而变化。对差异条带测序分析说明不同西瓜品种及嫁接砧木南瓜根际分布不同的细菌和真菌群。【结论】西瓜抗病品种的根际土壤细菌和放线菌的数量显著高于感病品种,而真菌和镰孢菌数量显著低于感病品种,品种的抗性与根际土壤微生物的种群和数量密切相关;嫁接提高了感病品种根际土壤细菌、放线菌微生物数量,抑制了枯萎病菌的积聚,改变了根际土壤微生物群落结构。植物基因型对根际土壤微生物群落结构有显著影响,而根际微生物群落结构的不同将导致植物对病原菌的抗性差异及品种差异。     

转基因抗虫棉叶围卡那霉素抗性细菌种群动态及nptⅡ基因漂移研究

 【目的】研究转基因抗虫棉叶围卡那霉素抗性细菌的种群动态变化，并监测nptⅡ基因向叶围细菌漂移的情况。【方法】采用常规培养的方法分析转基因抗虫棉33B、SGK321和GK12、受体棉33、石远321和泗棉3号叶围具有卡那霉素抗性的细菌在整个生育期的种群动态变化，并以质粒pBI121为对照，根据nptⅡ基因设计特异性引物，采用菌落PCR方法对分离的叶围卡那霉素抗性细菌进行nptⅡ基因漂移监测。【结果】6个棉花品种的叶围卡那霉素抗性细菌总数量和群落多样性指数随着时间的变化，在同一棉花品种不同采样时间之间差异显著，而同一采样时间抗虫棉和对应的受体棉间多数差异不显著。在转基因抗虫棉品种SKG321，GK12及受体棉泗棉3号的叶围细菌中发现阳性片段。【结论】叶围卡那霉素抗性细菌的总数量及群落多样性指数在抗虫棉与对应的受体棉之间多数差异不显著。转基因抗虫棉中的nptⅡ基因可能向叶围细菌漂移。