复合性状转基因棉花对土壤生物多样性的影响

摘要

近年来，随着转基因抗虫棉花的推广和种植面积的不断扩大，对其潜在的生态风险进行安全性评价研究具有十分重要的生态学意义。本文以3种复合性状转基因棉和其常规棉为研究对象，通过对其种植地土壤酶活性、养分含量变化及土壤细菌多样性和线虫多样性的变化分析，揭示不同复合性状转基因棉种植对土壤酶活性、养分变化、细菌和线虫多样性的影响。主要研究结果如下:
　　1.SGK321棉和石远321根际土壤脲酶、碱性磷酸酶及过氧化氢酶活性无显著差异（P＞0.05），其它2种复合性状双Bt抗虫棉和抗虫抗除草剂棉对这3种土壤酶活性的影响却各不相同。双Bt抗虫棉土壤脲酶活性显著低于石远321(P＜0.05)，碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性均无显著差异(P＞0.05);抗虫抗除草剂棉与石远321土壤脲酶活性无显著差异（P＞0.05），碱性磷酸酶活性显著高于石远321(P＜0.05)，而过氧化氢酶活性显著低于石远321(P＜0.05)。
　　2.与石远321相比，SGK321对根际土壤速效磷和铵态氮含量均没有显著性影响(P＞0.05)，而其它2种复合性状转基因棉根际土壤速效磷和铵态氮含量变化趋势却完全不同，其中双Bt抗虫棉速效磷含量显著低于石远321(P＜0.05)，抗虫抗除草剂棉含量却显著高于石远321(P＜0.05);双Bt抗虫棉和抗虫抗除草剂棉土壤铵态氮含量均显著低于石远321(P＜0.05)。对土壤硝态氮含量的分析结果发现SGK321显著高于石远321(P＜0，05)，而对于另外2种复合性状转基因棉其土壤硝态氮含量却并不相同，其中双Bt抗虫棉根际土壤硝态氮含量与石远321没有差异（P＞0.05)，但抗虫抗除草剂棉根际土壤硝态氮-含量却显著高于石远321(P＜0.05)。
　　3.与石远321相比，3种复合性状SGK321棉、双Bt抗虫棉和抗虫抗除草剂棉根际土壤全磷含量均无显著差异(P＞0.05)。SGK321棉与石远321相比，根际土壤全氮和有机质含量基本不变(P＞0.05)。而其它2种复合性状转基因棉根际土壤全氮和有机质含量变化趋势却完全不同，其中双Bt抗虫棉全氮和有机质含量显著低于石远321(P＜0.05)，而抗虫抗除草剂棉含量却显著高于石远321(P＜0.05)。
　　4.同一生长时期3种复合性状转基因棉与常规棉土壤细菌多样性指数、均匀度和丰富度均无显著差异（除了苗期抗虫抗除草剂棉多样性指数、丰富度和蕾期抗虫抗除草剂棉多样性指数显著低于其它2种复合性状转基因棉与常规棉之外）。4个不同时期间，棉花根际土壤细菌多样性指数、均匀度指数和丰富度有所不同，其中蕾期为最高，而花铃期为最低，说明复合性状转基因棉种植不会导致土壤细菌多样性和群落结构发生显著性改变，而受季节变化及不同生长时期的影响较大。
　　5.与常规棉相比，3种复合性状转基因棉种植没有对线虫数量、营养类群和线虫群落结构造成显著性改变。
　　本研究对种植不同复合性状转基因棉后土壤酶活性、养分含量、细菌及线虫多样性在短期内的变化情况进行了初步研究，结果表明SGK321棉与石远321棉根际土壤生物多样性各项指标无显著差异，而双Bt抗虫棉和抗虫抗除草剂棉所呈现的差异可能是因品种不同所致，需进一步深入研究。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 研究背景

1．2 转基因作物研究现状

1．2．1 转Bt抗虫作物培育过程

1．2．2 转基因作物的种植现状

1．3 转基因作物潜在的生物安全性评价的研究现状

1．3．1 转基因作物的基因漂移以及杂草化问题

1．3．2 转基因作物的非靶标效应

1．3．3 转基因作物对土壤微生物的影响

1．3．4 转基因作物对土壤线虫的影响

1．4 复合性状转基因棉发展现状

1．5 复合性状转基因棉的生态风险评价的研究进展

1．6 课题研究的目的意义和技术路线

1．6．1 目的和意义

1．6．2 技术路线

2 复合性状转基因棉种植对土壤酶活性的影响

2．1 材料与方法

2．1．1 供试材料

2．1．2 试验设计

2．1．3 研究方法

2．1．4 数据分析

2．2 结果与分析

2．2．1 复合性状转基因棉种植对土壤脲酶活性的影响

2．2．2 复合性状转基因棉种植对土壤碱性磷酸酶活性的影响

2．2．3 复合性状转基因棉种植对土壤过氧化氢酶活性的影响

2．3 讨论

3 复合性状转基因棉种植对土壤养分含量的影响

3．1 材料与方法

3．1．1 供试材料

3．1．2 试验设计

3．1．3 研究方法

3．1．4 数据分析

3．2 结果与分析

3．3 讨论

4 复合性状转基因棉种植对土壤细菌多样性的影响

4．1 材料与方法

4．1．1 供试材料

4．1．2 试验设计

4．1．3 研究方法

4．1．4 数据分析

4．2 结果与分析

4．2．1 复合性状转基因棉种植对根际土壤细菌多样性的影响

4．2．2 DGGE-cloning测序结果分析

4．3 讨论

5 复合性状转基因棉种植对土壤线虫多样性的影响

5．1 材料与方法

5．1．1 供试材料

5．1．2 试验设计

5．1．3 研究方法

5．1．4 数据分析

5．2 结果与分析

5．2．1 复合性状转基因棉种植对根际土壤线虫数量的影响

5．2．2 复合性状转基因棉种植对土壤线虫营养类群的影响

5．2．3 复合性状转基因棉种植对土壤线虫群落指数的影响

5．3 讨论

全文结论

参考文献

致谢

作者简介

附录1 主要实验试剂的配制

附录2 主要实验仪器一览表

附图