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转DREB3基因抗旱大豆对土壤酶活性及其功能微生物的影响

作　者: 乔琦
导　师: 丁伟
学　校: 东北农业大学
专　业: 农药学
关键词: 转DREB3基因抗旱大豆 根系分泌物 土壤酶 土壤功能微生物
分类号: S565.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 83次
引　用: 1次
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内容摘要


近年来随着转基因作物在全球大面积推广应用,转基因技术及其新品种研发迅猛发展。目前所涉及的转基因性状主要包括抗除草剂、抗病虫、抗逆性及品质改良等。然而,转基因植物的安全性问题也越来越多地得到社会各界的关注,转基因环境安全性主要包括转基因作物的生存竞争性、转基因对生物多样性、土壤环境、养分循环利用等方面的影响。在全球气候环境不断变化情况下,干旱已经成为影响大豆正常生长发育及产量形成的重大问题。为解决这一问题,目前已经成功培育出转DREB3基因抗旱大豆新品系。转基因抗旱大豆商业化种植前的环境安全性评价对确保该品种安全投入生产具有重要作用。本文对转DREB3基因抗旱大豆进行了土壤环境方面的安全性评价,研究了转DREB3基因抗旱大豆对土壤酶活性及其功能微生物的影响,以期为建立转DREB3基因抗旱大豆根系分泌物对土壤酶及其功能微生物安全性评价方法提供参考。具体研究结果如下:1.在正常土壤水分管理下,转DREB3基因抗旱大豆对根际土壤中脲酶、纤维素酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性无显著影响。干旱胁迫下,在VE和R1期,转基因大豆土壤脲酶活性显著低于受体大豆,R8期恢复正常状态;VE、R1和R4期转基因大豆纤维素酶活性显著低于受体大豆,R8期恢复正常状态;转基因抗旱大豆在R1期土壤磷酸酶活性显著高于受体大豆,VE和R4期磷酸酶活性均显著低于受体大豆,R8期恢复正常;转基因抗旱大豆对土壤过氧化氢酶活性无影响。可见,转DREB3基因抗旱大豆对土壤脲酶、纤维素酶和磷酸酶活性的影响与干旱胁迫有直接关系。2.从转基因抗旱大豆根际土壤中分离一株土壤氨化细菌,鉴定为枯草芽孢杆菌[Bacillus subtilis (Ehrenberg) Cohn];分离一株土壤纤维素分解菌,鉴定为短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus Meyer and Gottheil);分离一株土壤解磷菌,鉴定为巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)。正常土壤水分管理下,转基因抗旱大豆对根际土壤中枯草芽孢杆菌、短小芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌的数量无显著影响。干旱胁迫下,转基因大豆根际土壤中枯草芽孢杆菌数量除VE期显著低于受体大豆,其余时期与受体大豆无差异。转基因大豆根际土壤中短小芽孢杆菌数量除R4期显著低于受体大豆,其余时期与受体大豆无差异。转基因抗旱大豆根际土壤中巨大芽孢杆菌数量在各时期均与受体大豆无差异。表明:转基因抗旱大豆对枯草芽孢杆菌、短小芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌数量的影响与干旱胁迫有直接关系。3.在加入同等浓度的转基因抗旱大豆及受体大豆根系分泌物的情况下,三种土壤功能微生物的菌落直径均无显著差异。4.相同浓度的转基因与受体大豆根系分泌物对土壤脲酶、纤维素酶和磷酸酶活性无显著影响。与无根系分泌物对照相比,大豆根系分泌物的加入显著激活了脲酶及磷酸酶活性,当两种大豆根系分泌物在浓度为5‰,以及转基因大豆根系分泌物浓度为0.05‰时,短小芽孢杆菌纤维素酶活性与对照无差异,当两种根系分泌物浓度在50‰,以及受体大豆根系分泌物浓度为0.05‰时,明显抑制短小芽孢杆菌纤维素酶活性。

全文目录


中文摘要  8-9
英文摘要  9-11
1 前言  11-22
  1.1 转基因植物的发展现状  11-13
    1.1.1 转基因概述  11
    1.1.2 转基因植物的应用  11-13
    1.1.3 转基因植物发展的国际趋势  13
  1.2 干旱与DREB 因子  13-15
    1.2.1 干旱对农业生产的影响  13-14
    1.2.2 DREB 转录因子  14-15
  1.3 根际微环境及根系分泌物  15-16
  1.4 土壤微生物及土壤酶  16-19
  1.5 转基因植物的安全性评价  19-20
  1.6 研究内容及技术路线  20-21
    1.6.1 研究内容  20
    1.6.2 技术路线  20-21
  1.7 研究的目的与意义  21-22
2 材料和方法  22-30
  2.1 供试材料  22
  2.2 主要仪器  22
  2.3 试验方法  22-30
    2.3.1 试验设计  22-23
    2.3.2 土壤酶活性的测定  23-26
    2.3.3 土壤功能微生物量的测定  26-27
    2.3.4 土壤功能微生物的鉴定  27-28
    2.3.5 大豆根系分泌物对土壤功能微生物及产酶活性的影响  28-29
    2.3.6 数据分析  29-30
3 结果与分析  30-44
  3.1 转DREB3 基因抗旱大豆对土壤酶活性的影响  30-32
    3.1.1 转DREB3 基因抗旱大豆对土壤脲酶活性的影响  30
    3.1.2 转DREB3 基因抗旱大豆对土壤纤维素酶活性的影响  30-31
    3.1.3 转DREB3 基因抗旱大豆对土壤磷酸酶活性的影响  31
    3.1.4 转DREB 基因抗旱大豆对土壤过氧化氢酶活性的影响  31-32
  3.2 土壤功能微生物鉴定  32-38
    3.2.1 土壤功能微生物的形态鉴定  32-34
    3.2.2 土壤功能微生物的分子鉴定  34-38
  3.3 转DREB3 基因抗旱大豆对土壤功能微生物数量的影响  38-40
    3.3.1 转DREB3 基因抗旱大豆对土壤枯草芽孢杆菌数量的影响  38-39
    3.3.2 转DREB3 基因抗旱大豆对土壤短小芽孢杆菌数量的影响  39
    3.3.3 转DREB3 基因抗旱大豆对土壤巨大芽孢杆菌数量的影响  39-40
  3.4 转DREB3 基因抗旱大豆根系分泌物对产酶微生物的影响  40-44
    3.4.1 转DREB3 基因抗旱大豆对产酶微生物生长的影响  40-42
    3.4.2 转DREB3 基因抗旱大豆根系分泌物对功能微生物产酶活性的影响  42-44
4 讨论  44-47
  4.1 关于试验中的产酶功能微生物  44
  4.2 根系分泌物对产酶微生物影响的研究方法  44-45
  4.3 转基因大豆对土壤酶活性及其功能微生物的影响  45-47
5 结论  47-49
  5.1 转DREB3 基因抗旱大豆对土壤酶活性的影响  47
  5.2 土壤功能微生物的鉴定结果  47
  5.3 转DREB3 基因抗旱大豆对土壤功能微生物数量的影响  47
  5.4 转DREB3 基因抗旱大豆根系分泌物对产酶微生物生长的影响  47-48
  5.5 转DREB3 基因抗旱大豆根系分泌物对产酶微生物产酶活性的影响  48-49
致谢  49-50
参考文献  50-57
附录  57-60
攻读硕士学位期间发表的学术论文  60

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中图分类: > 农业科学 > 农作物 > 经济作物 > 油料作物 > 大豆
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