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转Bt水稻对土壤动物群落结构与数量动态的影响研究

作　者: 祝向钰
导　师: 陈法军
学　校: 南京农业大学
专　业: 农业昆虫与害虫防治
关键词: 转基因水稻土壤动物群落结构数量动态气候变化
分类号: S511
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

转Bt水稻的培育在为抵抗每年因水稻害虫危害造成的减产提供了一种有效手段的同时,其释放的外源Bt蛋白对土壤生态系统也存在一定风险。土壤生态系统是进行能量流动和物质循环的重要场所,长期种植转Bt基因作物可能会使土壤中外源Bt毒素蛋白积累,进而会对土壤生物产生不同程度的影响。近年来,随着转Bt基因作物商业化程度加快,转Bt水稻的土壤生态风险评价也引起了国内外学者的广泛关注。土壤跳虫,螨类,线虫为土壤常见的三大类指示动物,其数量大,营养类群多,在土壤食物网中占据多个生态位,对其进行群落变化分析可以较全面地反映土壤食物网结构和功能的综合状况,在指示土壤生态安全方面具有独特优势。本研究选取融合基因型CrylAb/CrylAc转Bt水稻HH1及其对照亲本MH63水稻,开展大田环境下三大土壤动物群落结构与组成及数量动态研究,以及C02和温度等气候变化转基因水稻对三大土壤动物的种群数量动态研究,以进一步明确大田环境下以及气候变化下转Bt作物的土壤环境安全性。主要研究结果如下：1.转基因水稻对土壤跳虫的影响大田实验结果表明,转基因水稻种植对于土壤跳虫来说无负面影响；相反,有增加土壤跳虫数量,群落多样性和群落均匀度的趋势。但2009年和2010年两年的结果无一致性。另外,转基因水稻种植还导致了一些稀有类群的消失。从气候变化结果来看,高温有降低土壤跳虫数量的趋势,尤其在高CO2处理下表现的更为明显,但两年之间也无一致性。土壤跳虫发生量的差异主要是受水稻生长时间的影响。2.转基因水稻对土壤螨类的影响螨类试验的大田结果显示,转基因水稻种植对于土壤螨类的总量,群落多样性,物种丰富度,群落均匀度均没有显著的影响。对于土壤螨类群落组成来说也没有显著影响,仅2009年结果显示转基因水稻种植导致木单翼甲螨科木单翼甲螨属的百分比含量显著减少45.18%,而其它螨类百分比组成的影响没有达到显著。气候变化下的研究结果显示,C02,温度和转基因水稻对土壤螨类数量的影响不显著,且不存在显著的交互作用。仅在2010年,高CO2和低温下,转基因水稻可显著降低土壤螨类数量。3.转基因水稻对土壤线虫的影响大田试验结果表明,不同线虫对于转基因水稻的响应不同。2009年转基因水稻种植导致食细菌性拟丽突属线虫的百分比含量显著减少,2010年导致食细菌性线虫头叶属的百分比含量明显增加。转基因水稻种植还导致了一些稀有类群的消失。另外,2010年结果显示,转基因水稻可显著降低土壤线虫数量,但对于其它生态指标,影响均不显著。

全文目录

目录  4-7
摘要  7-9
ABSTRACT  9-11
第一章文献综述  11-25
  1 转Bt水稻研发状况  11-12
    1.1 转Bt基因及其发展  11-12
    1.2 转Bt水稻及其发展  12
  2 转Bt水稻大田土壤Bt蛋白检测  12-15
    2.1 Bt蛋白在土壤中的环境动态  12-14
      2.1.1 Bt蛋白进入土壤的方式  12-13
      2.1.2 Bt蛋白与土壤颗粒的吸附结合  13
      2.1.3 Bt蛋白的降解  13-14
    2.2 土壤中Bt蛋白检测技术  14-15
  3 转Bt植物对土壤生态系统的影响  15-18
    3.1 转Bt植物对土壤酶活性的影响  15-16
    3.2 转Bt植物对土壤微生物的影响  16
    3.3 转Bt植物对土壤动物的影响  16-18
  4 气候变化对转基因水稻和土壤动物的影响  18-20
    4.1 气候变化对转基因水稻影响  18-19
    4.2 气候变化对土壤动物的影响  19-20
  5 土壤指示动物研究  20-21
    5.1 土壤指示跳虫  20
    5.2 土壤指示螨类  20
    5.3 土壤指示线虫  20-21
  6 本研究目的与意义  21-23
    6.1 本研究的目的  21
    6.2 本研究的意义  21-23
  本研究的技术路线图  23-25
第二章转基因水稻对土壤跳虫的影响  25-43
  1 材料与方法  25-27
    1.1 试验地概况  25
      1.1.1 大田试验地概况  25
      1.1.2 气候变化试验地概况  25
    1.2 转基因水稻品种  25-26
    1.3 试验设计与样品采集  26
      1.3.1 大田试验设计与样品采集  26
      1.3.2 气候变化试验设计与样品采集  26
    1.4 土壤跳虫的分离与鉴定  26-27
    1.5 统计分析  27
  2 结果与分析  27-39
    2.1 大田结果分析  27-35
      2.1.1 2009年试验结果分析  27-31
      2.1.2 2010年结果分析  31-35
    2.2 气候变化下的结果分析  35-39
      2.2.1 2011年结果分析  35-37
      2.2.2 2012年结果分析  37-39
  3 讨论  39-43
    3.1 大田试验讨论  39-40
    3.2 气候变化试验讨论  40-43
第三章转基因水稻对土壤螨类的影响  43-57
  1 材料与方法  43-44
    1.1 试验地概况  43
      1.1.1 大田试验地概况  43
      1.1.2 气候变化试验地概况  43
    1.2 转基因水稻品种  43
    1.3 试验设计与样品采集  43
      1.3.1 大田试验设计与样品采集  43
      1.3.2 气候变化试验设计与样品采集  43
    1.4 土壤螨类的分离与鉴定  43
    1.5 统计分析  43-44
  2 结果与分析  44-53
    2.1 大田结果分析  44-49
      2.1.1 2009年结果分析  44-46
      2.1.2 2010年结果分析  46-49
    2.2 气候变化下的结果分析  49-53
      2.2.1 2011年结果分析  49-51
      2.2.2 2012年结果分析  51-53
  3 讨论  53-57
    3.1 大田试验讨论  53-54
    3.2 气候变化试验讨论  54-57
第四章转基因水稻对土壤线虫的影响  57-71
  1 材料与方法  57-58
    1.1 试验地概况  57
      1.1.1 大田试验地概况  57
      1.1.2 气候变化试验地概况  57
    1.2 转基因水稻品种  57
    1.3 试验设计与样品采集  57
      1.3.1 大田试验设计与样品采集  57
      1.3.2 气候变化试验设计与样品采集  57
    1.4 线虫的分离与鉴定  57-58
    1.5 统计分析  58
  2 结果与分析  58-68
    2.1 大田结果分析  58-68
      2.1.1 2009年结果分析  58-63
      2.1.2 2010年结果分析  63-68
  3 讨论  68-71
全文总结  71-73
  1 主要结论  71-72
  2 本研究创新点  72-73
参考文献  73-85
致谢  85-87
攻读硕士期间完成的学术论文  87

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