转BcWRKY1基因玉米耐盐碱性评价及对土壤微生态环境影响

【作者】 邸宏； 曾兴； 王术敏； 郭新海； 张林； 王振华；

【机构】 东北农业大学玉米研究所；

【摘要】 随着转基因作物的推广种植,对生态环境的安全性构成极大的风险,也引起了社会的全面关注,尤其对土壤微生态环境的影响尤为引人关注。土壤的理化性质是确保植物正常生长发育的重要土壤质量指标。土壤微生物与土壤中重要的营养转化、净化土壤环境及培肥地力等方面都有很大相关性;土壤酶对土壤养分的转化和能量的输送起着推动性的作用。因此由土壤理化性质、土壤酶活性和土壤微生物构成的土壤微生态环境是转基因作物安全性风险评价的重要组成部分。当前对于抗虫、抗除草剂基因的转化体玉米对土壤生态系统影响的研究很多,而有关转抗盐碱、耐旱等基因的新型转化体的研究甚少。BcWRKY1基因是从耐旱植物厚叶旋蒴苣苔中克隆得到的,由北京大学林忠平教授提供,本实验室前期采用农杆菌介导法得到转BcWRKY1基因玉米株系,采用苗期耐盐碱性鉴定方法筛选出耐盐碱性比受体显著提高的株系WL-73。本文以转BcWRKY1基因耐盐碱玉米T7代株系WL-73为试材,对其进行盆栽和大田种植耐盐碱功能鉴定基础上,在盆栽、盐碱池、普通大田三种种植条件下研究了转BcWRKY1基因玉米对根际土壤物理和化学性质、土壤四种酶的活性及土壤中微生物数量的影响。旨在为转BcWRKY1基因耐盐碱玉米的土壤环境安全性评价提供基础数据和建立方法,给其他抗逆转基因玉米的环境安全评价提供参考,也为今后转BcWRKY1基因玉米的产业化提供真实的、可靠的理论依据。主要研究结果如下:采用苗期盆栽盐碱水浇灌和全生育期盐碱池种植两种方式,随Na₂CO₃溶液浇灌天数的增加,转基因玉米在株高、鲜重、含水量、根冠比等各项耐盐碱相关表型指标均高于受体对照自交系和常规对照自交系,且胁迫处理第7d时与受体对照自交系间差异极显著（P<0.01）;盐碱池种植全生育期鉴定结果显示,转基因玉米在株高、穗位高、穗长、百粒重及单株产量方面显著高于对照;说明转基因株系耐盐碱性显著高于受体对照和常规玉米自交系黄早四;在盐碱池、普通农田和盆栽盐碱土三种类型土壤种植条件下,转BcWRKY1基因玉米整个生育期内,对根际土壤pH值、电导率、SAR值、有机质、全氮、碱解氮、速效磷及速效钾的含量的影响不显著;盐碱池条件下,转基因玉米种植对土壤蔗糖酶、脲酶、脱氢酶和碱性磷酸酶活性均无显著影响;在盆栽盐碱土条件下,转基因玉米种植对土壤脲酶、脱氢酶和碱性磷酸酶活性均无显著影响,土壤蔗糖酶活性苗期高于受体对照3.31%,但是与常规对照间无显著差异;在普通农田条件下,转BcWRKY1基因玉米种植对土壤蔗糖酶、脲酶、脱氢酶活性均无显著影响,土壤碱性磷酸酶活性成熟期比受体对照高32.93%,与常规对照差异不显著。由此可见,转BcWRKY1基因玉米土壤酶活性与受体对照虽存在短暂的差异,但同时期与常规对照不存在显著性差异,很难确定说明这些差异是由转基因玉米本身造成;在盐碱池、普通农田和盆栽盐碱土三种类型土壤种植条件下,转BcWRKY1基因玉米整个生育期内,对根际土壤可培养细菌、真菌、放线菌的数量均无显著性影响。更多还原