转基因作物土壤环境研究9787030530110 正版新书正浩图书专营店 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子版 mobi 在线

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前言

章 转基因植物重组DNA在土壤环境中持留与分布

节 研展

一、转基因植物重组DNA在土壤环境中的持留

二、转基因植物重组DNA在土壤环境中的水平转移

节 转基因抗虫棉花重组DNA在土壤中分布的实时定量PCR分析

一、材料和方法

二、结果与分析

三、讨论

四、结论

第三节 利用根箱法解析转基因抗虫棉花重组DNA在土壤中的分布

一、材料和方法

二、结果与分析

三、讨论

章 转基因棉花种植对农田生态系统的影响

节 研究方法

一、实验方法

二、数据分析方法

节 转基因抗虫棉花种植对土壤生物多样的影响

一、转基因抗虫棉花种植对根际土壤酶活和养分含量的影响

二、转基因抗虫棉花种植对土壤微生物的影响

三、转基因抗虫棉花种植对土壤线虫多样的影响

第三节 转非抗虫基因棉花种植对农田生态系统的影响

一、转Bn-csRRM2基因高产棉花种植对土壤养分和酶活的影响

二、3种转非抗虫基因棉花种植对土壤细菌群落多样的影响

三、3种转非抗虫转基因棉田节 肢动物群落的多样和食物网结构

第三章 转基因大豆种植对土壤生物多样的影响

节 研究方法

一、试验设计及样品采集

二、实验方法

三、数据分析方法

节 转基因大豆种植对土壤理化质和酶活的影响

一、转pat基因和gmhra基因耐除剂基因大豆对土壤养分及酶活的影响

二、3种转CP4 epsps基因大豆种植对土壤养分和土壤酶活的影响

三、讨论

四、结论

第三节 转基因大豆种植对氮循环相关微生物多样的影响

一、转Pat基因和gm-hra基因耐除剂大豆种植对氮循环相关微生物多样的

影响

二、3种转CP4 epsps基因大豆种植对固氮微生物多样的影响

第四节 转基因大豆种植对土壤微生物和线虫多样的影响

一、试验设计及样品采集

二、结果与分析

二三、讨论

四、结论

第四章 磷转基因水稻对土壤磷形态及微生物多样的影响

节 材料与分析方法

一、试验材料

二、数据分析方法

节 磷转基因水稻磷效率特征分析

一、试验方法

二、结果与分析

三、结论

四、讨论

第三节 磷转基因水稻全生育期根际土壤磷组分特征差异

一、试验设计与处理

二、结果与分析

三、讨论

四、结论

第四节 磷转基因水稻OsPT4种植对土壤细菌群落多样的影响

一、试验设计

二、结果与分析

三、讨论

四、结论

第五章 转Bt基因作物对土壤动物系统的影响

节 转Bt基因作物对蚯蚓的影响

节 转Bt基因作物对土壤线虫的影响

第三节 转Bt基因作物对土壤跳虫的影响

第四节 转Bt基因作物对土壤螨类及其他土壤动物的影响

第六章 环介导等温扩增技术在转基因成分检测中的应用

节 LAMP在转基因成分检测中的应用

一、LAMP在通用元件筛查检测中的应用

二、LAMP在基因特异检测中的应用

三、LAMP在事件特异检测中的应用

节 LAMP技术的

一、LAMP检测效率的

二、LAMP技术与其他技术的结合应用

三、LAMP检测局限的

参考文献

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;;;;**章;转基因植物重组DNA在土壤环境中持留与分布

;;;;**节;研展

;;;;随着生物技术的不断发展与完善，转基因植物及其产业化取得了令人瞩目的成。转基因植物自1996年开始商业化种植。14年，转基因作物28个国家的种植面积已达到1.815亿公顷，年增长率为3%～4%，是1996年种植面积的100多倍（James，14）。复合状仍然是转基因作物发展的，14年复合状转基因作物种植面积为5100万公顷，种植面积的28%。14年，28个国家1800万农户种植转基因作物，其中90%以上是发展中国家的资源匮乏的小农户。美国仍是转基因作物**种植国，种植面积达到7310万公顷，占种植面积的40%，主要转基因作物的采用率在90%以上（James，14）。转基因技术成为现代农业目前应用*迅速的作物技术。转基因植物商品程的加快和种植面积的迅速增长，引发了公众对于转基因植物及其产品的关注、忧虑和争论(陈洋等，08;Lina;et;al.，13)。

