8年生轉(zhuǎn)基因庫安托楊外源基因轉(zhuǎn)移及對(duì)土壤微生物數(shù)量影響的檢測(cè)

朱文旭，丁昌俊，張偉溪，張冰玉，黃秦軍，褚延廣，蘇曉華

(林木遺傳育種國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，國(guó)家林業(yè)局林木培育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所,北京 100091)

8年生轉(zhuǎn)基因庫安托楊外源基因轉(zhuǎn)移及對(duì)土壤微生物數(shù)量影響的檢測(cè)

朱文旭，丁昌俊，張偉溪，張冰玉，黃秦軍，褚延廣，蘇曉華*

(林木遺傳育種國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，國(guó)家林業(yè)局林木培育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所,北京 100091)

[目的]評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)基因庫安托楊可能引起的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。[方法]利用PCR擴(kuò)增研究外源基因水平轉(zhuǎn)移情況，利用稀釋平板法研究土壤中細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量。[結(jié)果]電泳結(jié)果顯示：林下雜草混合樣品和土壤微生物DNA樣品中均未出現(xiàn)目的基因片段。轉(zhuǎn)基因株系和非轉(zhuǎn)基因株系的非根際土壤中可培養(yǎng)的細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量在楊樹的不同生長(zhǎng)期出現(xiàn)一定的變化，但是這種變化沒有明顯的規(guī)律。[結(jié)論]8年生轉(zhuǎn)基因庫安托楊未出現(xiàn)外源基因水平轉(zhuǎn)移，也未對(duì)土壤微生物的數(shù)量產(chǎn)生顯著影響。

轉(zhuǎn)多基因楊樹；基因水平轉(zhuǎn)移；土壤微生物；生態(tài)安全性

國(guó)際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)服務(wù)組織(ISAAA)發(fā)布的最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，截止到2014年轉(zhuǎn)基因植物商業(yè)化種植已經(jīng)進(jìn)行了19年(1996年—2014年)，轉(zhuǎn)基因植物的推廣面積持續(xù)增加[1]。在林木方面，通過轉(zhuǎn)基因手段已獲得了耐鹽[2]、抗蟲[3-4]、抗除草劑[5]、降低木質(zhì)素含量[6]、增加生長(zhǎng)量[7]等轉(zhuǎn)基因樹木。伴隨著轉(zhuǎn)基因植物的快速發(fā)展，關(guān)于轉(zhuǎn)基因植物安全性方面的爭(zhēng)論一直存在。因此，轉(zhuǎn)基因植物在實(shí)際推廣之前需要進(jìn)行安全性評(píng)估。目前，轉(zhuǎn)基因植物生態(tài)安全性評(píng)估[8]主要集中在轉(zhuǎn)基因植物外源基因逃逸[9-10]以及對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響方面。土壤微生物是土壤生態(tài)系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，參與土壤生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)，對(duì)土壤中C、N、P和S等養(yǎng)分元素的循環(huán)和有機(jī)質(zhì)的分解起重要作用[11]。轉(zhuǎn)基因植物的外源基因通過水平轉(zhuǎn)移，將遺傳物質(zhì)傳遞給非子代的其他細(xì)胞的方式整合到土壤微生物的基因組中，從而可能使土壤微生物的遺傳特性與功能發(fā)生一定變化。外源基因的表達(dá)所引起的植物生理代謝的改變，以及外源基因表達(dá)的產(chǎn)物進(jìn)入土壤生態(tài)系統(tǒng)后可能會(huì)對(duì)根際微生物群落產(chǎn)生潛在影響[12]。因此，在研究中經(jīng)常通過測(cè)定土壤微生物種類和數(shù)量作為轉(zhuǎn)基因植物安全性監(jiān)控的指標(biāo)。

