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。     

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。     

种植转双价基因( Bt+CpTI )棉对主要土壤养分和酶活性的影响

 采用灭菌盆栽试验,以转双价棉品种sGK321及其亲本常规棉品种石远321为研究对象,对4个生长时期(苗期、蕾期、花铃期、吐絮期)根际土壤养分(全氮、全磷、速效磷和有机质)含量及某些酶(脲酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶)活性变化进行了对比分析。结果表明,在观测期间,与同源常规棉相比,转双价棉根际土壤全磷含量和速效磷含量在同一时期均无显著差异,不同生育期差异明显,根际土壤全氮含量、有机质含量、酶活性在一些时期则明显不同,其变化随棉花品种、生育期不同而不同。转双价棉蕾期根际土壤全氮含量和苗期根际土壤过氧化氢酶活性以及苗期、蕾期的碱性磷酸酶活性显著高于常规棉(P<0.05),而蕾期根际土壤有机质含量、根际土壤过氧化氢酶活性和苗期、花铃期根际土壤脲酶活性以及苗期碱性磷酸酶活性则显著低于常规棉(P< 0.05)。聚类分析表明,土壤养分和酶活性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。     

转Bt基因玉米叶面微生物区系和细菌生理群多样性变化

大田栽培条件下,以转Bt基因玉米Mon810及其亲本玉米DK647作为材料,在玉米的不同生育期,于2010年和2011连续2年测定玉米叶面细菌、真菌和放线菌的数量变化,并对细菌生理群的数量和多样性进行分析。结果表明,虽然不同年份和生育期两个玉米品种叶面微生物数量存在差异,但年度间和相同的发育时期叶面微生物的数量变化趋势一致,由苗期开始增多,到生育后期达到数量高峰。转Bt基因玉米对叶面细菌和真菌影响较大,大部分生育期内Bt玉米叶面真菌和细菌数量与亲本玉米有显著差异,而放线菌数量与亲本相比差异不显著。2010年,苗期、拔节期和完熟期Bt玉米叶面细菌生理群Shannon-Wiener群落多样性指数、Simpson优势集中性指数和均匀度指数高于亲本玉米,2011年除喇叭口期Bt玉米细菌生理群的三种群落特征参数均大于对照。     

多年连作土壤中棉花根际细菌群落结构及其动态

【目的】了解多年连作土壤中棉花根际细菌群落结构和动态。【方法】利用高通量测序技术对多年棉花连作土中陆地棉品种TM-1(Gossypium hirsutum L.)不同发育时期的根际细菌16S r DNA进行扩增、测序并分析。【结果】多年棉花连作土中,棉花根际细菌的主导菌门为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、浮霉菌门(Planctomycetes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)。受棉花根系影响相对丰度变化较大的菌门为4个主导菌门以及厚壁菌门(Firmicutes),其中酸杆菌门、拟杆菌门、浮霉菌门的相对丰度受到棉花根系的促进,而厚壁菌门、变形菌门的相对丰度受到抑制。不同发育时期棉花根际细菌α-多样性没有显著差异,但是根际细菌群落结构间存在显著差异,且在棉花花期与蕾期的差异显著高于蕾期与苗期的差异。多年棉花连作土壤中的根际细菌群落α-多样性显著高于非根际土壤,根际与非根际土壤中细菌β-多样性在棉花花期最大。【结论】确定了多年棉花连作土中棉花根际细菌的群落结构及其动态,发现棉花在花期对根际细菌群落结构的影响较大。     

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。     

种植转基因棉对4种土壤酶活性的影响

 在温室试验条件下,研究了种植转Bt基因棉、转Bt+CpTI基因棉在不同生育期对根际土壤脲酶、多酚氧化酶、蛋白酶和磷酸酶活性的影响。结果表明：从苗期到花铃期,土壤脲酶、多酚氧化酶、酸性磷酸酶和碱性磷酸酶活性表现为先升后降,而蛋白酶和中性磷酸酶活性则表现为先降后升;同一品种在相邻两个生育期土壤脲酶、蛋白酶、酸性磷酸酶和中性磷酸酶活性的差异达极显著水平（P<0.01）。与亲本常规棉相比,种植转基因棉降低了土壤脲酶活性和土壤酸性磷酸酶活性,对土壤脲酶活性转Bt基因棉和转Bt+CpTI基因棉降幅分别为23.06%和45.36%;对土壤酸性磷酸酶活性转Bt基因棉和转Bt+CpTI基因棉降幅分别为10.89%和34.91%;转Bt+CpTI基因棉sGK321的种植对土壤酶活性的影响较大：对脲酶、蛋白酶、酸性磷酸酶和中性磷酸酶活性的影响差异均达到了极显著水平（P<0.01）。     

