白1996年美国孟山都公司第一代抗草甘磷转基因大豆被批准商业化种植以来,转基因大豆给人类社会带来了巨大的经济效益,转基因大豆的种植面积逐年增加。包括转基因大豆在内的转基因作物对生物和环境安全影响的研究已有许多报道,部分研究表明转基因作物的种植会对土壤微生物群落产生影响。土壤微生物参与了土壤各种生物化学反应,如有机质分解、腐殖质形成、养分转化和循环等,是维持土壤活性与功能的重要组成部分。固氮菌群作为一类能与豆科植物共生固氮或自生固氮的微生物,在自然界氮循环中起着关键性的作用。抗除草剂转基因大豆是最早进行商业化种植和种植范围最广的转基因大豆,研究抗除草剂转基因大豆的种植对土壤微生物,特别是对固氮菌群的影响,对转基因大豆的生态安全性研究有着重大的意义。本研究以一种转EPSPS抗除草剂大豆NZL06-698和它的受体蒙豆12以及一种区域试验品种黑河43为实验材料,大田种植后采集根际土样品,通过对土壤理化性质和氮循环相关酶活性的测定、氮含量测定、大豆结瘤效应分析、土壤可培养固氮菌分析、固氮菌群总体丰度分析以及土壤宏基因组测序分析等方面,来阐述转EPSPS抗除草剂大豆的种植对土壤微生物特别是固氮菌群的影响,为转基因大豆的生态安全性研究提供一定的数据依据。实验结果表明：转EPSPS抗除草剂大豆NZL06-698种植后,与受体蒙豆1 2和区域对照黑河43相比,土壤含水量、pH以及土壤氮循环相关酶活性均没有显著性差异。说明种植转EPSPS基因抗除草剂大豆后对土壤理化性质和N循环相关酶活性没有造成显著的影响。对植株、种子和土壤的N含量测定结果显示,在花期和成熟期,无论是植株、种子还是土壤,3个品种大豆之间均没有显著性差异。分别对3种大豆花期和成熟期的根瘤数量和大小进行了统计,花期和成熟期有着一致性的结果：在根瘤大小上,3种大豆之间没有显著性差异,而在根瘤数量上,转基因品种显著性的小于受体和区域品种,说明转EPSPS抗除草剂大豆对大豆的结瘤效应产生了一定的影响。采用传统微生物培养的方法分离土壤中可培养固氮菌,结果显示3个品种大豆在4个时期均没有显著性差异。而应用实时定量PCR技术对3种品种大豆根际固氮菌群的研究结果显示转基因品种NZL06-698根际土壤固氮菌群丰度在花期时显著性的低于受体蒙豆12。传统的培养方法由于培养基和培养条件的限制,并不能完全反应土壤中固氮菌群的实际情况,而实时定量PCR技术则克服了这些限制,能更加直接原位地研究土壤固氮菌群的变化。因此研究结果表明种植转EPSPS基因大豆后在花期时会对土壤固氮菌群产生一定的影响。宏基因组分析结果显示,转基因大豆种植后,与受体相比,土壤微生物群落有着明显的变化,表现为微生物总体丰富度降低,特异性的富集变形菌门细菌,且物种多样性降低。对根瘤菌目细菌分析发现,两个土壤样品中大部分根瘤菌目细菌丰度差异显著,但并不具有一致性。土壤中根瘤菌类细菌或者其他参与根瘤形成的细菌类群丰度的变化都会影响大豆根瘤的形成。因此,转基因大豆根瘤数显著性的少于受体很可能是由于参与根瘤形成的根瘤菌和其他细菌丰度的减少。基因丰度分析结果显示,转基因大豆种植后,与受体相比,土壤中N循环相关基因丰度差异不大,但固氮类基因丰度差异较大,且大部分有着显著性差异。这说明了转基因大豆种植后对土壤固氮过程产生了一定的影响。综合以上分析结果表明,转EPSPS大豆NZL06-698的种植会对土壤微生物群落,特别是对固氮菌群产生影响,表现为微生物物种丰富度和多样性降低,固氮菌群丰度降低,进而影响到大豆的结瘤效应,导致结瘤数减少,但对于土壤和大豆根瘤的生物固氮总量影响不大。