抗草甘膦转基因大豆对土壤酶活性及微生物数量的影响

利用生物学试验方法,对种植抗草甘膦转基因大豆呼交06-698及其非转基因亲本蒙豆12后的土壤酶活性及土壤微生物数量进行了测定,考察抗草甘膦转基因大豆对土壤生态环境的影响。结果表明:抗草甘膦转基因大豆呼交06-698与其亲本非转基因大豆蒙豆12在土壤酶活性和微生物数量两方面的变化趋势相似,不同时期土壤酶活性与微生物数量存在差异,同一时期抗草甘膦转基因大豆土壤脱氢酶、脲酶、蔗糖酶活性无显著性差异,土壤细菌数量差异不显著,仅在播种前和苗期抗草甘膦转基因大豆土壤真菌和放线菌数量显著高于非转基因大豆,其它时期土壤真菌和放线菌数量差异不显著。     

南繁条件下转基因大豆对根际土壤可培养微生物的影响

以常规大豆品种中黄13为对照,研究了抗草甘膦转基因大豆AG5601对根际土壤可培养微生物的数量影响。经过大豆2个生长周期的研究发现：在相同时段内,转基因大豆AG5601和对照对根际土壤细菌、真菌和放线菌的数量变化影响趋势基本一致;除在第2生长周期的第30～100天（20100618～20100908）时转基因大豆极显著地抑制了根际土壤真菌数量（p<0.01）外,转基因大豆对根际土壤微生物数量的影响呈不规律变化;转基因大豆对根际土壤微生物有一定的影响,但无明显规律可循。此研究结果为在我国南繁地区开展转基因大豆AG5601安全评价提供数据支持。     

行间覆膜栽培对大豆根际土壤微生物区系和土壤肥力的影响

为了解大豆行间覆膜栽培增产的产量生理基础,以高光效大豆品种黑农40为材料,进行了行间覆膜和不覆膜处理,对行间覆膜栽培大豆根际土壤微生物区系和土壤肥力进行了研究.结果表明:行间覆膜并没有改变土壤根际微生物主要的三大类群种类的变化,仍是细菌总量最高,其次为放线菌、真菌数量最少.覆膜比不覆膜增加了大豆根际十壤微生物总量,细菌、放线菌、真菌增量高峰期分别出现在R1、R2、R1时期,总数量高峰出现在V2期;覆膜比不覆膜增加了大豆根际土壤微生物生物碳含量,覆膜栽培大豆各生育时期速率N、速效P、速效K的含量高于不覆膜(CK).因此,行间覆膜栽培增产的产量生理基础之一,是提高了大豆根际土壤微生物数量和生物碳的含最,促进了土壤养分转化,促进了大豆牛长发育,提高了大豆群体光能利用效率,导致提高了产量.     

转基因大豆种植对根际土壤酶活性和养分的影响

采用盆栽试验,以耐草甘膦大豆M88、抗虫耐草甘膦大豆ZB及常规大豆中黄13为研究对象,比较分析转基因大豆对根际土壤酶活性和养分含量的影响。结果表明,在大豆成熟期时,与常规大豆中黄13相比, M88、ZB根际土壤碱性磷酸酶活性、过氧化氢酶活性、速效磷含量无显著差异,硝态氮含量显著下降。根际土壤脲酶活性、铵态氮含量则表现不同,其变化随大豆品种的不同而不同。相较于常规大豆中黄13, M88根际土壤脲酶活性和铵态氮含量无显著差异; ZB根际土壤脲酶活性显著下降,而铵态氮含量则显著上升。      

转ScMV-CP基因甘蔗对土壤微生物的影响

通过盆栽、田间种植及人工残体掩埋,利用BIOLOG EcoplateTM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研究了转ScMV-CP基因甘蔗对根际土壤微生物的影响.结果表明:在盆栽和田间种植时,转基因甘蔗根际土壤的细菌总数增加,但差异不明显.转基因甘蔗对根际土壤放线菌总数没有影响,但显著提高了根际土壤真菌总数.在转基因甘蔗根际土壤中的脲酶活性显著比非转基因甘蔗的高;土壤蔗糖酶的活性比对照的低,但差异不显著.转基因甘蔗对磷酸单脂酶的活性影响很小.转基因甘蔗残体掩埋对土壤微生物和土壤酶活性没有影响;BIOLOG Ecoplate接种96h后土壤微生物多样性指数分析显示,除了在田间种植时,转基因甘蔗根际细菌生理群分布的均匀度显著下降(p<0.01)外,土壤微生物的Simpson指数(D')、Shannon-Wiener指数(H')、Mclntosh指数(DMc)等多样性指数均差异不明显.初步研究结果表明,转基因甘蔗对土壤微生物的数量和均匀度有一定影响,但对其活性和多样性则影响不明显.     

