转基因小麦根际土壤镰刀菌Real-time QPCR方法的建立及应用

对转基因抗病小麦根际土壤中镰刀菌含量进行绝对定量,建立了实时荧光定量PCR(Real-time QPCR)检测体系。应用该反应体系,对转基因小麦各个生长时期的镰刀菌拷贝数进行绝对定量。结果表明,镰刀菌通用引物具有较好的特异性;Real-time QPCR反应的扩增曲线中各梯度标准质粒的循环阈值间隔均匀,溶解曲线峰值较突出,该标准曲线的相关系数(r)=0.999 20,斜率为-3.203,计算其扩增效率为105%,符合荧光定量PCR方法中对各项指标的要求。应用试验结果表明,在转基因小麦的播种前期、灌浆期、成熟期镰刀菌数量较低,在苗期、返青期、拔节期镰刀菌数量较高。

转TaDREB4基因抗旱小麦对其根际土壤速效养分、酶活性及微生物群落多样性的影响

通过研究不同生育期转TaDREB4基因抗旱小麦TB4对其根际土壤速效养分、酶活性和微生物群落的影响,为转基因小麦TB4的生物安全性评价提供科学依据。结果显示,在同一生育期,转基因小麦TB4根际土壤速效养分含量与其受体济麦19(JM19)无显著差异。从播种前到成熟期,速效氮和速效磷含量表现为先上升后下降的趋势,在返青期时达到最大值;速效钾含量则表现为先下降后上升的趋势,在返青期达到最小值。不同生育期之间小麦根际土壤酶活性不同,从播种前到成熟期,脲酶、蔗糖酶和脱氢酶活性都表现为先升高后下降的趋势,在返青期时达到最大值,但在同一生育期,转基因小麦TB4与受体JM19的根际土壤脲酶、蔗糖酶和脱氢酶活性相似,无显著差异。通过PCR-DGGE技术对小麦根际土壤微生物群落多样性进行分析,DGGE指纹图谱表明,同一生育期转基因小麦TB4与受体JM19之间的差异性条带较少,细菌的条带数多于真菌。TB4与JM19在同一生育期的多样性指数(H')、均匀度指数(E)差异不显著,Simpson指数(D)在极少数时期有显著差异。主成分分析(PCA)结果显示,同一生育期转基因与非转基因亲本的样方聚在一起,同一品种不同时期之间的样方距离较远。综上所述,转基因小麦TB4对其根际土壤速效养分含量、酶活性和微生物群落多样性的影响不显著。

转WYMV-Nib8基因抗黄花叶病小麦的农艺性状

与一般作物相比,转基因作物在目标性状得到改良的同时,其他农艺性状可能会受到影响。前期研究发现,与受体小麦扬麦158相比,转WYMV-Nib8基因小麦N12-1对小麦黄花叶病具有较强抗性。为了明确N12-1的生存竞争能力及在长江中下游麦区的生态适应性,在2017—2018年以转基因小麦N12-1及其受体扬麦158和3个当地主栽品种扬麦11、宁麦13、宁麦14为比较对象,对小麦的主要农艺性状(基本苗数、株高、穗数、粒数、穗粒数、千粒质量)和对主要病害的抗性进行研究。2年的试验结果表明,N12-1与扬麦158的基本苗数、穗数、粒数无显著差异,但N12-1显著矮于其受体扬麦158,而穗粒数显著高于扬麦158。N12-1与当地主栽品种扬麦11相比,株高、穗粒数、千粒质量有显著差异,其他性状无显著差异;N12-1与宁麦13仅在株高上有显著差异,其他性状均无显著差异;N12-1与宁麦14仅千粒质量有显著差异,其他性状均无显著差异。转基因植物与受体之间对赤霉病、纹枯病的抗性均无显著差异。研究结果可为该转基因小麦申请安全证书提供基础。

小麦根际土壤中禾谷多黏菌实时荧光定量PCR检测体系的建立及应用

为了研究转基因小麦N12-1对其根际土壤中禾谷多黏菌(Polymyxa graminis)数量的影响,建立了基于实时荧光定量PCR(Quantitative Real-Time PCR)方法检测多黏菌数量的体系,并将该体系用于转基因小麦N12-1及其受体扬麦158不同生长期根际土壤中禾谷多黏菌数量的检测。结果显示,标准曲线的扩增效率为95%,相关系数为0.999,熔解曲线呈现单一峰,符合荧光定量扩增的各项指标;在各个生长期,转基因小麦N12-1与其受体扬麦158根际土壤中的禾谷多黏菌数量没有显著差异。由此推测,转基因小麦N12-1的种植对其根际土壤中禾谷多黏菌的数量没有显著影响。

小麦根际土壤脱氢酶活性测定方法的改进

为准确检测土壤脱氢酶活性,在传统TTC(氯化三苯基四氮唑)法基础上对萃取剂、测定波长、对照、培养时间、TTC浓度等条件进行了优化,并进行了标准曲线制作方法的创新。改进后的土壤脱氢酶活性测定方法为:用甲苯溶解TF(三苯基甲臜)制作标准曲线,以无土+无基质为试验对照,1.0%TTC溶液为基质,土壤中加入pH为7.4的Tris-HCl缓冲液和0.1 mol/L的葡萄糖溶液,在37℃下培养24 h,以甲苯为萃取剂萃取30 min,于492 nm波长下检测吸光值。利用优化后的方法测定转基因抗旱小麦各生育期根际土壤脱氢酶活性,结果表明:转基因抗旱小麦与对照(受体小麦)根际土壤脱氢酶活性没有显著性差异,均表现为先升高后降低趋势,于返青期达到最大值。试验结果进一步证实上述方法稳定可行。