鲁东南杨树人工林根际微生物数量时空动态

为了探讨杨树人工林根际微生物对环境变化的响应,对鲁东南杨树人工林根际微生物数量时空变化、根际效应及其与土壤养分的相关性进行了研究。结果表明：根际细菌、真菌、放线菌数量和微生物总数均呈“增—减—增—减”的季节变化模式,即春秋高,夏冬低。根际微生物数量以细菌最多,放线菌次之,真菌最少。细菌、放线菌数量和微生物总数随林龄的增加而增加,真菌数量随林龄的增加而减少。除0~10 cm外,根际微生物数量的垂直分布总体上表现为随土层加深而逐渐减少。杨树人工林细菌、真菌、放线菌数量和微生物总数存在明显的根际效应,根际效应均呈显著的单峰季节变化,8月达到峰值。根际细菌、真菌、放线菌和微生物总数与根际土壤水解N、速效P均呈正相关,与土壤有机质呈反相关关系。     

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。     

盐碱胁迫对芸豆根际土壤微生物数量及酶活性的影响

为了探究芸豆根际微生态环境对盐胁迫的响应机制,以HYD和JW为试验材料,采用盆栽法,将2种碱性盐Na2CO3、Na HCO3按摩尔比1∶9混合,按混合后占土壤质量分数0(S0),0. 4%(S1),0. 8%(S2),1. 2%(S3)设计4个浓度梯度,研究不同程度盐碱胁迫对芸豆根际土壤微生物数量和土壤酶活性的影响。结果表明,在盐碱胁迫下,HYD在株高、根长和地上、下生物量等优于JW。在盐碱胁迫处理下根际土壤细菌、真菌和放线菌数量差异显著,细菌数量高于真菌和放线菌数量。两芸豆品种根际土壤脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶活性与土壤微生物数量均在S1处理下达到最大值,且差异显著。在相同处理下,HYD的株高、根长和地上、地下生物量等生长特性与根际土壤微生物数量、酶活性均显著高于JW。相关分析表明,脲酶活性与细菌数量、真菌数量、放线菌数量和微生物总量呈显著或极显著正相关,磷酸酶活性与放线菌数量、过氧化氢酶活性与真菌数量均呈显著正相关。在盐碱胁迫条件下,p H值上升,微生物数量发生变化,导致酶活性改变,间接改变根际土壤微环境。一定量的盐碱胁迫有利于提高芸豆根际土壤微生物数量及酶活性,促进芸豆生长。     

转CpTI基因对棉花主要病害及早衰的影响

 2006-2007年,采用4个转CpTI基因棉花材料及其受体研究了转CpTI基因对棉花苗病、黄萎病、后期叶斑病及早衰的影响。结果表明：3个转CpTI基因材料苗病死苗率均低于其对应的受体材料。在6月底和7月初黄萎病的发生初期,转基因材料黄萎病发生较受体材料轻,7月中旬到8月底9月初,不同品种以及同一品种的不同生育期之间差异较大,转基因材料C连续两年病指极显著低于对照受体材料。与非转基因材料相比,转CpTI基因材料叶斑病的发生显著加重,早衰发生也加重。     

转Bt基因抗虫棉对非靶标昆虫的影响

本文就转Bt基因抗虫棉对非靶标害虫、天敌和经济昆虫的影响以及影响因素进行了论述。研究表明,转Bt基因抗虫棉使得一些对Bt蛋白不敏感的次要植食性非靶标害虫种群数量明显增加或呈加重趋势,但没有证据表明转Bt基因棉对棉田其它害虫的发生有直接的促进作用。外源Bt基因导入棉花后,引起的棉花重要营养物质含量的变化以及棉花叶片形态结构的改变可能会直接影响棉花害虫种群的数量,且转Bt基因棉田更有利于其它植食性昆虫的发生和危害。害虫种群数量和Bt蛋白也会直接或间接影响天敌的数量。目前大多数的研究表明,转Bt基因抗虫棉对家蚕和蜜蜂等经济昆虫无明显不利影响。     