草甘膦对土壤微生物的影响

以东北地区黑土为材料,探讨草甘膦对土壤呼吸、土壤可培养菌种群数量、大豆固氮根瘤菌和大豆根腐镰刀菌数量的影响。研究结果表明,随着草甘膦浓度的加大,土壤呼吸的抑制作用增强,土壤中草甘膦含量为1 mg&;#8226;kg-1、10 mg&;#8226;kg-1、100 mg&;#8226;kg-1时,危害系数分别为1.20、0.322、0.0760,远小于无危害标准系数20,确定草甘膦对土壤微生物低毒或无实际危害。不同浓度的草甘膦对土壤真菌、放线菌种群数量具有一定影响。土壤可培养菌种群数量随草甘膦浓度的升高抑制作用逐渐增强,随着草甘膦加入时间的延长,真菌、细菌、放线菌的种群数量有所恢复,其中放线菌与真菌同细菌相比对草甘膦敏感,土壤细菌对草甘膦具有较强的耐受或降解能力。草甘膦对大豆根瘤菌和大豆根腐镰刀菌有一定影响,对大豆根瘤菌的抑制作用与草甘膦浓度呈正比;低浓度草甘膦对镰刀菌产生激活作用,高浓度草甘膦对镰刀菌具有抑制作用;伴随草甘膦加入时间的延长,其对大豆根瘤菌和大豆根腐镰刀菌的抑制作用逐渐减弱。     

玉米连作对中部农区主要土壤微生物区系组成特征影响的研究

通过玉米连作对中部农区主要土壤微生物区系组成影响的分析,明确了作物生长期间在高肥力条件下,非连作与连作相比,土壤中细菌数量增加了24.6%～32.8%,放线菌的数量增加不明显,真菌数量在成熟期有明显的提高,低肥土壤和高肥土壤分别增加29.6%和38.4%.说明非连作土壤中的微生物类群以细菌占优势,放线菌次之,真菌较少.氮素生理群中氨化细菌数量最多,反硝化细菌次之,固氮菌和硝化细菌最少.玉米生长期间非连作和连作相比较,高肥土壤中氨化细菌、硝化细菌和反硝化细菌数量都有明显增加,固氮菌数量差异不显著。     

氮素转化菌对茶树根际土壤微生物群落和养分含量的影响

为了研究氮素转化菌对茶树根际土壤微生态环境的影响,本试验以山东泰安2年生茶树根际土壤为研究对象,设置枯草芽孢杆菌（T1）和褐球固氮菌（T2）两个接种处理,以不接种为对照（CK）。采用培养计数法与末端限制性片段长度多态性技术（T-RFLP）,测定不同时期根际土壤中细菌、真菌、放线菌、氨化细菌、固氮菌、硝化细菌的数量及接种后微生物多样性的变化。同时测定接种后土壤中养分含量的变化。结果表明,接种60βd后T1和T2处理细菌数量显著高于CK,但对真菌及放线菌的影响不显著。整个试验过程氨化细菌和固氮菌数量高于CK,氨化细菌以T1处理最多,固氮菌以T2处理最多,硝化细菌数量始终是CK显著高于T1和T2处理。基于T-RFLP图谱分析,与对照组相比,菌剂组均增加了土壤微生物多样性和丰富度,各物种在数量上的均匀程度变大。在土壤养分方面,T1、T2菌剂处理组铵态氮浓度显著高于对照组,硝态氮含量低于对照。在速效P方面,T1、T2含量比CK分别显著提高了8%、25%。在速效K方面,T1、T2含量显著高于CK,提高了15%和11%。枯草芽孢杆菌和褐球固氮菌菌剂改善了茶树根际土壤微生态环境,提高了土壤养分,表现出正面效应,是一种生态安全性较高的生物菌剂。     

有机无机复混肥对大豆根际微生物区系及幼苗生长的影响

研究测试鸡粪有机无机复混肥对大豆根际微生物区系及幼苗生长的影响.结果表明:施用鸡粪有机无机复混肥后大豆根际真菌、细菌和放线菌种群在大豆生育期内的动态变化规律与化肥和未施肥对照基本一致.鸡粪有机无机复混肥当使用剂量为150 kg·hm-2时对大豆根际土壤中的真菌、细菌和放线菌的影响与化肥使用剂量225 kg·hm-2整体差异不显著,并可增加大豆的根瘤数、株高,降低根腐病发病程度,同时该剂量也可降低成本.     