;;;;Snow和Moran-Palma(1997)*先将转基因植物种植存在的环境风险归类为非靶标生物及其多样、基因漂移、靶标生物抗化等方面，此分类方式得到了靠前上众多学者的支持，推动了转基因植物环境风险研究。随着科学的不断发展，人们对转基因植物的环境风险研究逐步深入。其中转基因植物重组DNA在土壤中的分布、持留及其向土壤微生物水平转移的风险，关系着转基因植物对生态系统的影响，是转基因植物环境风险评估的重要内容，已受到科学界的广泛重视。自转基因植物商业化种植以来，人们担忧转基因植物的外源重组DNA通过已知或未知的途径转移到新的生物体内(Bent;et;al.，04;Heritage，05;Kleter;et;al.，05;Paul，08)，对环境产生潜在的不利影响而威胁人类和动物的健康(Faguy，03;Gophna;et;al.，04)。近期，随着转基因植物的快速发展，人们对转基因植物通过HGT对环境造成影响的担忧与日俱增(Pontiroli;et;al.，07;Aolt;et;al.，13)。本书以转基因植物重组DNA在土壤环境中的持留及水平转移为核心，对其影响因素、发生机制及相关研展行论述，为深入了解转基因植物重组DNA土壤环境行为提供理论依据而为转基因植物环境风险评价提供指导。

;;;;一、;转基因植物重组DNA在土壤环境中的持留

;;;;转基因植物重组DNA在土壤环境中的持留(存在时间、动态变化及分布特点)是外源基因在自然条件下发生水平转移的前提条件，其受到DNA的可利用、土壤吸附DNA的能力等因素的影响。转基因植物的重组DNA可作为自由的DNA在环境中活动，同时，转基因植物通过根系分泌物、花粉、组织细胞脱落、残体等多种方式不断向土壤释放重组DNA，丰富了土壤DNA库的种类(Ceccherini;et;al.，03;de;Vriesp;et;al.，03)。土壤中丰富的DNA酶能够降解转基因植物所释放的重组DNA，但是当重组DNA吸附到土壤矿物质、腐殖质和有机矿物复合物上后能够免受土壤DNA酶的降解(Crecchio;et;al.，05;Jamesp;et;al.，11)。研究表明，转基因植物向土壤释放的重组DNA不仅是土壤微生物的营养物质，又是新的遗传物质(Finkel;et;al.，01)。细菌能够直接利用存在于自然环境中的外源重组DNA(Pietramellara;et;al.，09;Rizzi;et;al.，12)，因此，当转基因植物重组DN入土壤后，不仅会改变微生物的营养选择特，而且很可能造成微生物群落结构能的改变(Levy-Booth;et;al.，08)。以下将对转基因植物重组DNA在土壤环境中持留时间、影响因素及分布特点行论述。

;;;;1.;转基因植物重组DNA在土壤环境中的存在时间

;;;;转基因植物重组DNA可作为自由的DNA存在于土壤环境中，其对一些土壤微生物造成潜在的影响(Alvarez;et;al.，1998)。目前靠前上主要以转基因、玉米、大豆等为对象，研究了重组DNA在土壤中的存在时间。Widmer等(1997)对农田土壤中转基因重组DN行监测，发现重组DNA可以在土壤中持续存在77天。Gebhard和Smalla(1999)选取3对特异引物扩增转基因甜菜重组DNA，发现2年后仍可以在土壤中检测到重组DNA。Lerat等(07)对转基因玉米和转基因大豆CP4-epsps基因在土壤中的动态变行研究，结果在转基因玉米和转基因大豆收获7个月后采集的土壤样品中检测到CP4-epsps基因。Zhu等(10行连续3年的转基因玉米大田试验，于第2年年初开始采集土壤样品，研究发现在第2年和第3年玉米种植前所采集的部分土壤样品中可以检测到NPTII基因的存在，说明转基因玉米的NPTII基因经过冬季后仍然存在于土壤中。由此可见，转基因植物重组DNA可作为自由的DNA存在于土壤环境中数月甚是数年。

;;;;2.;转基因植物重组DNA持留的影响因素及分布特点

;;;;土壤中重组DNA持留时间的长短各不相同，这种现象的产生与多种因素相关，如生物活、土壤类型、组成、温度、湿度、pH、矿化水平等(Levy-Booth;et;al;.，07)。其次，重组DNA在土壤中的持留也受到转基因植物的生和季节变化的影响，Lerat等（07）对转基因玉米和转基因大豆CP4-epsps基因在土壤中的动态变行研究时发现，土壤中CP4-epsps基因的拷贝数随转基因植物的生和季节的变化呈现先上升后下降的趋势，Zhu等(10)对土壤中转基因玉米NPTII基因季节动态变化研究时也得到了相同的研究结果。再次，转基因植物重组DNA分布特征与土壤团聚体有关。Levy-Booth等(09)研究转基因大豆CP4-epsps基因在土壤中的分布特点时发现，在不同粒级的土壤团聚体中，直径>μm的土壤团聚体中CP4-epsps基因含量显著高于其他粒级的土壤团聚体，其含的CP4-epsps基因拷贝数拷贝数的66.62%～99.18%，而其质量仅质量的30%，说明土壤团聚体的形成了CP4-epsps基因的耐，同时揭示了CP4-epsps基因在土壤中的分布规律。由此可以看出，转基因植物重组DNA在土壤环境中的持留受多种因素的影响(如温度、湿度、DNA的稳定、季节变化等)，其在土壤环境中分布特点为水平转移的发生提供了可能。