國(guó)內(nèi)外關(guān)于轉(zhuǎn)基因植物安全性的研究多集中在大豆、玉米、棉花等1年生農(nóng)作物上[1]，關(guān)于轉(zhuǎn)基因林木對(duì)土壤微生物多樣性的研究報(bào)道多以苗期或幼樹為主[1, 13-15]，對(duì)成齡期樹木的研究很少[16]。林木多是在成齡期取材利用，所以，對(duì)轉(zhuǎn)基因林木的安全性監(jiān)測(cè)需要長(zhǎng)期進(jìn)行。在苗期調(diào)查時(shí)未發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)多基因庫安托楊對(duì)土壤微生物的數(shù)量造成影響[17]。本研究以8年生轉(zhuǎn)多基因的庫安托楊為研究對(duì)象，研究了外源基因是否發(fā)生轉(zhuǎn)移及對(duì)土壤微生物數(shù)量的影響，為轉(zhuǎn)基因楊樹安全性評(píng)估提供參考。

1 試驗(yàn)林概況

試驗(yàn)林位于北京市房山區(qū)韓村河?xùn)|營(yíng)苗圃，2006年春季造林，每個(gè)轉(zhuǎn)基因株系按正方形種植，行10株、列10株(密度2 m×2 m)，造林總面積為0.66 hm2。試驗(yàn)地的地勢(shì)、地貌、氣溫、降雨、植被、栽培管理等自然條件和人為管理均一致，整個(gè)試驗(yàn)階段林地不進(jìn)行任何肥水及噴施農(nóng)藥管理。實(shí)驗(yàn)材料為轉(zhuǎn)5個(gè)基因的庫安托楊(P.×euramericana‘Guariento’) 5個(gè)株系，5個(gè)外源基因包括：枯草桿菌果聚糖蔗糖酶基因(SacB)、透明顫菌血紅蛋白基因(Vgb)、雙價(jià)抗蛀干害蟲基因(BtCry3A+OC-Ⅰ)及調(diào)節(jié)基因(JERF36)，5個(gè)株系編號(hào)為D5-9、D5-19、D5-20、D5-21和D5-24，非轉(zhuǎn)基因無性系編號(hào)為(D5-0)。各株系經(jīng)PCR、Southern雜交和BtCryAELISA等分子檢測(cè)，同時(shí)含有上述5個(gè)基因[18]。

2 研究方法

2.1 取樣方法

2.2 DNA 的提取

將同一無性系林地下方的植物樣品混合研磨，提取多種植物DNA的混合樣品。植物樣品DNA的提取采用DNeasy Plant Mini Kit (Qiagen, Germany)法。參照UltraClean?DNA Isolation kit(土壤微生物DNA提取試劑盒)使用說明書，使用試劑盒提取7月份的非根際土壤中微生物的總DNA。

2.3 PCR反應(yīng)條件及程序

使用外源基因的特異引物對(duì)土壤微生物DNA和植物DNA進(jìn)行PCR擴(kuò)增。PCR 反應(yīng)體系如下：10×Taq buffer 5 μL，dNTP Mixture (2.5 mol·L-1) 1 μL ；Primer F (10 μmol·L-1) 1 μL ，Primer R (10 μmol·L-1) 1 μL ，rTaq (2.5 U·μL-1) 0.5 μL ，模板DNA 2 μL ，加ddH2O補(bǔ)足至50 μL 。PCR所用引物序列與反應(yīng)條件見表1、2。

表1 外源基因引物及產(chǎn)物大小

2.4 土壤微生物數(shù)量測(cè)試方法

細(xì)菌培養(yǎng)使用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基，真菌培養(yǎng)使用馬丁(Martin)孟加拉紅-鏈霉素培養(yǎng)基，放線菌培養(yǎng)使用改良淀粉銨鹽培養(yǎng)基。首先用滅菌的250 mL三角瓶稱取10 g土壤樣品，加入90 mL無菌水，再加入少量滅菌的小玻璃珠以方便將土壤搖開，

表2 PCR 反應(yīng)程序

室溫下在搖床上(平動(dòng)用150 r·min-1，晃動(dòng)用200 r·min-1)振蕩30 min，然后使用無菌水對(duì)菌液進(jìn)行濃度稀釋，每個(gè)處理選擇2種濃度的菌液進(jìn)行培養(yǎng)。細(xì)菌選取10-3、10-4濃度的土壤懸濁液，放線菌選取10-2、10-3濃度的土壤懸濁液，真菌選取10-1、10-2濃度的土壤懸濁液，吸取50 μL菌液，均勻的涂在選擇性培養(yǎng)基上，每個(gè)濃度涂抹5個(gè)培養(yǎng)皿，放線菌培養(yǎng)基置于28 ℃的培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)，細(xì)菌和真菌培養(yǎng)基置于35 ℃的培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)。同時(shí)稱取一定量的待測(cè)土樣，用牛皮紙袋裝好，放于烘箱中，105 ℃烘烤，恒質(zhì)量后稱量其質(zhì)量，計(jì)算土壤含水量，從而計(jì)算出每克干土中土壤微生物的數(shù)量。

