專利名稱：一種轉(zhuǎn)gagal基因大豆及其受體根際土壤微生物群落多樣性度量指數(shù)的遴選方法
—種轉(zhuǎn)gagal基因大豆及其受體根際土壤微生物群落多樣性度量指數(shù)的遴選方法—:技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于土壤微生物學(xué)研究技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及大田種植方式下，轉(zhuǎn)基因大豆根際土壤微生物群落多樣性的度量指數(shù)的遴選技術(shù)。二 背景技術(shù)
目前，土壤微生物群落多樣性的研究方法主要有PLFA的微生物脂類分析法、 BIOLOG微平板法和基于PCR擴增的rRNA的DNA指紋分析法等?？茖W(xué)工作者通常運用PLFA 種類和數(shù)量的變化來探討土壤微生物群落結(jié)構(gòu)多樣性的變化，采用PCR-DGGE分析法對土壤細(xì)菌16SrDNA的擴增和細(xì)菌物種增減的展示來探討土壤微生物遺傳多樣性的變化，利用 BIOLOG(-GN, -GP, -FF和-ECO)板上土樣溫育培養(yǎng)過程中不同微生物對不同種和不同類單一含碳有機物的催化來探討土壤可培養(yǎng)微生物群落(包括革蘭氏陰性菌、革蘭氏陽性菌、 真菌和總體微生物)功能多樣性的變化。這些方法研究的側(cè)重點不同，各有其優(yōu)劣，綜合考察更為全面、準(zhǔn)確。
物種豐富度是指一個群落或生境中物種數(shù)目的多寡，即存在于某個特定區(qū)域或給定樣本內(nèi)物種的數(shù)量；物種均勻度是指一個群落或生境中全部物種個體數(shù)目的分配狀況， 即各物種個體數(shù)目分配的均勻程度。多樣性指數(shù)是反映豐富度和均勻度的綜合指標(biāo)。物種豐富度好理解、好衡量，而物種多樣性的衡量就很復(fù)雜，因為對其的衡量會隨物種豐富度、物種均勻度的重要度而 變化。比如，具低豐富度和高均勻度的群落與具高豐富度與低均勻度的群落，可能得到相同的多樣性指數(shù)。由于對物種豐度關(guān)系不同方面的重視有許多不同方法，因而多樣性指數(shù)很多(如Shannon指數(shù)、Shannon均勻度指數(shù)、McIntosh指數(shù)、 McIntosh均勻度指數(shù)、Simpson指數(shù)和Gini指數(shù)等)，所反映的生態(tài)學(xué)意義也有側(cè)重。不過，所有的標(biāo)準(zhǔn)都必須針對物種豐富度或針對物種均勻度，任何一個再完善的多樣性指數(shù)都不可能將隱藏于物種豐度分布內(nèi)的信息提煉成一個簡單的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，因而通過科學(xué)的方法分別遴選出具優(yōu)勢度的多樣性指數(shù)以度量土壤微生物群落結(jié)構(gòu)、遺傳和功能多樣性就顯得特別重要。
Simpson E H 在 1949 年《Nature》第 163 期 4148 卷 p688 發(fā)表的 Measurement of Diversity (多樣性的度量)上認(rèn)為，Simpson指數(shù)與Shannon指數(shù)、Shannon均勻度指數(shù)、 McIntosh均勻度指數(shù)和Gini指數(shù)等存在顯著負(fù)相關(guān)；McIntosh R I在1967年《Ecology》 第48期p392_404發(fā)表的An index of diversity and the relation of certain concepts to diversity (多樣性指數(shù)及其描述多樣性時特定概念的關(guān)系)上認(rèn)為，McIntosh指數(shù)也與Shannon指數(shù)、Shannon均勻度指數(shù)、McIntosh均勻度指數(shù)和Gini指數(shù)等存在顯著負(fù)相關(guān)。雖然上述文獻(xiàn)強調(diào)的是不同多樣性指數(shù)在描述生態(tài)學(xué)意義上的相關(guān)性，但是對土壤微生物群落BI0L0G (-GN, -GP, -FF和-EC0)板、PCR-DGGE和PLFA浩繁的試驗數(shù)據(jù)運用這些多樣性指數(shù)進(jìn)行分析處理，最后確定各個土壤指標(biāo)具優(yōu)勢度的可用度量指數(shù)，迄今為止并不多見。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明以大豆品種N2899和其為受體的Gagal 17-4，Gagal 21-8和Gagal 57 三個轉(zhuǎn)基因大豆品系在大田種植方式下的根際土壤微生物群落BI0L0G(-GN，-GP, -FF 和-ECO)板、PCR-DGGE和PLFA的試驗數(shù)據(jù)為材料，遴選出了其根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)、 遺傳及功能多樣性具優(yōu)勢度的度量指數(shù)，其結(jié)果為
PLFA水平上，McIntosh指數(shù)可用于其根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)多樣性的度量；
PCR-DGGE水平上，McIntosh均勻度指數(shù)可用于其根際土壤微生物群落遺傳多樣性的度量；
Biolog水平上，Shannon均勻度指數(shù)可用于其根際土壤微生物群落革蘭氏陰性菌功能多樣性的度量；Shannon指數(shù)、Shannon均勻度指數(shù)、McIntosh指數(shù)、McIntosh均勻度指數(shù)、Simpson指數(shù)和Gini指數(shù)均可度量其根際土壤微生物群落革蘭氏陽性菌的功能多樣性；McIntosh指數(shù)可用于其根際土壤微生物群落絲狀真菌功能多樣性的度量；Shannon指數(shù)、Shannon均勻度指數(shù)、McIntosh指數(shù)、McIntosh均勻度指數(shù)、Simpson指數(shù)和Gini指數(shù)均可度量其根際土壤總體微生物群落的功能多樣性。
