轉(zhuǎn)Bt基因水稻對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)的影響.pdf

1、本論文在國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(№.30570226)資助下，以轉(zhuǎn)Bt基因水稻為材料，通過定點(diǎn)、定期系統(tǒng)調(diào)查研究，從宏觀生物學(xué)方面全面報(bào)道了轉(zhuǎn)Bt基因水稻對(duì)土壤動(dòng)物和土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響；從微觀生物學(xué)方面首次應(yīng)用AFLP技術(shù)研究了轉(zhuǎn)Bt基因水稻對(duì)土壤線蚓的影響。通過室內(nèi)和田間實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)評(píng)價(jià)了Bt轉(zhuǎn)基因水稻對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)的影響。獲得了如下主要結(jié)果： 1.轉(zhuǎn)Bt基因水稻對(duì)土壤動(dòng)物群落多樣性的影響對(duì)轉(zhuǎn)Bt基因水稻與常規(guī)水稻田中土壤動(dòng)

2、物群落結(jié)構(gòu)做了系統(tǒng)調(diào)查。共捕獲土壤動(dòng)物7798頭，分屬3門6綱11目。線蟲動(dòng)物門的矛線目Dorylaimida和墊刃目Tvlenchida為優(yōu)勢類群，顫蚓目Tubificida為常見類群。轉(zhuǎn)基因水稻田與常規(guī)水稻田中土壤動(dòng)物群落的密度、類群豐富度、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)、Simpson優(yōu)勢度指數(shù)和密度一類群指數(shù)之間均沒有顯著差異(P>0.05)。說明轉(zhuǎn)Bt基因水稻對(duì)土壤動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性沒有顯著影

3、響。但常規(guī)稻田中的顫蚓目、蜱螨目Acarina、彈尾目Collembola和猛水蚤目Harpacticoida的蟲口密度和出現(xiàn)頻度大于轉(zhuǎn)Bt稻田中的，由常規(guī)稻田向轉(zhuǎn)Bt稻田呈遞減趨勢，表明轉(zhuǎn)Bt基因水稻對(duì)土壤動(dòng)物的密度和頻度有副作用。這可能是進(jìn)入環(huán)境中的Bt毒蛋白對(duì)土壤動(dòng)物個(gè)體的健康產(chǎn)生了影響的結(jié)果。 2.轉(zhuǎn)Bt水稻對(duì)土壤微生物群落多樣性的影響與常規(guī)稻相比，轉(zhuǎn)Bt基因水稻土壤中細(xì)菌、放線菌、霉菌和酵母菌的組成種類和數(shù)量發(fā)生了明顯

4、變化。兩類稻田中微生物共有種類僅8種。轉(zhuǎn)Bt稻田中細(xì)菌和酵母菌數(shù)量減少，放線菌和霉菌數(shù)量增多。兩類稻田中微生物群落的Shannon-Wiener指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)差異顯著(P<0。05)，這表明轉(zhuǎn)Bt水稻對(duì)土壤微生物多樣性有明顯影響。由此可見，進(jìn)入環(huán)境中的Bt毒蛋白對(duì)細(xì)菌和酵母菌有負(fù)面影響，對(duì)放線菌和霉菌能產(chǎn)生正面影響。 3.轉(zhuǎn)Bt和非轉(zhuǎn)Bt稻田中線蚓的AFLP分析10對(duì)引物組合擴(kuò)增出1173條清晰譜帶，平均每對(duì)引物擴(kuò)

5、增出117.3條，其中轉(zhuǎn)Bt稻田線蚓DNA中擴(kuò)增出578條譜帶，非Bt稻田線蚓DNA中擴(kuò)增出595條譜帶，兩者之間無顯著性差異(P>0.05)。擴(kuò)增出377條多態(tài)性條帶，其中非Bt稻田線蚓DNA中擴(kuò)增出197條，而Bt稻田的線蚓DNA中僅181條。多態(tài)性比率為48.65％。不同引物組合在兩種群間擴(kuò)增的條帶數(shù)和多態(tài)性比例均有明顯差異。兩組線蚓的DNA差異片段主要集中于100～300 bp之間，該區(qū)域擴(kuò)增的差異片斷分別占兩組總擴(kuò)增差異片斷的

6、68.02％和71.82％。兩組線蚓之間相似性系數(shù)為0.6786，遺傳距離為0.3214。以上表明轉(zhuǎn)Bt和非轉(zhuǎn)Bt稻田線蚓之間的DNA多態(tài)性存在差異。AFLP分析結(jié)果表明進(jìn)入環(huán)境中的Bt毒蛋白對(duì)線蚓的遺傳多樣性有顯著影響。 4 轉(zhuǎn)Bt基因稻田中土壤細(xì)菌16S rDNA的變性梯度凝膠電泳分析轉(zhuǎn)Bt和非轉(zhuǎn)Bt稻田中16S rDNA的PCR擴(kuò)增片斷約為400-450bp，為16S rDNA V6～V9區(qū)特異性片段。非轉(zhuǎn)基因水稻田中大約