磷高效转基因水稻OsPT4种植对土壤细菌群落多样性的影响

为探讨磷高效转基因水稻种植对土壤细菌多样性的影响,在小区试验条件下,以磷高效转基因水稻Os PT4为对象,以非转基因水稻日本晴、磷高效突变体水稻PHO2为对照,设施磷和不施磷两种处理,采用PCR-DGGE测序技术,分析比较了磷高效转基因水稻Os PT4在整个生长期对土壤细菌群落丰富度、均匀度的影响。结果显示,同一处理、同一生长期内磷高效转基因水稻Os PT4、磷高效突变体水稻PHO2与常规水稻日本晴的土壤细菌16S r DNA DGGE指纹图谱基本相似;施磷处理条件下,PHO2在拔节期较Os PT4、日本晴增加一条电泳条带,该条带属于蓝藻菌门(Cyanobactteria)藻青菌属(Cyanobacterium),Os PT4在抽穗扬花期较日本晴缺失一条电泳条带,该条带属于芽单胞菌门(Gemmatimonadetes);不施磷处理时,Os PT4在分蘖期和成熟期较日本晴增加4条电泳条带,测序结果显示分别为变形菌门(Proteobacteria)地杆菌属(Geobacter)、厚壁菌门(Firmicutes)芽孢杆菌属(Bacillus)、绿弯菌门(Chloroflexi)、变形菌门(Proteobacteria)和地杆菌属(Geobacter)。研究表明,在水稻个别生长期,磷高效转基因水稻Os PT4对土壤细菌丰富度(S)、香农-威纳指数(H)和均匀度(EH)产生显著影响。     

磷高效转基因水稻对潮土无机磷形态的影响

为探究磷高效转基因水稻种植对潮土不同形态无机磷的影响,采用完全随机设计的方法分析了在施磷和不施磷条件下,磷高效转基因水稻OsPT4、磷高效突变体水稻 PHO_2及非转基因亲本日本晴(Nipponbare)在分蘖期、孕穗期、灌浆期、成熟期的种植土壤中无机磷组分特征差异。结果表明:在两种施肥处理下,同一生长期Os PT4和 PHO_2的土壤全磷含量与日本晴无显著差异,同一生长期的 PHO_2土壤有效磷含量、无机磷总量、Ca8-P、Al-P含量均显著低于日本晴,OsPT4的土壤Ca8-P、Al-P含量在灌浆期和成熟期均显著低于日本晴。不施磷条件下,Os PT4土壤Ca_2-P含量在灌浆期、成熟期显著低于日本晴,在施磷和不施磷条件下,同一生长期的Os PT4土壤Ca10-P含量与日本晴无显著差异。与对照相比,磷高效转基因水稻Os PT4强化了对Ca_2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P这4种植物有效性高的无机磷形态的吸收利用,但未对土壤全磷含量造成显著影响。由于仅分析了第一年的种植土壤,水稻磷高效基因的表达对土壤不同无机磷形态以及全磷含量产生的效应还有待于进一步调查研究。     

氮高效转基因水稻OsNRT2.3b对土壤氨氧化细菌群落多样性的影响

以氮高效转基因水稻Os NRT 2.3b两个不同株系N-04和N-08为研究对象,以非转基因亲本日本晴(Nipp)为对照,在田间小区试验条件下,设施氮和不施氮两种处理,采用变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术,分析了氮高效转基因水稻在生长期对土壤氨氧化细菌群落多样性的影响。研究发现,水稻土壤氨氧化细菌丰富度指数在各生长期内品种间均不存在显著差异。两种处理条件下N-04的土壤氨氧化细菌香农-威纳指数仅在拔节期与Nipp有显著差异,其余生育期均无显著差异;在施氮条件下N-08的土壤氨氧化细菌香农-威纳指数在拔节期和抽穗扬花期与Nipp存在显著差异,不施氮条件下仅拔节期出现显著差异。两种处理条件下,N-04的土壤氨氧化细菌均匀度指数与Nipp相比整个生长期均无显著差异,而N-08在拔节期显著低于Nipp。测序结果表明,施氮和不施氮处理下氮高效转基因水稻(N-08和N-04)与Nipp相比土壤中拥有更多的亚硝化螺旋菌属(Nitrosospira)和亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)。研究表明,氮高效转基因水稻在个别生育期对香农-威纳指数和均匀度指数有显著差异,且其更有利于促进土壤铵态氮向硝态氮的转化。     

磷高效转基因水稻OsPT4对红壤无机磷组成的影响

本研究以磷高效转基因水稻OsPT4为材料,以非转基因亲本日本晴(Nipp)和磷高效突变体水稻PHO2为对照,设施磷和不施磷2个处理,利用根盒试验研究磷高效转基因水稻OsPT4的种植对根际及非根际土壤无机磷组成的影响。结果表明:(1)Os PT4和PHO2的植株干重和磷含量均显著高于Nipp,而土壤全磷和无机磷总量均低于Nipp;(2)Os PT4和PHO2水稻根际和非根际土壤无机磷组分含量均表现为O-PFe-PAl-PCa-P;(3)施磷处理时,Os PT4和PHO2的根际土壤O-P、Ca-P含量显著低于Nipp,其非根际土壤Al-P、Fe-P和O-P含量也显著低于Nipp。不施磷处理时,Os PT4和PHO2的根际土壤Fe-P含量和非根际土壤Fe-P、O-P含量均显著低于Nipp,其根际土壤Ca-P含量显著高于Nipp。说明在供磷条件下,磷高效转基因水稻对A1-P、O-P和Ca-P的吸收活化能力较强,而缺磷条件下,磷高效转基因水稻可促进其根系对Fe-P的吸收利用。     

磷高效转基因水稻OsPT4对红壤无机磷组成的影响

本研究以磷高效转基因水稻OsPT4为材料,以非转基因亲本日本晴（Nipp）和磷高效突变体水稻PHO2为对照,设施磷和不施磷2个处理,利用根盒试验研究磷高效转基因水稻OsPT4的种植对根际及非根际土壤无机磷组成的影响。结果表明：（1）OsPT4和PHO2的植株干重和磷含量均显著高于Nipp,而土壤全磷和无机磷总量均低于Nipp;（2）OsPT4和PHO2水稻根际和非根际土壤无机磷组分含量均表现为O-P > Fe-P > Al-P > Ca-P;（3）施磷处理时,OsPT4和PHO2的根际土壤O-P、Ca-P含量显著低于Nipp,其非根际土壤Al-P、Fe-P和O-P含量也显著低于Nipp。不施磷处理时,OsPT4和PHO2的根际土壤Fe-P含量和非根际土壤Fe-P、O-P含量均显著低于Nipp,其根际土壤Ca-P含量显著高于Nipp。说明在供磷条件下,磷高效转基因水稻对A1-P、O-P和Ca-P的吸收活化能力较强,而缺磷条件下,磷高效转基因水稻可促进其根系对Fe-P的吸收利用。