转bar基因水稻秸秆在土壤中的降解动态研究

【摘要】：为了研究bar基因对水稻秸秆降解和土壤环境的影响,本文对转基因水稻秸秆的生物质(量)、DNA和bar基因的降解过程进行了监测。同时通过对秸秆周围土壤中细胞内DNA的bar基因检测,分析bar基因向微生物水平转移的可能性。 本实验以转bar基因水稻B2秸秆为实验材料,以非转基因水稻秀水11为对照,分别研究在海口和北京两个不同的气候条件下秸秆在土壤中的降解动态。研究结果表明：秸秆生物量的降解呈现出先快后慢的指数方程曲线规律。在海口：B2和秀水11秸秆生物量的降解半衰期分别是36.7d和35.7d。到180d时,两种秸秆的生物量残留率分别为3.22%和3.05%。在北京：B2和秀水11的生物量降解半衰期分别是198.4d和182.4d。到360d时,两种秸秆生物量的残留率分别为25.78%和22.7%。转基因和非转基因水稻秸秆的生物量降解速率没有明显差别。在海南B2的生物量降解半衰期比秀水11长1d,而在北京长16d。 研究秸秆中DNA的变化规律表明：在海口,B2和秀水11之间没有显著差异,可以用相同的指数方程预测DNA的降解半衰期,为35.36d。在北京,B2和秀水11中DNA的降解半衰期分别为95d和89d。 PCR检测在海南降解的秸秆DNA中外源基因bar和内源基因sps,结果表明,到180d时B2中的bar和sps基因,秀水11的sps基因都还有残留。为了更准确地分析秸秆中bar基因的降解动态,用Real-time PCR技术对在北京实验的秸秆中残留的目标基因进行定量分析。结果表明：bar基因的降解半衰期是14.9d,sps基因在B2和W中的半衰期分别为14.3d和15.7d。转基因材料中bar和sps基因的降解都略快于非转基因材料的sps基因。 研究试图发现bar基因向土壤微生物水平转移,本文在前人研究的基础上,建立了一套能够提取并区分土壤中细胞内和细胞外DNA的方法。提取DNA的质量能够满足PCR要求,细胞内DNA与细胞外DNA互不污染。应用该方法提取秸秆周围土壤的DNA,PCR检测细胞内DNA和细胞外DNA中的bar和sps基因,没有发现bar基因向土壤微生物水平转移的现象。因此,转bar基因水稻秸秆不会对土壤微生物造成威胁。 【关键词】：转基因水稻 秸秆降解 土壤 bar sps
【学位授予单位】：海南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：S141.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 引言9-16
• 1.1 植物转基因技术及其应用9
• 1.2 转bar基因水稻的研究及应用9-10
• 1.3 转基因植物的安全性问题10-13
• 1.3.1 转基因植物安全性概述10-11
• 1.3.2 转基因植物在土壤中的残留11-13
• 1.3.3 外源基因向微生物水平转移13
• 1.4 土壤中细胞外和细胞内DNA的提取13-14
• 1.5 转基因植物检测14
• 1.6 研究意义和技术路线14-16
• 1.6.1 研究意义14-15
• 1.6.2 技术路线15-16
• 第二章 同时提取土壤中细胞内和细胞外DNA的方法16-22
• 2.1 材料与方法16-19
• 2.1.1 试验材料16
• 2.1.2 主要试剂和仪器16-17
• 2.1.3 试验方法17-19
• 2.2 结果与分析19-21
• 2.2.1 细胞外DNA提取的质量分析19-20
• 2.2.2 细胞内DNA提取的质量分析20-21
• 2.3 讨论21-22
• 第三章 海南气候条件下转bar基因水稻秸秆的降解动态研究22-33
• 3.1 材料与方法22-25
• 3.1.1 材料22
• 3.1.2 主要试剂和仪器22-23
• 3.1.3 试验方法23-25
• 3.2 结果与分析25-32
• 3.2.1 秸杆生物量的降解动态研究25-28
• 3.2.2 秸秆DNA的降解动态研究28-29
• 3.2.3 秸秆中bar基因的降解29-30
• 3.2.4 土壤中残留的bar基因检测30-32
• 3.3 讨论32-33
• 第四章 北京气候条件下转bar基因水稻秸秆的降解动态研究33-44
• 4.1 材料与方法33-36
• 4.1.1 试验材料33
• 4.1.2 主要试剂和仪器33
• 4.1.3 试验方法33-36
• 4.2 结果与分析36-42
• 4.2.1 秸秆生物量的降解动态研究36-38
• 4.2.2 秸秆DNA的降解动态研究38
• 4.2.3 标准曲线及秸秆样品的扩增曲线38-40
• 4.2.4 秸秆中bar基因的降解动态研究40-41
• 4.2.5 土壤中残留的bar基因检测41-42
• 4.3 讨论42-44
• 第五章 秸秆在海南和北京两地降解动态的比较44-46
• 5.1 秸秆生物量降解动态的比较44-45
• 5.1.1 生物量变化趋势44
• 5.1.2 生物量降解速率的比较44-45
• 5.2 秸秆DNA降解动态的比较45
• 5.3 目标基因降解动态的比较45
• 5.4 基因水平转移的可能性45-46
• 5.5 讨论46
• 第六章 结论与展望46-48
• 6.1 研究结论46-47
• 6.1.1 转bar基因水稻和常规水稻秸秆在土壤中的降解没有明显差异46-47
• 6.1.2 关于土壤中bar基因的水平转移47
• 6.2 展望47-48
• 参考文献48-53
• 致谢53

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