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。     

化学调节剂诱导转Bt基因棉花杀虫蛋白和主要抗虫次生物的变化

初步探讨了水杨酸和缩节胺处理转 Bt基因棉花后顶端嫩叶中 Bt杀虫蛋白和主要抗虫次生物发生的变化。结果发现 ,水杨酸和缩节胺处理不能明显影响转 Bt基因棉花顶端嫩叶中 Bt杀虫蛋白的表达量 ;适宜浓度的水杨酸和缩节胺处理能够明显提高转 Bt基因棉花顶端嫩叶中缩合单宁和芸香苷的含量 ;适宜浓度的水杨酸处理还能够明显提高转 Bt基因棉花顶端嫩叶中总抗虫萜烯类物质的含量 ;而缩节胺处理对转 Bt基因棉花顶端嫩叶中总抗虫萜烯类物质的含量影响不大。水杨酸和缩节胺能够在一定程度诱导棉花抗虫次生物的表达     

转Bt基因棉及其抗虫性研究与利用进展

本文综述了转Ｂｔ基因棉的培育及应用,对鳞翅目害虫的抗性及对非鳞翅目害虫和天敌的影响,以及害虫对转Ｂｔ基因棉抗性的预防和治理等方面的研究进展。并针对我国的具体情况,讨论了害虫对转Ｂｔ基因棉抗性的预防策略及转基因棉ＩＰＭ体系的关键技术组成。     

不同转基因棉的抗虫性与Bt毒蛋白含量关系研究

转单价 Bt基因棉和转双价 ( Bt+ Cp TI)基因棉对棉铃虫抗性的时空动态及其 Bt毒蛋白含量变化表明 ,无论是单价 Bt基因还是双价 ( Bt+Cp TI)基因 ,对棉铃虫均有明显的抗性 ,呈现明显的时空动态变化。单价 Bt基因在花铃期以前抗性不如双价 ( Bt+ Cp TI)基因 ,在花铃期单价 Bt基因棉花营养器官的抗性稍好于双价 ( Bt+ Cp TI)基因 ,但生殖器官的抗性不如双价 ( Bt+ Cp TI)基因。转单价 Bt基因棉和转双价 ( Bt+ Cp TI)基因棉的 Bt毒蛋白含量时空动态变化趋势与各自的抗虫性相一致。但转双价 ( Bt+ Cp TI)基因棉的Bt毒蛋白表达量在棉株各生育期同一器官及同一生育期不同器官均比转单价 Bt基因棉略低 ,说明 Cp TI基因对棉铃虫也有一定的抗性     

外源Bt基因对棉花产量性状及抗虫性的影响

本文在介绍转基因抗虫棉研究现状的基础上，综述了外源Ｂｔ基因对棉花产量性状及抗虫性影响的研究进展；并指出了Ｂｔ抗虫棉当前存在的几个问题，提出了提高转基因抗虫棉抗虫性和使用寿命的几种方法。     

转Bt基因棉对棉铃虫抗性的时空动态

在室内研究了转Ｂｔ基因棉对棉铃虫抗性的时空动态及对棉铃虫幼虫取食行为的影响,结果表明,整个棉花生长期,棉花不同器官随着时间的变化其抗性有较大的差异,如７月以后,棉叶对棉铃虫幼虫的抗性明显下降,由６月下旬的１００％下降到８月初的６２．５％,然后抗性又逐渐回升,但仍为下降的趋势;从空间抗性来看,营养器官的抗性高于繁殖器官,接虫２４ｈ后,棉铃虫幼虫在转基因棉繁殖器官上分布数量较多;转基因棉对棉铃虫幼虫取食行为有较大的影响,和常规棉相比,在转基因棉上取食时间减少５７．６％,吐丝下垂、爬行和静息的时间分别延长３９６．１％、２２．４％和４．０％。     

利用 F2 转 Bt 基因抗虫杂交棉新策略

通过不同抗虫棉品系间互交、后代选择的方法选育出聚合整合位点不同的Bt基因纯合抗虫棉种质,开展了培育以 F2 利用为目的的杂交种探索研究.类似 F2 世代 Bt 基因的不同分离类型,聚合有不同数目 Bt 基因的棉株在整个生育期对棉铃虫有显著的抗虫性.并且与单价抗虫棉时空表达一致,生育前期抗虫性好,毒蛋白表达量高,中、后期抗虫性有所下降,毒蛋白表达量降低.因此,用其作为亲本配置抗虫杂交种,是利用棉花F2 杂种优势的途径之一.