有机无机复混肥对大豆根际环境的影响

在典型的酸化黑土上,研究了有机无机复混肥不同施入量对大豆根际土壤pH值、细菌、真菌及放线菌含量的影响.结果表明:有机无机复混肥可以大幅增加土壤中细菌、真菌和放线菌的数量,其中细菌数量增加幅度最大,从52×106·g-1增加到154×106·g-1;同时施加复混肥还能提高土壤的pH值(从5.84到6.25)和大豆固氮菌的活性进而改善土壤的理化性质;此外,施加复混肥还可以增加速效氮和速效钾等营养成分的释放从而使土壤的营养水平得到明显改善,最终导致大豆产量的增加.     

转基因大豆CP4-EPSPS蛋白的降解规律研究

随着转基因技术发展和应用,转基因外源基因表达蛋白在环境中富集和降解情况成为公众关注的问题, 外源蛋白在环境中的检测和监测成为转基因研究和监管的一个方向。本研究利用模拟自然降解和蛋白酶K两种 方式,处理转基因大豆种子（5% GTS 40-3-2）,采用Western blot、双抗夹心快速检测试纸条和酶联免疫吸附测定 （ELISA）等手段检测CP4-EPSPS蛋白降解情况,结果发现在模拟自然降解条件下,CP4-EPSPS蛋白呈现逐渐被降 解的趋势,且在17周被彻底降解;蛋白酶K处理大豆匀浆情况下,9小时CP4-EPSPS蛋白被快速降解。该研究探索 了CP4-EPSPS蛋白在自然环境下的降解规律,为今后寻求一种快速、安全、有效降解转基因CP4-EPSPS蛋白研究提 供一些启示。     

改良环介导等温扩增技术快速检测转基因大豆

采用改良环介导等温扩增(LAMP)技术,建立一套准确、快速、可靠的用于转基因大豆检测及DNA提取的方法.以CP4-EPSPS外源基因为检测的目的片段,设计内、外引物和环引物,并采用改进的方法提取DNA,进行LAMP扩增,实际检测已知转基因大豆和市售大豆,通过肉眼观察白色沉淀,判断检测结果.改进的DNA提取方法与经典的CTAB方法相比,提取时间至少缩短了1 h,降低了提取成本.环介导等温扩增(LAMP)技术对转基因大豆的检出限为0.01%,是普通PCR方法的20倍.因此,改良的LAMP检测转基因大豆方法灵敏度高,耗时短,方法简便.     

对引进的美国大豆品种进行转基因成分的检测

利用田间表型鉴定和PCR检测相结合的方法,对从美国引进的46个大豆品种进行了转基因成分的检测.实验过程中,首先通过喷洒草甘膦对待测材料进行表型鉴定,然后通过PCR分子检测分析CaMV35S启动子和NOS终止子的有无,初步判定引进材料是否为转基因大豆,最后对目的基因CP4-EPSPS进行检测,进一步确定所测材料是否为抗草甘膦转基因大豆.大豆本身的凝集素基因作为PCR检测的内置检测标准,有效排除了由于DNA质量、实验操作等因素对检测结果的影响.结果表明,在所检测的46个引进品种中,5个是抗草甘膦转基因品种,41个是非转基因品种,它们可作为我国大豆新品种选育的亲本材料.     