本發(fā)明根據(jù)不同多樣性指數(shù)(即Shannon指數(shù)、Shannon均勻度指數(shù)、McIntosh指數(shù)、McIntosh均勻度指數(shù)、Simpson指數(shù)和Gini指數(shù))對轉(zhuǎn)gagal基因大豆及其受體根際土壤微生物群落在結(jié)構(gòu)、遺傳和功能多樣性的度量結(jié)果，以及同一多樣性指數(shù)對不同土壤微生物群落指標(biāo)(即PLFA、PCR-DGGE、Biolog-GN，-GP，-FF，-ECO)度量值的差異顯著度，結(jié)合根際土壤微生物群落分別在結(jié)構(gòu)、遺傳和功能多樣性層面考察指數(shù)之間的顯著相關(guān)性， 遴選出度量各個土壤指標(biāo)具優(yōu)勢度的多樣性指數(shù)。 四具體實施方式
表I試驗用大豆品種受體轉(zhuǎn)基因品(株)系名稱Ν2899 (CK)Gagal 17-4 (簡稱 17-4)Gagal 21-8 (簡稱 21-8)Gagal 57 (簡稱 57)目標(biāo)基因功能通過花粉管將非洲菊花器官發(fā)育調(diào)節(jié)基因 gagal導(dǎo)入大豆受體CK，引起大豆的球蛋白組成變化和富含S氨基酸增加。
如表I所不，試驗使用轉(zhuǎn)gagal基因大 的不同品系，以其非轉(zhuǎn)基因受:體品種為對照。每個樣品設(shè)3個重復(fù)，于2009年大田網(wǎng)室中秋播種植。以大豆花期根際土壤為試驗材料所獲取的微生物群落PLFA，PCR-DGGE和Biolog(GN2，GP2，F(xiàn)F和ECO板)數(shù)據(jù)應(yīng)用于多樣性指數(shù)的度量。度量土壤微生物群落多樣性的指數(shù)公式見表2。
表2 土壤微生物群落多樣性指數(shù)公式
權(quán)利要求
1.大豆品種N2899和以其為受體的Gagal17-4，Gagal21-8和Gagal57三個轉(zhuǎn)基因品系在大田種植方式下，根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)、遺傳及功能多樣性指數(shù)的度量，其結(jié)果為 在PLFA水平上，McIntosh指數(shù)可用于其根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)多樣性的度量； 在PCR-DGGE水平上，McIntosh均勻度指數(shù)可用于其根際土壤微生物群落遺傳多樣性的度量； 在Biolog水平上，Shannon均勻度指數(shù)可用于其根際土壤微生物群落革蘭氏陰性菌功能多樣性的度量；Shannon指數(shù)、Shannon均勻度指數(shù)、McIntosh指數(shù)、McIntosh均勻度指數(shù)、Simpson指數(shù)和Gini指數(shù)均可度量其根際土壤微生物群落革蘭氏陽性菌的功能多樣性；McIntosh指數(shù)可用于其根際土壤微生物群落絲狀真菌功能多樣性的度量；Shannon指數(shù)、Shannon均勻度指數(shù)、McIntosh指數(shù)、McIntosh均勻度指數(shù)、Simpson指數(shù)和Gini指數(shù)均可度量其根際土壤總體微生物群落的功能多樣性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述具優(yōu)勢度的多樣性指數(shù)的遴選方法，其特征是根據(jù)不同多樣性指數(shù)(即Shannon指數(shù)、Shannon均勻度指數(shù)、McIntosh指數(shù)、McIntosh均勻度指數(shù)、Simpson指數(shù)和Gini指數(shù))對根際土壤微生物群落在結(jié)構(gòu)、遺傳和功能多樣性的度量結(jié)果，以及同一多樣性指數(shù)對不同土壤微生物群落指標(biāo)(即PLFA、PCR-DGGE、Biolog-GN,-GP,-FF,-ECO)度量值的差異顯著度，結(jié)合根際土壤微生物群落分別在結(jié)構(gòu)、遺傳和功能多樣性層面考察指數(shù)之間的顯著相關(guān)性進(jìn)行遴選。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述遴選方法在其他轉(zhuǎn)基因大豆根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)、遺傳和功能多樣性度量中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明名稱為一種轉(zhuǎn)gagal基因大豆及其受體根際土壤微生物群落多樣性度量指數(shù)的遴選方法涉及土壤微生物學(xué)研究技術(shù)領(lǐng)域，及大田種植轉(zhuǎn)基因大豆根際土壤微生物群落多樣性度量指數(shù)的遴選技術(shù)。要解決的技術(shù)問題是以科學(xué)方法遴選出優(yōu)勢多樣性指數(shù)以度量土壤微生物群落結(jié)構(gòu)、遺傳和功能多樣性。技術(shù)方案要點為根據(jù)不同多樣性指數(shù)對轉(zhuǎn)gagal基因大豆及其受體根際土壤微生物群落多樣性的度量結(jié)果，及同一多樣性指數(shù)對土壤微生物群落PLFA、DGGE、BIOLOG層面度量值的差異顯著度，結(jié)合根際土壤微生物群落在多樣性層面考察指數(shù)間的顯著相關(guān)性，遴選出度量各個指標(biāo)的優(yōu)勢多樣性指數(shù)。主要用途可用于其他轉(zhuǎn)基因大豆根際土壤微生物群落多樣性的度量中。
文檔編號C12Q1/04GK103014149SQ20121042114
公開日2013年4月3日 申請日期2012年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月19日
發(fā)明者劉根林 申請人:江蘇省林業(yè)科學(xué)研究院