2.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel和SPSS軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析和多重比較

3 結(jié)果與分析

3.1 外源基因水平轉(zhuǎn)移的情況分析

利用外源基因Vgb、SacB、BtCry3A+OC-I和JERF36的特異性引物分別對(duì)試驗(yàn)林內(nèi)的根際土壤微生物總DNA和林下雜草混合樣品總DNA進(jìn)行PCR檢測(cè)。CK-為無底物模板DNA只有水的對(duì)照，CK+為對(duì)應(yīng)基因的質(zhì)粒陽性對(duì)照，M為DNA Marker(200、400、700、1 000、1 500、2 000 bp)。由圖1、2可知，未見目的片段。

圖1 微生物DNA的PCR擴(kuò)增
Fig.1 PCR amplification in genomic DNA of soil microbial
(Vgb、SacB、BtCry3A+OC-I和JERF36代表不同引物，圖上數(shù)字代表PCR 產(chǎn)物的大小，下同。)
(Vgb、SacB、BtCry3A+OC-I and JERF36 represent different primers, chart numbers represent the size pcr product，the same below。)

圖2 對(duì)植物DNA的PCR 擴(kuò)增Fig.2 PCR amplification in genomic DNA of plant

3.2 不同株系中土壤微生物的數(shù)量變化

對(duì)8年生轉(zhuǎn)基因楊樹(D5-9，D5-19，D5-20，D5-21和D5-24)及非轉(zhuǎn)基因楊樹(D5-0)的非根際土中細(xì)菌、真菌和放線菌的數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。表3表明：在7月份(楊樹生長(zhǎng)旺盛階段)細(xì)菌數(shù)量急劇增加，顯著高于春季開始生長(zhǎng)階段和秋季停止生長(zhǎng)階段，轉(zhuǎn)基因楊樹與非轉(zhuǎn)基因楊樹土壤中細(xì)菌的數(shù)量差異不顯著。比較同一無性系的轉(zhuǎn)基因楊樹在不同月份土壤中細(xì)菌的數(shù)量發(fā)現(xiàn)：除4月份差異顯著外，其它月份的差異不顯著。真菌數(shù)量的變化趨勢(shì)也是先增加后下降，D5-0、D5-21和D5-24非根際土壤中真菌數(shù)量的最大值出現(xiàn)在8月份，D5-9 D5-19 D5-20非根際土壤中真菌數(shù)量的最大值出現(xiàn)在9月份，隨后明顯下降。轉(zhuǎn)基因無性系與非轉(zhuǎn)基因無性系的差異不顯著。放線菌數(shù)量也有同樣的變化趨勢(shì)，在楊樹生長(zhǎng)最快的7月份，除D5-24外，其余都達(dá)到最大值。

表3 8年生林地不同無性系土壤微生物數(shù)量

注：數(shù)據(jù)是平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(n=3)；同一行不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。

Note: Values are means ± standard deviation (n=3). The values followed by diferent lowereases mean significant diference (P<0.05) between treatments.