;;;;3.;转基因植物重组DNA持留的检测方法

;;;;目前转基因植物重组DNA在土壤中持留的检测以定量PCR、定PCR等方法为主。在DNA量比较少的情况下，可以应用实时定量PCR方法对重组DN行检测。Widmer等(1997)*先用PCR方法对田间土壤中残留的植物基因组DN行了定量分析，Lutz等(06)利用PCR技术对非重组基因rubisco与重组cry1Ab基因在转基因玉米青贮时期的降行了比较。Zhu(06)用高灵敏度的SYBR;Green;I作为荧光染料的实时定量PCR方法对转Bt基因玉米(MON;863)中的NPTI行了定量分析，检测了NPTII基因的动态变化。Douville等(07)也利用实时荧光定量PCR技术对转基因玉米地周围的不同环境中Cry1Ab基因的存在和残行了研究，结果表明其在环境中可以存在一段时间。李刚等(12)采用TaqMan实时荧光定量PCR方法对转基因棉花重组DNA在土壤中的分行了分析体来看，实时荧光定量PCR是研究转基因植物重组DNA持留和分布的主要方法，具有快速、等特点，将在转基因植物重组DNA环境行为研究中发挥重要作用。

;;;;二、;转基因植物重组DNA在土壤环境中的水平转移

;;;;1928年Fred抢先发售报道细菌间存在基因转移现象，1946年科学家将个体间的非生殖基因的转移定义为结合、转导、重组、重排和连锁等(Bushman，02)。世纪80年代，人们将这些不同类型的基因转移叫做基因水平或者横向转移(Arber，00)。基因水平转移(HGT)一般是指发生在没有亲缘关系的个体之间，或是单个细胞器之间行的遗传物质的交流(Doolittle，1999;Ochman;et;al.，00)。HGT是生化的重要动力，化历程被称为“生命之网”(Williamsp;et;al.，11;Keen，12;Syvanen，12)。

;;;;1.;基因水平转移的机制

;;;;由于HGT是一种单向的供体细胞向受体细胞转移的过程，因此基因由植物向细菌转移时，有的生态学需求，主要是植物与细菌间的转化和联系(Heinemann，1991)，即细菌要有能力吸收植物DNA同时能够保持基因组的稳定。因此，HGT发生时，需要有可利用的DNA，DNA吸附于土壤颗粒上得以稳定，以此保持或者提高转化能力(Paul，08)。

;;;;相对真核生物而言，原核生物中HGT的发生频率更高(Dunning，11;Mc;Ginty;et;al.，11)，原核生物主要有接合(Conjugation)、转化(Transformation)和转导(Transduction)三种方式(Hacker;et;al.，01;Burrusp;et;al.，04;Frost;et;al.，05;Kelly;et;al.，09a，09b)。自然界中，大多数的细菌之间发生HGT都是以接合的方行的(Kelly;et;al.，09a)。为保证基因的转移，这三种机制都要求DNA没有被降解且到宿主基因组中并确保能在宿主后代中有效的保留(Thomasp;et;al.，05)。真核生HGT的机制与原核生物有所不同，单细胞真核生物和微生物间的HGT有报道，即宿主生物和与其寄生的生物通过相互接触，或者是借助病毒等载体来实现HGT(Andersson，05)，但多细胞真核生物的HGT机制尚不明确(Gao;et;al.，14)。Yin等(14)抢先发售发现在持家基因的参与下Cytb基因由真菌向假菌界发生HGT的现象，这一研究结果为HGT的研究提供新的认知。

;;;;2.;基因水平转移的因素及存在的风险

;;;;HGT可以丰富物种遗传的多样，HGT的发生频率受相关物理、生物及化学因素的影响(Matic;et;al.，1996;Kurland，1998;Nielsen，1998;Smalla;et;al.，00;Thomasp;et;al.，05)。HGT的因括：细胞核的完整、在细菌中识别、水解外源基因序列及自我识别的修复系统(Ambur;et;al.，07)。一般而言，HGT的因素与亲缘关系的远近呈反比，因此亲缘关系较远的物种间其HGT发生的频率更高(Fraser;et;al.，07)。HGT发生的因素括被细菌吸收且稳定存在于细菌内的基因是否可以正确地表达，因为大部分细菌注入转基因植物中的启动子活较低(de;Vriesp;et;al.，03)。当细菌吸收转基因植物的外源DNA后，通过同源重组方式可以发生HGT。

;;;;生物体通过HGT获得新的基因，加速基因组的革新化(Jain，03)，尽管许多研究表明，HGT对多细胞受体生物的生化系化有显著贡献(Dunning，11)，但在目前的研究水平下，要且完整地对此作出评述是几乎不可能的(洽等，14)。然而通过分析发生在不同生物类群中HGT发现，其所带来的影响不可忽视。转基因植物发生HGT现象对环境存在着潜在的影响(Nielsen;et;al.，04)。土壤环境中自然感受微生物很可

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