转基因油菜筛查检测策略研究

根据收集到的国内外已商业化转基因油菜品种的基因元件信息,构建了油菜转基因检测分子特征矩阵,在分析基因元件使用频率的基础上,建立了转基因油菜的筛查检测策略。研究发现,利用P-CaMV35S、P-FMV35S和bar这三个元件组合,对现有转基因油菜品种的筛查检出率可达100%。将P-CaMV35S、P-FMV35S、bar、CP4-¬EPSPS、PAT和T-NOS组合,每个转化事件可检出至少两次,增加了检测的可靠性。同时,分析了不同转化事件中同名基因元件的序列差异,进一步验证了分子特征矩阵筛查方法的可行性。     

转基因植物中标记基因定性PCR检测方法研究

为了建立以标记基因为检测靶标的高效定性检测方法,本研究系统地分析了目前中请商业化的转基因植物中标记基因的应用频率,选取了应用频率高或在未来应用潜力大的标记基因neomycin phosphotransferasell (NPTII)、phosphinothricin acetyltransferase(PAT)、5- ...     

转基因花生对根瘤菌的影响和外源基因向根瘤菌逃逸风险性研究

用含花生条纹病毒壳蛋白基因的转基因花生品系TP-1、TP-7为材料,通过水培生长试验表明在花生不同生长时期,转基因花生对单株花生根瘤菌结瘤数量和结瘤重量无明显影响.对从转基因花生品系TP-1、TP-7上分离的100个根瘤菌样品PCR检测结果,花生根瘤菌中无花生条纹病毒壳蛋白基因特异性片断.结果初步说明导入花生的花生条纹病毒壳蛋白基因不会对根瘤菌结瘤生长特性产生影响,外源基因从花生向根瘤菌逃逸的机率很小.     

Fumigant persistence and emission from soil under multiple field application scenarios

Chemical fumigants are routinely used for soil disinfestation of high value crops. Good agricultural practices (GAPs) are needed to reduce their human health risks, environmental impacts, and improve their cost-effectiveness. This study investigated the effect of fumigant application methods on soil persistence and emission of 1,3-dichloropropene (1,3-D) and chloropicrin (CP). Field experiments were conducted to measure the individual and combined effects of pre-application tillage practices, fumigant application technology, and plastic films on 1,3-D soil concentrations to obtain a numerical index (CT value) to estimate their potential for pest control efficacy and to compare soil persistence, atmospheric flux rate, and cumulative emission of CP and 1,3-D under two diverse application scenarios. Greater 1,3-D soil vapor concentrations were observed by combining a pre-application soil seal with low soil disturbance application technology when compared to pre-application soil tillage and the use of back-swept application shanks. Under high density polyethylene plastic, the low disturbance scenario resulted in time weighted exposure concentration (CT) values ranging from 6.8 to 12.2 μg h cm⁻³ of soil as compared to CT values ranging from 2.9 to 5.4 μg h cm⁻³ under the conventional application scenario. Cumulative atmospheric emission of 1,3-D was decreased by 18% under the low disturbance scenario and atmospheric emission of CP by 21% when compared to a conventional application scenario. This study identified GAPs that can be readily implemented in the field to reduce the human and environmental impacts of soil fumigants and improve their cost-effectiveness under solid-tarp (broadcast) applications.     

Relationship between Deep Root Distribution and Root Penetration Capacity Estimated by Pot Experiments with a Paraffin and Vaseline Layer for Landraces and Recent Cultivars of Wheat

Root growth into deep soil is an important factor for stable production in wheat under drought conditions. Root penetrating capacity (RP) shown by pot experiments with a paraffin-Vaseline layer (PV layer) may be a useful indicator estimating deep rooting ability of wheat genotypes. Previously, we identified genotypes of durum wheat (Triticum turgidum L. var. durum) and bread wheat (T. aestivum L.) with diverse RP by the pot experiments. In this study, we investigated the root distribution of three Ethiopian landraces of durum wheat with high RP, three recent cultivars of durum wheat with low RP and one Japanese cultivar of bread wheat ‘Haruyutaka’ with low RP using: (1) pots with a PV layer, (2) root boxes, (3) artificial field and (4) a normal field to analyze the relationship between RP estimated by pot experiment and root development in the field. In the pot experiments, RP was evaluated by the number of roots penetrating through the PV layer (NRP). In the root-box and field experiments, the root distribution was evaluated by the number of roots on the vertical surface of soil as the root frequency (RF: root number cm-¹ soil surface). Ethiopian landraces had a significantly larger NRP than recent cultivars in the pot experiment. The root box and field experiments showed that Ethiopian landraces tended to have a higher RF than recent cultivars in deep soil layer. We concluded that RP estimated by pot experiments with a PV layer is a useful indicator of deep rooting ability under field conditions.