4 討論

轉(zhuǎn)基因植物在大面積種植以后，其對(duì)環(huán)境的影響一直備受關(guān)注。轉(zhuǎn)基因林木產(chǎn)生大量的根茬和殘枝落葉，外源基因片段會(huì)隨之進(jìn)入土壤生態(tài)系統(tǒng)，這時(shí)目的基因片段有可能會(huì)發(fā)生基因的水平轉(zhuǎn)移，進(jìn)入土壤微生物體內(nèi)并整合到其基因組上，進(jìn)而改變土壤微生物群落結(jié)構(gòu)及其多樣性，而且植物殘?bào)w和根際分泌物與土壤中的微生物相互作用，也有可能影響微生物的種類、數(shù)量以及生命活動(dòng)。利用外源基因引物分別對(duì)試驗(yàn)林內(nèi)植物總DNA和根際土壤微生物總DNA進(jìn)行PCR檢測(cè)，未見目的片段。稀釋平板培養(yǎng)法的結(jié)果顯示：轉(zhuǎn)基因楊樹與非轉(zhuǎn)基因楊樹的非根際土壤中可培養(yǎng)的細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量在不同生長(zhǎng)期會(huì)出現(xiàn)一定的變化，但是這種變化沒有達(dá)到顯著水平而且變化規(guī)律也不明顯。微生物的數(shù)量都是在楊樹生長(zhǎng)最旺盛的(7月和8月)達(dá)到最大值。

李霞等[15]研究1年生轉(zhuǎn)Bt基因歐洲黑楊發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)基因和對(duì)照林地間及根際土壤中微生物數(shù)量在不同月份的差異不顯著。胡建軍等[16]研究7年生轉(zhuǎn)Bt基因的歐洲黑楊，轉(zhuǎn)基因歐洲黑楊與非轉(zhuǎn)基因歐洲黑楊間根系土壤中細(xì)菌、放線菌和霉菌數(shù)量的差異不顯著，轉(zhuǎn)基因歐洲黑楊與鄰近楊樹林地的土壤細(xì)菌、放線菌和霉菌數(shù)量的差異也不顯著。張雁等[19]研究轉(zhuǎn)Bt基因南林895楊發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)Bt基因楊樹根際三大類土壤微生物的數(shù)量與對(duì)照的差異不顯著。另一些研究表明，轉(zhuǎn)基因植物對(duì)土壤微生物多樣性組成的影響顯著。王洪興等[20]在研究轉(zhuǎn)Bt基因的水稻發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)基因水稻根際細(xì)菌數(shù)量顯著低于非轉(zhuǎn)基因水稻，轉(zhuǎn)基因水稻根際真菌數(shù)量卻顯著高于非轉(zhuǎn)基因水稻，根際放線菌數(shù)量沒有明顯變化規(guī)律。王倩倩等[21]研究轉(zhuǎn)CpTI基因蘋果發(fā)現(xiàn)，種植30 d時(shí)，轉(zhuǎn)基因根際土壤中細(xì)菌和真菌數(shù)量高于非轉(zhuǎn)基因?qū)φ眨?0 d時(shí)，根際土壤中真菌數(shù)量顯著高于對(duì)照，而細(xì)菌數(shù)量顯著低于對(duì)照。

5 結(jié)論

通過對(duì)8年生轉(zhuǎn)多基因庫安托楊5個(gè)株系和非轉(zhuǎn)基因株系進(jìn)行研究，未發(fā)現(xiàn)外源基因轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)基因楊樹的土壤微生物數(shù)量主要受季節(jié)變化影響。森林中土壤微生物的組成和結(jié)構(gòu)復(fù)雜，關(guān)于林木轉(zhuǎn)基因安全需要進(jìn)行系統(tǒng)、全面和長(zhǎng)期的研究。

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(責(zé)任編輯：詹春梅)

DOI:10.13275/j.cnki.lykxyj.2017.02.024

毛竹擴(kuò)張對(duì)常綠闊葉林土壤性質(zhì)的影響及相關(guān)分析

趙雨虹1,2，范少輝2*，羅嘉東3

(1．國(guó)家林業(yè)局林產(chǎn)工業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)院，北京 100010； 2.國(guó)際竹藤中心，國(guó)家林業(yè)局竹藤科學(xué)與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100102；3.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心，江西 分宜 336600)

收稿日期： 2015-01-29
基金項(xiàng)目： “十二·五”竹藤資源高效培育技術(shù)研究與示范資助(2012BAD23B04)
作者簡(jiǎn)介： 趙雨虹(1983—)，女，天津市人，工程師，博士，主要從事森林生態(tài)學(xué)研究.E-mail: rainbow.86@163.com
* 通訊作者：范少輝(1962—)，男，福建永泰人，研究員，博士生導(dǎo)師，主要從事竹林培育研究.E-mail: fansh@icbr.ac.cn

