转基因抗病烟草和连作甘蓝对根际土壤微生态的影响分析

作     者：吴冬琴 

作者单位：西南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：杨星勇

授予年度：2014年

学科分类：07[理学] 0713[理学-生态学] 

主      题：转基因烟草 连作甘蓝 根际土壤 微生物 土壤酶 土壤理化性质 PCR-DGGE PCR-SSCP 

摘      要：本研究以转Psc-AFP基因抗病烟草(T-PA)、转LJAMP2基因抗病烟草(T-Lj)、野生型亲本烟草(WT)和转空载质粒烟草(T-Vi)根围土样为研究对象,研究烟草根际土壤可培养微生物数目、土壤酶活性、理化性质和细菌群落多样性的变化。同时,还探讨了连作2年、10年和15年甘蓝根围土壤微生物的变化。其研究结果如下:1.转抗病基因烟草对土壤微生态的影响1.1转抗病基因烟草对土壤可培养微生物数量、土壤酶活和理化性质的影响(1)转抗病烟草对土壤可培养微生物的影响根际土壤微生物数量随着烟草的生长发育而变化,在旺长期或者成熟期达到最大。同一时期不同处理烟草微生物数量有所不同。前三个时期,T-PA抗病烟草与WT烟草比较,细菌、真菌和放线菌的数量均未达到显著性差异,只在成熟期达显著性差异;T-Lj抗病烟草在旺长期达到显著性差异,其他三个时期差异不大。表明T-PA、T-Lj抗病烟草对根际土壤可培养微生物数量具有影响,但是这种影响并不是持续不变的,会随着生长发育的不同而发生改变。.(2)T-PA抗病烟草对根际土壤酶活性的影响过氧化氢酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶和脲酶随着烟草的生长发育时期不同而变化,在同一生长期过氧化氢酶、蔗糖酶和酸性磷酸酶活性变化均未达到显著性差异,这表明T-PA抗病烟草对根际土壤的这三种酶影响不大。相反的,脲酶在烟草的前三个生长期,均达到显著性差异,在成熟期,这种差异又消失。这表明T-PA抗病烟草影响土壤中脲酶的活性,但是这种影响是不持续的。(3)T-PA抗病烟草对根际土壤理化性质的影响通过烟草成熟期和还苗期根际土壤理化性质分析发现,T-PA根际土壤的pH、有机质、全氮、全磷和全钾均显著高于WT和T-Vi。并且通过这两个时期的差值比较显示T-PA理化性质的变化比其他两组烟草大。1.2转抗病烟草对根际土壤细菌多样性的影响(1)T-PA抗病烟草对根际土壤细菌多样性的影响利用PCR-DGGE方法对几种烟草根际土壤细菌多样性的研究显示:各时期T-PA烟草、WT和T-Vi烟草根际土壤细菌多样性非常丰富,四个采样时期DGGE图谱条带数、土壤细菌多样性指数和均匀度均无显著差异(p0.05)。聚类分析显示相同生育期,T-PA烟草与WT烟草土壤细菌群落具有较高的相似性。这说明转基因烟草对土壤细菌多样性产生的改变并不显著。(2)T-Lj抗病烟草对根际土壤细菌多样性的影响PCR-SSCP实验结果显示,在同一生长期T-Lj、WT和T-Vi烟草对土壤微生物群落结构具有一定影响,但是这种影响是否具有持续性,需要进一步的研究。2甘蓝连作对土壤微生态的影响甘蓝连作对土壤微生物数量、理化性质、酶活性以及细菌群落多样性均产生了较大的影响。随着连作年限的增加,土壤中细菌数量呈现先降低后升高再降低的趋势,连作15年时比对照显著降低了 31.7%。真菌的数量呈先升高再降低趋势,连作2年土壤最高,比对照提高了 72.2%。放线菌不同连作年限均显著低于对照,连作15年比对照降低了 55.6%。而不同年限土壤细菌种类也不相同。连作土壤与对照相比具有一定酸化趋势,但连作15年时缓解,N、P、K养分均也具有不同程度的富集。土壤过氧化氢酶和脲酶活性在连作10年和15年时均显著低于对照,导致过氧化氢的积累,土壤供氮水平降低,导致连作障碍。进一步通过PCR-DGGE分析表明:蔬菜的种植年限长短对土壤中细菌的群落结构产生影响,这种影响与连作年限有关。且细菌类群主要为Poteobacteria类群,Sphingobacteria和Acidobacteria等也有发现。