表达Bt 蛋白转基因棉叶际微生物群落的分子生态效应研究

Bt蛋白是苏云金杆菌分泌的伴孢蛋白，具杀虫活性。近年来，对转Bt基因作物周际的微生物生态系统的监测与解析逐渐成为环境科学研究的热点。转Bt基因植物的叶际不仅具有所有植物叶际生境的共同点，而且还具有特殊性，是微生物生存的独特生境。申请人发现，种植转Bt基因作物周际与对照相比，真菌种群有丰度与结构波动。模式菌Ashbya gossypii中含有Bt蛋白受体基因的相似序列。国外同类研究也给出Bt蛋白与真菌作用的实验证据。揭示了基因重组植物对叶片上微生物生态的影响。依据上述认识，本课题在两个层面上开展工作：一是从微生物生态系统角度出发，采用微生物分子生态学技术分析转基因棉地上部分的致病和非致病微生物系统的动态变化；二是从分子生物学层面去理解基因重组植物表达的Bt蛋白与叶际微生物相互作用的分子机制。

Bt蛋白是苏云金杆菌分泌的伴孢蛋白，具杀虫活性。近年来，对转Bt基因作物周际的微生物生态系统的监测与解析逐渐成为环境科学研究的热点。转Bt基因植物的叶际不仅具有所有植物叶际生境的共同点，而且还具有特殊性，是微生物生存的独特生境。本项目以2种转Bt基因棉花及各自亲本对照为研究对象，以酶联免疫技术（ELISA）和分子生态学技术相结合，系统地研究了二者在大田和温室条件下不同生长期的叶际微生物多样性及丰度的变化情况。得出结果如下：.（1）大田条件下，叶际真菌比细菌更易受转基因棉花中Cry1Ac蛋白表达的影响。利用Q-PCR技术定量分析叶际真菌生物量，结果显示Bt棉花叶际真菌的生物量并不随叶片Bt蛋白表达量的增加而减少。结合DGGE结果表明，实验条件下（大田实验和温室实验）棉花生长时期的变化对叶际真菌的影响显著。.（2）利用454焦磷酸测序技术深入研究了转基因棉花叶际真菌的动态变化，揭示棉花叶际真菌多样性非常丰富，其中以子囊菌门为主，其次为担子菌门。统计学分析表明，Bt棉花对叶际真菌的种群丰度和多样性无明显不良影响，而棉花生长时期的变化对它们影响更明显，说明叶际真菌多样性受外界环境的影响更大。