關(guān)鍵詞：毛竹擴(kuò)張;土壤碳含量;土壤物理性質(zhì);土壤水分特征

Keywords:Phyllostachysedulisexpansion；soil organic carbon content；soil physical properties；soil water properties

常綠闊葉林是我國(guó)濕潤(rùn)亞熱帶地區(qū)特有的森林生態(tài)系統(tǒng)，蘊(yùn)藏豐富的資源和生物多樣性。毛竹(Phyllostachysheterocycla(Carr.)Mitford)作為一種高大散生喬木狀克隆植物，依靠強(qiáng)大的地下莖(竹鞭)向常綠闊葉林蔓延以實(shí)現(xiàn)種群克隆擴(kuò)張，導(dǎo)致常綠闊葉林演替形成竹闊混交林，甚至在人為干擾下形成毛竹純林[1]。毛竹擴(kuò)張能夠引起一系列生態(tài)變化，如森林景觀被破壞[2]、生物多樣性銳減[3]、林地土壤退化[4]及森林碳庫改變[5]等。常綠闊葉林在毛竹擴(kuò)張的脅迫下，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、組成成分減少、物流能流受阻、平衡狀態(tài)破壞、更新能力減弱，以及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的持續(xù)下降導(dǎo)致水土流失加劇，自然災(zāi)害頻發(fā)、生物多樣性減少、生態(tài)與環(huán)境質(zhì)量下降[6]。近年來，常綠闊葉林受鄰近毛竹林?jǐn)U張的問題逐漸引起生態(tài)學(xué)家的廣泛關(guān)注，但基于土壤有機(jī)碳含量和土壤性質(zhì)對(duì)毛竹擴(kuò)張給常綠闊葉林帶來的影響尚未見報(bào)道。為此，本研究在江西省大崗山森林生態(tài)定位站，基于空間代替時(shí)間理論，選擇常綠闊葉林、2∶8竹闊混交林，8∶2竹闊混交林和毛竹純林4種林分類型為研究對(duì)象，對(duì)4種植被林下土壤有機(jī)碳和土壤物理性質(zhì)、持水能力變化特征進(jìn)分析，并運(yùn)用相關(guān)分析方法探討其相互關(guān)系，以揭示毛竹擴(kuò)張對(duì)常綠闊葉林土壤性質(zhì)的影響。旨在為我國(guó)亞熱帶森林植被演替方面研究提供理論支持，豐富我國(guó)南方竹林主要分布區(qū)域已有竹林?jǐn)U張研究成果，為大崗山地區(qū)森林科學(xué)經(jīng)營(yíng)提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

1.2 研究樣地設(shè)置

試驗(yàn)地設(shè)置在大崗山森林生態(tài)站海拔300 m區(qū)域。2014年6月，在盡量保持立地條件和經(jīng)營(yíng)措施一致的前提下，選取常綠闊葉林、2∶8竹闊混交林、8∶2竹闊混交林和毛竹純林4種林分類型，每種林分各設(shè)置3個(gè)20 m×20 m標(biāo)準(zhǔn)樣地，共12個(gè)樣地。常綠闊葉林優(yōu)勢(shì)種主要為絲栗栲(CastanopsisfargesiiFr.)，林下植物主要為黃牛奶樹(Symplocoslaurina(Retz.)Wall.)、苦櫧栲(Castanopsissclerophylla(Lindl.)Schott.)、絨毛潤(rùn)楠(MachilusvelutinaChamp. ex Benth.)、油茶(CamelliaoleiferaAbel.)、鐵芒萁(Dicranopterisdichotoma(Thunb.)Bernh.)、淡竹葉(LophatherumgracileBrongn.)和草珊瑚(Sarcandraglabra(Thunb.)Nakai)等；竹闊混交林由毛竹和絲栗栲組成，林下植被主要有刨花楠(MachiluspauhoiKanehira)、山烏桕(Sapiumdiscolor(Champ. ex Benth.)Muell.Arg.)、油茶、絨毛潤(rùn)楠、杜莖山(Maesajaponica(Thunb.)Moritzi.)、淡竹葉、鐵芒箕和寒莓(RubusbuergeriMiq.)等；毛竹純林下植被簡(jiǎn)單，主要有淡竹葉、油茶、毛冬青(IlexpubescensHook. et Arn.)和狗脊(Woodwardiajaponica(L.f.)Sm.)等[9]。4種林分類型樣地基本情況詳見表1。

1.3 樣品采集與分析方法

1.3.1 樣品采集 在每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣地內(nèi)按照海拔高

表1 樣地概況

注：表中每種林分?jǐn)?shù)據(jù)均為實(shí)際調(diào)查樣地的加權(quán)平均值。

Note: The data of each stand is a weighted average of the actual survey plots in the table.

