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《中国科学院研究生院(上海生命科学研究院)》 2004年
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转几丁质酶和葡聚糖酶双价基因的水稻对土壤指示动物的生态学影响

张欣  
【摘要】:随着转基因植物推广,转基因植物的评价也日益受人们的重视,对转基因植物的生态风险评估更是热点之一。土壤是自然界物质能量交换的场所,土壤生态系统健康与否关系着整个生态系统的正常循环。转基因植物种植在土壤中,其表达产物可以通过根的分泌物和成熟后的凋落物进入土壤生态系统和土壤物质转化循环中。所以转基因植物对土壤生态系统影响的研究是十分重要的。 本研究采用三个实验系统研究转双价几丁质酶和葡聚糖酶的抗纹枯病水稻对土壤动物的影响。水稻材料为转基因和野生型的粳稻台北309;土壤用标准化处理的上海地区典型水稻土;土壤动物用三种弹尾目昆虫(跳虫)Folsomia candida, Folsomia fimteria,Sinella curviseta)和一种线蚓(E.crypticus)。用Northern blot ,Western blot和酶活测定的方法检测了转基因水稻中几丁质酶和葡聚糖酶的表达和活性。三个实验系统为:(1)石膏活性炭平皿实验,用新鲜转基因水稻秧苗(3周)的叶片和根喂养同步化的跳虫21天;(2)土壤—植物残留物微宇宙(microcosm)单物种土壤动物短期实验系统,用收割后地上部残留物与土壤混合,分别接种同步化的跳虫和线蚓成虫,培养21天;(3)土壤—植物残留物中宇宙多物种土壤动物长期实验系统,用成熟水稻的干叶子与土壤混合,同时接种若干种跳虫和线蚓,培养16周。同样的实验用杀虫素(施乐舒)作为阳性对照。结果表明:在平皿实验中,用转基因水稻秧苗喂养跳虫21天后,F. candida繁殖量与喂养非转基因野生型秧苗的相比显著地低降,喂食水稻叶片的约降低45.11%,喂食水稻根的约降低30.51%,F. fimteria在转基因与非转基因水稻间无显著性差异。在土壤—植物残留物微宇宙单物种短期实验系统中,F. candida在混有转基因水稻残留物(30g/kg soil)的土壤中21天后,其繁殖量显著地低于对照组,降低约19.34%,F. fimteria和线蚓E.crypticus在转基因与非 WP=34 转基因水稻间无显著性差异。在土壤—植物残留物中宇宙多物种长期实验系统中,F. candida在混有转基因水稻残留物(30g/kg soil)的土壤中8周后,其繁殖量与对照组相比无显著性差异,但16周后,其繁殖量显著地低于对照组,降低约19.35%;E.crypticus在8和16周后繁殖量均显著地低于对照组,降低分别约56.60%和38.03%;跳虫S. curviseta在8和16周后,在混有转基因水稻残留物中的繁殖量均显著地高于对照组,增长分别约113.21%和84.78%;F. fimteria在8和16周后,其繁殖量在转基因与非转基因水稻间均无显著性差异。阳性对照杀虫剂处理实验中,Folsomia candida繁殖量的下降与土壤中杀虫剂的浓度成一定线性关系。 本研究初步建立了实验室中用土壤动物对转基因水稻安全性的评价方法,为安全性评价的标准化和大田研究奠定了基础,同时也为转基因植物在土壤生态安全性评价方面提供了新的方法。土壤是生态系统中物质循环和能量转化过程的重要场所,转基因作物的外源基因可通过根系分泌物或作物残茬进入土壤生态系统,土壤的特异生物功能类群以及土壤生物多样性都有可能因此而改变。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(上海生命科学研究院)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:S154.1

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