转Cry1Ac基因棉花对周际微生物的分子生态效应

• 作 者: 潘建刚
• 机 构: 中国科学院大学
• 出 处: 中国科学院研究生院 中国科学院大学
• 发表日期: 2012年期
• 关键词: 转基因棉花 周际微生物 生态效应 酶联免疫 CrylAc蛋白

目前，对转基因植物的安全评价已经引起人们的广泛关注。关于转Bt(Bacillus thuringiensis)基因植物的生态安全评价，特别是其对周围非标靶生物的影响也受到众多学者的关注。基于此，本研究以转Bt基因棉SGK321和XP188以及其各自对照棉SHIYUAN321和JM20为研究对象，采用酶联免疫技术和多种分子生态学技术相结合的方法，系统地研究了Bt棉及其对照在大田和温室条件下，不同生育期其周际微生物多样性及丰度的变化情况。并得出以下　　结果：　　(1)大田结果表明，叶际真菌比细菌更容易受转基因棉花中CrylAc蛋白表达的影响。　　(2)尽管大田实验结果表明叶际真菌多样性在苗期和蕾期都受转基因棉花SGK321的影响，但是温室实验的研究结果则表明，转基因棉和非转基因棉叶际真菌组成在蕾期和花铃期彼此间存在一定的差异。而且酶联免疫结果表明，温室条件下转Bt棉叶片中Bt蛋白的表达量呈现出苗期最高，蕾期有所降低，花铃期又有所回升，吐絮期再次降到最低的动态过程。由此可见，转基因棉叶际真菌的差异和与其叶片Bt蛋白的表达没有明确的对应关系。说明Bt蛋白的表达并不是造成转基因棉花叶际真菌发生改变的主要原因，棉花生长时期的变化对叶际真菌的影响更加显著。　　(3)本文首次利用454焦磷酸测序技术研究了棉花叶际真菌的群落结构，发现棉花叶际真菌多样性非常丰富，其中主要以子囊菌门为主，其次为担子菌门。共发现包括Agaricomycetes、Cystobasidiomycetes、Dothideomycetes、Eurotiomycetes、Glomeromycetes、Leotiomycetes、Microbotryomycetes、Orbiliomycetes、Pezizomycetes、Sordariomycetes、Taphrinomycetes和Tremellomycetes等在内的12个纲下45个属的真菌类型，此外，还有一些分类地位不明的未培养真菌。　　(4)首次利用Q-PCR技术对叶际真菌的生物量进行定量分析。结果发现Bt棉叶际真菌的生物量并不会随叶片Bt蛋白的表达量的增加而发生减少。这说明Bt蛋白的表达并不是造成转基因棉花叶际真菌数量发生改变的主要原因。　　(5)454焦磷酸测序的统计学分析表明，Bt棉对叶际真菌的种群丰度和多样性无明显不良影响，而棉花自身生长时期的改变对它们影响明显，说明叶际真菌的多样性受外界环境的影响更大一些。　　(6)温室实验表明，在不同取样时期，转Bt基因棉与对照棉之间根际真菌优势条带组成在极为相似，三者间差异条带多为不清晰的条带。说明Bt棉花对根际的优势菌群无不良影响。