1.3.2 室內(nèi)分析 土樣密度、土壤持水量采用環(huán)刀法測(cè)定；土壤孔隙度和貯水量采用計(jì)算法；土壤有機(jī)碳采用K2Cr2O7外加熱法測(cè)定[10-12]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel圖表和SPSS13.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤有機(jī)碳含量變化特征

圖1 毛竹擴(kuò)張對(duì)林地土壤有機(jī)碳含量的影響Fig.1 The effect on soil organic carbon content about P. edulis expansion

2.2 土壤密度與孔隙度變化特征

表2 4種林分類型土壤密度

注：同行不同小寫字母表示不同林分間差異顯著(p<0.05)，同列不同大寫字母表示同一林分不同土層間差異顯著(p<0.05) (LSD)。

Note: Different lower case letters in same line indicate significant difference in different stand (P<0.05). Different capital letters in the same column indicate significant difference in different soil layers in the same stand (P<0.05) (LSD).

2.3 土壤水分變化特征

表3 4種林分土壤物理性質(zhì)特征

注：同林分不同小寫字母表示不同土層間差異顯著(p<0.05)，同列不同大寫字母表示不同林分間差異顯著(p<0.05) (LSD)，下同。

Note: Different lower case letters in same stand indicate significant difference in different soil layers (P<0.05). Different capital letters in the same column indicate significant difference in different stand (P<0.05) (LSD). The same below.

2.4 土壤有機(jī)碳含量與土壤其他特征的相關(guān)分析

表5表明：土壤有機(jī)碳含量與土壤總孔隙度呈顯著正相關(guān)，與土壤密度、非毛管持水量和現(xiàn)有貯水量呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)，與其它相關(guān)變量相關(guān)性不顯著。土壤物理性質(zhì)和水分各指標(biāo)間也存在不同程度的相關(guān)關(guān)系，土壤密度與總孔隙度、毛管孔隙度、飽和持水量、毛管持水量呈極顯著負(fù)相關(guān)，與非毛管持水量成顯著正相關(guān)；而土壤總孔隙度與毛管孔隙度、飽和持水量、毛管持水量呈極顯著正相關(guān)，與非毛管持水量呈顯著負(fù)相關(guān)；毛管孔隙度與飽和持水量、毛管持水量呈極顯著正相關(guān)；飽和持水量與毛管持水量呈極顯著正相關(guān)，與非毛管持水量呈顯著負(fù)相關(guān)。

表4 4種林分土壤水分變化特征

表5 土壤有機(jī)碳與各土壤性質(zhì)間的相關(guān)系數(shù)

注：表中*表示P<0.05，**表示P<0.01。

Note: * indicateP<0.05，** indicateP<0.01。

3 討論

大崗山生態(tài)站研究區(qū)域均為林齡較高的次生常綠闊葉林，凋落物層較厚，土壤肥沃，有機(jī)碳含量較高，常綠闊葉林表層土壤孔隙度和持水量均較高，為擴(kuò)張后竹筍萌發(fā)提供了充足的養(yǎng)分、水分來源。宋慶妮等[13]的研究結(jié)果表明，毛竹擴(kuò)張對(duì)土壤氮素的礦化是毛竹成功擴(kuò)張的另一個(gè)原因，在常綠闊葉林逐漸演替成毛竹純林的過程中，土壤氮素氨化作用增強(qiáng)，產(chǎn)生的大量銨態(tài)氮，進(jìn)一步滿足了毛竹生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)土壤氮素的需求，而隨著林地毛竹比例增加，土壤硝化作用和總礦化作用下降，不能滿足常綠闊葉林對(duì)大量土壤硝態(tài)氮和無機(jī)氮的需求，影響了常綠闊葉林的生長(zhǎng)。因此，土壤碳氮含量以及土壤密度、孔隙度和水分特征可能是控制毛竹林?jǐn)U張，維持常綠闊葉林作為頂級(jí)群落穩(wěn)定性的重要生態(tài)策略，但是，空間代替時(shí)間的方法不能完整還原常綠闊葉林向毛竹純林演替過程，其機(jī)理也更為復(fù)雜，需進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

