转植酸酶基因玉米对土壤微生物群落多样性及对土壤酶活性的影响

摘要

植酸酶(phytase)是催化植酸及其盐类水解为肌醇与磷酸（盐）的一类酶的总称，属磷酸单酯水解酶。植酸酶具有特殊的空间结构，能够依次分离植酸分子中的磷，将植酸（盐）降解为肌醇和无机磷，同时释放出与植酸（盐）结合的其它营养物质。
　　 玉米是重要的农作物，在玉米中表达植酸酶基因意义重大，转植酸酶玉米能提高玉米植物根系分泌物中植酸酶和有机酸的含量，从而减少土壤中磷肥的施用量，对避免更严重的环境污染及降低玉米的生产成本具有重要的意义。近年来随着转基因玉米的迅速发展，转植酸酶玉米已步入商品化生产领域，其安全性问题日益得到重视。目前，国内外学者对转植酸酶基因玉米的安全性检测主要集中在食品安全性方面，关于转植酸酶玉米对环境安全的影响没有涉及，土壤是环境安全的重要方面，因此我们设计实验对转植酸酶玉米对土壤微生物群落多样性及对土壤酶活性的影响进行了检测和分析。
　　 在大田栽培条件下，以转植酸酶玉米10TPY005、非转基因亲本玉米作为试验材料，在玉米的不同生育期以及秸秆还田期于2011年对玉米根际土壤的细菌、放线菌和真菌数量的变化情况进行测定，对生育期和秸秆还田期的数据进行比对分析;同时，于2011年在玉米的不同生育期及秸秆还田期对玉米根际土壤酶活性变化情况进行测定，测定内容为:土壤蔗糖酶、土壤蛋白酶、土壤脲酶及土壤酸性磷酸酶，最后对检测数据进行比对分析，结果如下:
　　 (1)同一种微生物数量在同一时期在转植酸酶玉米、非转基因玉米及空白对照中基本相同，不同的菌群在不同时期的数量变化情况不同;
　　 (2)氮化细菌的数量在生育期时明显高于秸秆还田期，好气性纤维素分解菌及好气性固氮菌的数量在生育期时明显低于秸秆还田期;
　　 (3)不同时期不同的菌群的数量也有显著的差异:整个生育期内3种群落特征参数（优势集中性、群落多样性、均匀度指数）均保持稳定，在生长期内除了喇叭口期外转植酸酶玉米的生物群落特征均略高于对照组。秸秆还田期的3种生物群落特征也明显低于生育期;
　　 (4)与亲本非转基因玉米相比，转植酸酶玉米在各个生育期及秸秆还田期对土壤蔗糖酶、土壤蛋白酶及土壤脲酶活性均没有显著影响;
　　 (5)在生育期及秸秆还田期，与亲本非转基因玉米相比，转植酸酶玉米对土壤酸性磷酸酶活性的影响有着显著的差异，转植酸酶玉米的土壤酸性磷酸酶的活性显著高于亲本非转基因玉米，并呈现出从苗期开始逐渐升高的趋势，而亲本非转基因玉米则比较平稳没有明显的变化。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 植酸酶

1．1．1 植酸酶的来源

1．1．2 植酸酶的功能

1．1．3 植酸酶的应用

1．2 转基因作物的生态安全性研究现状

1．2．1 转基因作物基因漂移对近缘物种带来潜在的威胁

1．2．2 转基因作物对土壤微生态的影响

1．2．3 转基因植物的杂草性问题

1．3 环境微生物多样性研究方法

1．3．1 传统平板培养法

1．3．2 生物标志物法

1．3．3 Biolog微平板法

1．3．4 现代分子生物学方法

1．4 本实验的研究目的和意义

2 材料与方法

2．1 试验材料

2．2 实验方法

2．2．1 试验设计

2．2．2 土壤微生物群落多样性研究方法

2．2．3 土壤酶活性测定指标和方法

2．2．4 数据分析

3 结果与分析

3．1 转植酸酶基因玉米对土壤微生物群落多样性的影响

3．1．1 2011年田间自然条件下玉米根际土壤三大微生物数量的变化

3．1．2 2011年田间自然条件下玉米根际细菌功能生理群的变化

3．2 2011年转植酸酶基因玉米对土壤酶活性的影响

3．2．1 2011年转植酸酶玉米对土壤蔗糖酶的影响

3．2．2 2011年转植酸酶玉米对土壤蛋白酶的影响

3．2．3 2011年转植酸酶玉米对土壤脲酶的影响

3．2．4 2011年转植酸酶玉米对土壤酸性磷酸酶的影响

4 讨论

5 结论

参考文献

致谢

攻读学位期间发表论文情况