转抗逆基因棉对土壤速效养分含量、酶活性及微生物多样性的影响

发布时间：2017-09-12 20:30

  本文关键词：转抗逆基因棉对土壤速效养分含量、酶活性及微生物多样性的影响

  更多相关文章： 转抗逆基因棉 土壤速效养分 土壤酶活性 微生物多样性

【摘要】：由于影响棉花产量的各种威胁逐渐增多,使得对棉花抵抗逆境的能力的要求也日渐扩大,是以转抗逆基因棉也随之产生。但随着转抗逆基因棉的种植,人们对其是否会影响土壤生态系统,从而影响土壤生态环境安全的问题,产生了极大的关注。故本研究以3种转抗逆基因棉(转耐盐碱、抗病、抗旱基因棉)及其常规棉为研究对象,连续两年分别于棉花5个生长期(苗期、蕾期、花铃期、吐絮期、衰老期)采集棉花根围20cm左右的土壤,采用常规分析法、PCR-DGGE-cloning等研究方法,分析了连续两年种植转抗逆基因棉对土壤速效养分含量、酶活性及微生物多样性的变化情况,揭示了转抗逆基因棉连续两年的种植对这3种生物指标的影响。主要研究结果如下：1.3种转抗逆基因棉与其常规棉连续两年的土壤速效养分含量随着生育期、种植年限、棉花品种的不同而不同。与其常规棉相比,3种转抗逆基因棉连续两年的种植对土壤速效养分含量的影响除每年在个别生育期有显著差异外,其它生育期差异不显著。对土壤速效磷含量的分析发现,除转耐盐碱基因棉在2015年蕾期和花铃期,转抗病基因棉在2014年苗期和吐絮期和转抗旱基因棉在2014年苗期的土壤速效磷含量显著低于其常规棉之外,其它生育期差异不显著。对土壤铵态氮和硝态氮含量的分析发现,转耐盐碱基因棉在2015年苗期和连续两年蕾期的土壤铵态氮含量及在2014年苗期和花铃期的土壤硝态氮含量显著高于其常规棉,其它生育期差异不显著；转抗病基因棉连续两年的土壤铵态氮含量无显著差异,但在2014年苗期的土壤硝态氮含量显著高于其常规棉；转抗旱基因棉在2014年苗期的土壤铵态氮含量及连续两年在苗期的土壤硝态氮含量显著高于其常规棉,其它生育期差异不显著。2.转耐盐碱基因棉的土壤脲酶活性在2014年苗期和2015年衰老期显著高于其常规棉,土壤碱性磷酸酶活性在2015年吐絮期显著低于其常规棉,土壤过氧化氢酶活性在2015年苗期显著高于常规棉,其余生育期的3种酶活性无显著差异；转抗病基因棉的土壤脲酶活性在2014年苗期、蕾期、衰老期和2015年吐絮期显著低于其常规棉,土壤过氧化氢酶活性在2014年吐絮期显著高于其常规棉,其余生育期的3种酶活性无显著异；转抗旱基因棉除土壤脲酶活性在2014年苗期显著高于其常规棉之外,土壤过氧化氢酶活性和碱性磷酸酶活性在5个生育期内差异不显著。3种转抗逆基因棉与其常规棉相比连续两年的土壤酶活性因生育期、种植年限、棉花品种及酶种类的不同而产生差异。3.对DGGE指纹图谱进行聚类分析表明,3种转抗逆基因棉和其常规棉连续两年在不同生育期内的土壤微生物群落结构较相似(相似度基本大于60%)。对DGGE指纹图谱进行数字化分析表明,除转耐盐碱基因棉在2015年苗期和衰老期,转抗病基因棉在2014年花铃期和2015年衰老期,转抗旱基因棉在2015年苗期和吐絮期及2014年蕾期和衰老期的土壤香农威纳指数、均匀度和丰富度比其常规棉显著的高之外,其它生育期差异不显著。随着生育期的不同,3种转抗逆基因棉与其常规棉的土壤香农威纳指数、均匀度和丰富度均有所不同,说明3种转抗逆基因棉连续两年的种植不会导致土壤微生物多样性和群落结构发生显著的改变,而受种植年限和生育期的影响较大。对DGGE指纹图谱的主要条带进行割胶回收克隆测序表明,3种转抗逆基因棉与其常规棉连续两年的土壤微生物群落组成相似,这与聚类分析结果吻合,这些同源序列主要属于变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、酸杆菌门(Acidobacterias)、放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和硝化螺旋菌门(Nitrospirae),其中在放线菌门和变形菌门分布较多。本文初步研究了3种转抗逆基因棉及其常规棉连续两年的种植对土壤速效养分含量、酶活性及微生物多样性的影响。结果表明,3种转抗逆基因棉与其常规棉土壤的速效养分含量、酶活性及微生物多样性的变化与棉花种植年限、生育期及品种有着密不可分的关系,而与常规棉相比,3种转抗逆基因棉本身的种植对土壤速效养分含量、酶活性及微生物多样性的影响不大。但是否说明,3种转抗逆基因棉的种植对土壤生态环境安全的影响微小,仍需长期对各种生物多样性指标进行进一步的监测和试验。
【关键词】：转抗逆基因棉 土壤速效养分 土壤酶活性 微生物多样性
【学位授予单位】：内蒙古师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S562
【目录】：

• 中文摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 1 引言11-22
• 1.1 研究意义11
• 1.2 转基因作物的研究进展11-21
• 1.2.1 国内外转基因作物的研究现状11-14
• 1.2.2 转抗逆基因棉花的研究进展14-17
• 1.2.3 转基因作物对土壤理化及酶活性的研究进展17
• 1.2.4 转基因作物对土壤微生物多样性的研究进展17-19
• 1.2.5 转基因作物对生态环境的安全性评价19-21
• 1.3 研究内容21
• 1.4 技术路线21-22
• 2 实验材料与方法22-28
• 2.1 试验地概况22
• 2.2 试验材料22
• 2.3 试验设计22
• 2.4 土壤样品采集22
• 2.5 测定方法22-28
• 2.5.1 土壤速效养分含量的测定22-23
• 2.5.2 土壤酶活性的测定23-24
• 2.5.3 土壤微生物多样性的测定24-28
• 3 结果与分析28-59
• 3.1 土壤速效养分含量28-31
• 3.1.1 土壤速效磷含量28-29
• 3.1.2 土壤铵态氮含量29-30
• 3.1.3 土壤硝态氮含量30-31
• 3.2 土壤酶活性31-38
• 3.2.1 土壤脲酶的活性31-34
• 3.2.2 土壤碱性磷酸酶的活性34-36
• 3.2.3 土壤过氧化氢酶的活性36-38
• 3.3 土壤微生物多样性38-59
• 3.3.1 苗期土壤微生物多样性38-42
• 3.3.2 蕾期土壤微生物多样性42-46
• 3.3.3 花铃期土壤微生物多样性46-50
• 3.3.4 吐絮期土壤微生物多样性50-54
• 3.3.5 衰老期土壤微生物多样性54-59
• 4 讨论59-64
• 4.1 转抗逆基因棉的种植对土壤速效养分的影响59-60
• 4.2 转抗逆基因棉的种植对土壤酶活性的影响60-61
• 4.3 转抗逆基因棉的种植对土壤微生物多样性的影响61-64
• 5 全文结论64-65
• 参考文献65-74
• 致谢74-75
• 作者简介75

，

本文编号：839374