抗虫转基因水稻及其杂交水稻对土壤微生物群落多样性与组成的影响

作者：宋亚娜^*; 陈在杰; 林艳; 胡太蛟; 吴明基; 王锋^*

来源：中国生态农业学报（中英文）, 2023, 1-16.

• 抗虫转基因水稻
• 细菌群落
• 真菌群落
• 高通量测序

微生物是土壤物质循环与肥力演变的驱动者， 其群落组成关系到土壤微生态系统的稳定与可持续性。对抗虫转基因水稻土壤微生物群落变化的研究是其环境安全性评价的重要内容。本研究基于细菌16S rRNA基因和真菌ITS基因的高通量测序， 分析了田间试验中抗虫转基因水稻‘MFB’及其转基因杂交水稻‘闽丰A/MFB’、‘天丰A/MFB’和‘谷丰A/MFB’与非转基因常规水稻‘闽恢3301’及杂交水稻‘天优华占’的土壤微生物群落多样性与组成的差异。结果显示: 首先， 与非转基因常规水稻‘闽恢3301’或杂交水稻‘天优华占’比较， 抗虫转基因水稻‘MFB’及转基因杂交水稻‘闽丰A/MFB’、‘天丰A/MFB’和‘谷丰A/MFB’都能够显著增产(P<0.05)。同时， 高通量测序结果表明与‘闽恢3301’比较， ‘MFB’的土壤细菌或真菌群落的α-多样性指数Chao1、Observed＿species和Shannon均明显提高， 且分别在水稻成熟期或分蘖期最显著(P<0.05); 水稻齐穗期时转基因杂交水稻‘闽丰A/MFB’、‘天丰A/MFB’和‘谷丰A/MFB’的土壤细菌及真菌群落的α-多样性指数均介于‘MFB’与‘天优华占’之间; 微生物群落β-多样性分析结果表明， 本田间试验中不同品种水稻土壤细菌或真菌的群落组成均没有显著差异。但与‘闽恢3301’比较， 稻田土壤细菌中丰度最高的变形菌门(Proteobacteria)的相对丰度在‘MFB’土壤中明显增加， 且在水稻分蘖期及成熟期时达到显著性水平(P<0.05)， 而土壤真菌中丰度最高的子囊菌门(Ascomycota)的相对丰度在‘MFB’土壤中明显减少， 且在水稻分蘖期及齐穗期时差异显著(P<0.05); 水稻齐穗期时， ‘闽丰A/MFB’、‘天丰A/MFB’和‘谷丰A/MFB’的土壤变形菌门(Proteobacteria)或子囊菌门(Ascomycota)的相对丰度也均介于‘MFB’与‘天优华占’之间。此外， 通过对微生物群落的功能组成预测可见， 随水稻生长‘MFB’与‘闽恢3301’的土壤细菌群落功能组成间具有差异增大的趋势。综上所述， 本研究田间试验中， 抗虫转基因水稻及其转基因杂交水稻在增产的同时提高了稻田土壤细菌或真菌群落的多样性、改变了主要种类细菌或真菌的相对丰度， 但对细菌或真菌的群落及功能组成的影响不显著。

• 单位
  福建省农业科学院