原先闊葉樹的林分土壤密度高于毛竹純林，土壤孔隙度、持水量較低，進(jìn)而影響土壤水肥的運(yùn)輸和通氣性能，降低植物對(duì)養(yǎng)分的利用；毛竹在擴(kuò)張過程中為了吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，依靠強(qiáng)大的地下竹鞭不斷擴(kuò)張到常綠闊葉林生態(tài)系統(tǒng)，導(dǎo)致林內(nèi)部分木本植物競(jìng)爭(zhēng)失敗而死亡，增加了竹闊混交林土壤有機(jī)碳來源，促進(jìn)竹闊混交林土壤有機(jī)碳含量的增加；但由于毛竹無性繁殖的特點(diǎn)，對(duì)土壤有機(jī)碳消耗巨大，當(dāng)常綠闊葉林完全演替到毛竹純林后，原來常綠闊葉林林下植被大部分已消失殆盡，再加上擇伐、挖筍等人類活動(dòng)的影響，地上、地下碳源大量減少，從而導(dǎo)致土壤有機(jī)碳?xì)w還降低，有機(jī)碳含量逐漸下降。

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(責(zé)任編輯：徐玉秀)

Exogenous Gene Transformation of 8-Year-Old Multi-gene TransgenicPopulus×euramericana‘Guariento’ and Its Influence on Soil Microbial Quantity

ZHUWen-xu,DINGChang-jun,ZHANGWei-xi,ZHANGBing-yu,HUANGQin-jun,CHUYan-guang,SUXiao-hua

(State Key Laboratory of Forest Genetics and Tree Breeding, Key Laboratory of Tree Breeding and Cultivation, State Forestry Administration, Research Institute of Forestry, Chinese Academy of Forestry, Beijing 100091, China)

[Objective]To evaluate the possibility of the ecological risk caused by multi-gene transgenicPopulus×euramericana‘Guariento’.[Method]The target genes were amplified by PCR, and the amounts of three species of rhizosphere soil microbe, including bacteria, actinomycetes and fungi, were counted.[Result]No target PCR product was observed in all samples analyzed. The amounts of bacteria, fungi and actinomycetes in non-rhizosphere soil between transgenic poplar and non-transgenic poplar did have some changes in different growing period, but no obvious regularity was found in these changes themselves.[Conclusion]The result suggested that no horizontal transfer of transgene occurred, and the gene transformation did not significantly affect the soil microbial quantity.

multi-gene transgenic poplar; gene transfer; soil microorganism; ecological safety

The Influence ofPhyllostachysedulisExpanding into Evergreen Broadleaf Forest on Soil Property and Its Related Analysis

ZHAOYu-hong1，2,FANShao-hui2,LUOJia-dong3

(1.Forest Product Industry Programming and Design Institution, Beijing 100010, China; 2.International Center for Bamboo and Rattan, SFA Key Laboratory of Bamboo and Rattan Science and Technology, Beijing 100102, China; 3.Experiment Center of Subtropical Forestry, Chinese Academy of Forestry, Fenyi 336600, Jiangxi, China)

2016-06-12 基金項(xiàng)目： 國(guó)家“863”國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(2013AA102703)；林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)重大項(xiàng)目(201004004) 作者簡(jiǎn)介： 朱文旭(1986-)，男，遼寧省遼陽人，在讀博士.研究方向：林木遺傳育種．E-mail：zhuwenxu.315@163.com * 通訊作者：研究員，首席專家．研究方向：林木遺傳育種.E-mail：suxh@caf.ac.cn

10.13275/j.cnki.lykxyj.2017.02.023

S718.46

A 文章編號(hào)：1001-1498(2017)02-0349-05

14 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1001-1498(2017)02-0354-06