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大豆中含有丰富的植物蛋白及油脂,是重要的油料作物之一,种植面积非常广阔。近年来为了增加大豆的产量,提高大豆的油分含量,人们通过基因工程手段培育出一系列转基因大豆,并广泛种植。转基因大豆作为培育出的具有抗性基因的品种,其凋落物、分泌物和残体等一起进入土壤,长期的堆积累计导致土壤结构层中微生物群落的变化。所以,研究外源基因对土壤细菌群落结构、土壤理化性质的影响和土壤生态环境的调控具有重要的科研意义和应用价值。甜菜碱在植物体内是由甜菜碱脱氢酶(BADH)和胆碱单加氧酶(CMO)两种酶催化合成的,CMO的活性很难测定,因此BADH基因成为研究甜菜碱耐盐碱基因的重要研究对象。1981年,科学家们在菠菜中成功分离并且纯化了BADH基因,为耐盐新物种的诞生奠定了重要基础。目前,关于甜菜碱脱氢酶基因的研究大多集中于菠菜等植物方面,而相关于大豆转入甜菜碱脱氢酶基因的研究鲜有报道。本研究以抗盐碱转BADH基因大豆(SRTS)及受体非转基因大豆HN-35为研究材料,大田实验与框栽试验相结合,以PCR-高通方法进行根际土壤中相关功能菌群的影响研究,揭示了抗盐碱转BADH基因大豆在整个生长过程中对土壤中细菌群落结构的影响及土壤理化性质随其生长过程的变化,为转BADH基因大豆生根系分泌物对土壤微生物环境及相关影响评价标准提供理论参考和实验依据。在整个生育期,转BADH基因大豆的根系分泌物pH值和根系H~+分泌量与受体非转基因大豆HN-35变化趋势一致,但各生育期均高于受体非转基因大豆HN-35。由此可见,转BADH基因大豆具有更强的产生与释放H~+的能力。转BADH基因大豆和受体非转基因大豆HN-35根系分泌物共测出7种低分子量有机酸。在整个生育期,转BADH基因大豆根系分泌物中有机酸的种类和数量均发生了显著改变,有机酸总量高于受体非转基因大豆HN-35。转BADH基因大豆分泌更多的有机酸,为土壤微生物提供利于其生长的酸性环境,有效抵抗盐碱生态环境。转BADH基因大豆与受体非转基因大豆HN-35根系分泌物中共检测到13种氨基酸,两者氨基酸种类变化不大,但是含量上差异较大,且转BADH基因大豆氨基酸总量显著高于受体非转基因大豆HN-35。种植转BADH基因大豆,可促进土壤团聚体的形成,有助于提高土壤保水保肥的能力。转BADH基因大豆与受体非转基因大豆HN-35在同一生长时期根系分泌物中碳水化合物总量和各种碳水化合物的含量显著不同,根系分泌物中碳水化合物总量转BADH基因大豆均高于受体非转基因大豆HN-35,转BADH基因大豆在盐碱土壤中种植具有更强的生命力。转BADH基因大豆不同生育期细菌多样性差异较大,测序所获得序列信息覆盖率也较高,在序列的同源性在97%的细菌种分类水平,苗期、花期、结荚期、鼓粒期和成熟期时样品微生物序列Coverage基本都超过70%,在序列同源性95%的细菌属分类水平,可达到70%左右。转BADH基因大豆土壤根际细菌在苗期、花期和成熟期的Shannon指数显著高于结荚期和鼓粒期。转BADH基因大豆整个生育期根际土壤细菌种类和丰度呈现先降低后增加趋势。在苗期和花期时,转BADH基因大豆根际土壤细菌数高于受体非转基因大豆HN-35,进入结荚期后产生的细菌种类数低于受体非转基因大豆HN-35。转BADH基因大豆及受体非转基因大豆HN-35在苗期时共有物种数最多为957个,进入花期时共有物种数显著降为686个,鼓粒期转BADH基因大豆及受体非转基因大豆HN-35共有物种数最低为621个,进入成熟期转BADH基因大豆及受体非转基因大豆HN-35共有物种数增加为779个。转BADH基因大豆及受体非转基因大豆HN-35的根际土壤细菌群落多样性、结构组成及共有种群丰度的差异,是反应其外源基因作物根系分泌物是否对周围土壤环境微生物产生影响的重要依据,同时也会影响甚至改变作物对土壤中营养物质的吸收与利用途径与效率。转BADH基因大豆在整个生育阶段根际土壤中水分、交换性钠、阴离子交换量的变化趋势与母体大豆基本一致,但是BADH基因大豆的总含量明显多于受体HN-35大豆,这些因素的改变,有效改善了植物根际环境。结荚期转BADH基因大豆的土壤微生物量氮比受体非转基因大豆HN-35高4.7倍,生物氮对于调节氮素循环及转化具有重要作用,这也是转BADH基因大豆在盐碱地品质较高的原因之一。转BADH基因大豆的土壤微生物量磷含量在结荚期也开始逐渐高于受体HN-35大豆,有机磷和无机磷细菌的数量,对于促进土壤中有机磷的转化以及提升作物对于可吸收P的协调具有重要作用意义。综上所述,微观上土壤理化性质的改变,导致了根际土壤生态功能的改变,宏观上表现为作物的抗逆境生长能力,及品质与产量的提高。但是,土壤理化性质测试了8个指标,到成熟期时:生物量碳和生物量磷2个指标,转BADH基因大豆显著高于受体非转基因大豆HN-35;含交换性钠、阴离子交换量、总碱度、生物量氮4个指标,转BADH基因大豆和受体非转基因大豆HN-35,受体非转基因大豆HN-35略高于转BADH基因大豆;速效磷,受体非转基因大豆HN-35显著高于转BADH基因大豆。