轉(zhuǎn)基因水稻秸稈還田對土壤硝化反硝化微生物群落的影響

轉(zhuǎn)基因水稻秸稈還田對土壤硝化反硝化微生物群落的影響近幾年來，轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的討論一直不斷，有人認(rèn)為轉(zhuǎn)基因作物和普通作物一樣對人體并沒有任何影響，但是另一部分人則不然，他們認(rèn)為轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物以水稻為例不光會對人們的身體產(chǎn)生影響，在秸稈還田之后還會對土壤硝化反硝化微生物群落產(chǎn)生一定的影響，長久作用之后就會使得土壤微生物的生態(tài)功能缺失，最終土壤將無法正常使用。本文簡單介紹水稻秸稈還田的作用以及轉(zhuǎn)基因與非轉(zhuǎn)基因水稻試驗(yàn)對照，最后分析結(jié)論得出結(jié)果。關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)基因水稻；秸稈還田；土壤硝化；反硝化；微生物群落；影響一、秸稈還田的作用將水稻秸稈還田能夠使得土壤有機(jī)物大幅增加，并且土壤結(jié)構(gòu)還會有效改善，水稻秸稈為土壤微生物提供了大量“食物”，微生物的活力因此提升，再次種植時水稻的根系能夠更好的生長。并且水稻秸稈還田可以避免秸稈焚燒造成大氣污染，破壞環(huán)境，是一舉兩得的好事[1]。二、硝化作用與反硝化作用作為微生物驅(qū)動土壤氮元素轉(zhuǎn)化過程的重要途徑，硝化作用以及反硝化作用是極其重要的，微生物的數(shù)量直接影響著硝化作用和反硝化作用的進(jìn)行，因此，秸稈還田為微生物提供“食物”的同時，還間接促進(jìn)了硝化作用和反硝化作用的進(jìn)行，有利于水稻的生長。普通水稻秸稈還田后是一定會促進(jìn)硝化作用和反硝化作用的進(jìn)行的，但是轉(zhuǎn)基因水稻由于其較好的抗蟲性以及增產(chǎn)效果，外源基因的添加是否會改變其還田后的分解作用，進(jìn)而影響硝化作用和反硝化作用，還需要更多的實(shí)驗(yàn)來證明。當(dāng)前，經(jīng)過多方實(shí)驗(yàn)，已經(jīng)得出結(jié)論，轉(zhuǎn)Bt基因的水稻在還田后不會對微生物群落產(chǎn)生影響，也就不會對其硝化作用以及反硝化作用產(chǎn)生影響。三、對照實(shí)驗(yàn)通過對轉(zhuǎn)基因水稻以及非轉(zhuǎn)基因水稻進(jìn)行對照實(shí)驗(yàn)，分析其是否會對水稻秸稈還田后的硝化作用和反硝化作用產(chǎn)生影響。首先進(jìn)行的就是田間試驗(yàn)設(shè)計。其次，在水稻種植完成之后采集秸稈還田后50天、100天、150天以及200天的土壤樣品進(jìn)行分析。然后對土壤樣品中的微生物進(jìn)行DNA提取，通過熒光法定量PCR，再利用氨氧化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌進(jìn)行聚合酶鏈反應(yīng)。最后進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理和分析[2]。四、分析結(jié)果轉(zhuǎn)基因水稻以及非轉(zhuǎn)基因水稻的秸稈還田對微生物的硝化作用以及反硝化作用的影響受到作物種類、微生物種類、目標(biāo)基因以及土壤環(huán)境的諸多因素影響，僅憑一兩次實(shí)驗(yàn)很難下定結(jié)論。當(dāng)前很多研究都對不同作物的轉(zhuǎn)基因進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，就比如在轉(zhuǎn)基因黃瓜的實(shí)驗(yàn)研究中，證明了轉(zhuǎn)基因品種的黃瓜的確能夠改變土壤的微生物群落，但是也有相反的情況，轉(zhuǎn)Bt基因的小麥、玉米、青稞等農(nóng)作物在種植五年后，土壤中的微生物群落還未發(fā)生明顯變化。對于普通水稻以及轉(zhuǎn)基因水稻的秸稈還田對微生物硝化作用和反硝化作用的研究是一條漫長的路，這是需要長久的實(shí)驗(yàn)來證明的。近幾年來，隨著人們對轉(zhuǎn)基因作物的關(guān)注逐漸增多，對于轉(zhuǎn)基因?qū)θ藗兊挠绊懸约按笞匀坏挠绊懷芯恳仓饾u增多。在本次實(shí)驗(yàn)研究中，就發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)crylAc/cpti雙價抗蟲基因的水稻在種植五年以后仍舊沒有對土壤微生物群落產(chǎn)生顯著影響。作為一種將外源基因作用于農(nóng)作物或者其他作物基因中的技術(shù)，轉(zhuǎn)基因技術(shù)一經(jīng)推出就受到了全世界的關(guān)注，如同克隆技術(shù)一樣，轉(zhuǎn)基因技術(shù)是一種違背自然規(guī)律的技術(shù)，通過這種技術(shù)的應(yīng)用可以使得目標(biāo)作物獲得人們想要的結(jié)果，例如更加抗蟲、更加抗病、更加抗歪、質(zhì)量更好、產(chǎn)量更高等。但是，在基因改變的同時，外源基因的加入很可能在農(nóng)作物根系分泌物質(zhì)時對土壤環(huán)境進(jìn)行改變，進(jìn)而導(dǎo)致微生物群落產(chǎn)生改變，最終影響微生物的硝化作用和反硝化作用，農(nóng)作物的產(chǎn)量就會受到直接影響。本研究利用熒光定量PCR和PCR-DGGE技術(shù)分析了轉(zhuǎn)cry1Ac/cpti雙價抗蟲基因水稻‘Kf8’秸稈還田降解過程中,土壤氨氧化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌群落豐度與組成的變化,探討轉(zhuǎn)基因水稻是否存在影響稻田土壤氮素轉(zhuǎn)化與N2O排放的可能。結(jié)果顯示:無論是氨氧化細(xì)菌amoA基因還是反硝化細(xì)菌nirS基因,其豐度在轉(zhuǎn)基因水稻‘Kf8’與非轉(zhuǎn)基因水稻‘Mh86’的秸稈還田土壤中都沒有顯著差異[3]。五、結(jié)束語經(jīng)過以上分析，隨著人們對轉(zhuǎn)基因作物的關(guān)注度增強(qiáng)，越來越多的實(shí)驗(yàn)開始進(jìn)行，轉(zhuǎn)基因生物的出發(fā)點(diǎn)是好的，但是產(chǎn)生的結(jié)果是不可預(yù)計