專利名稱：一種轉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的遴選方法
—種轉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的遴選方法—:技術領域
本發明屬于土壤微生物學研究技術領域，具體涉及大田種植方式下，轉基因大豆根際土壤微生物群落多樣性的度量指數的遴選技術。二 背景技術
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。科學工作者通常運用PLFA 種類和數量的變化來探討土壤微生物群落結構多樣性的變化，采用PCR-DGGE分析法對土壤細菌16SrDNA的擴增和細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。這些方法研究的側重點不同，各有其優劣，綜合考察更為全面、準確。
物種豐富度是指一個群落或生境中物種數目的多寡，即存在于某個特定區域或給定樣本內物種的數量；物種均勻度是指一個群落或生境中全部物種個體數目的分配狀況， 即各物種個體數目分配的均勻程度。多樣性指數是反映豐富度和均勻度的綜合指標。物種豐富度好理解、好衡量，而物種多樣性的衡量就很復雜，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。由于對物種豐度關系不同方面的重視有許多不同方法，因而多樣性指數很多(如Shannon指數、Shannon均勻度指數、McIntosh指數、 McIntosh均勻度指數、Simpson指數和Gini指數等)，所反映的生態學意義也有側重。不過，所有的標準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都不可能將隱藏于物種豐度分布內的信息提煉成一個簡單的統計數據，因而通過科學的方法分別遴選出具優勢度的多樣性指數以度量土壤微生物群落結構、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 發表的 Measurement of Diversity (多樣性的度量)上認為，Simpson指數與Shannon指數、Shannon均勻度指數、 McIntosh均勻度指數和Gini指數等存在顯著負相關；McIntosh R I在1967年《Ecology》 第48期p392_404發表的An index of diversity and the relation of certain concepts to diversity (多樣性指數及其描述多樣性時特定概念的關系)上認為，McIntosh指數也與Shannon指數、Shannon均勻度指數、McIntosh均勻度指數和Gini指數等存在顯著負相關。雖然上述文獻強調的是不同多樣性指數在描述生態學意義上的相關性，但是對土壤微生物群落BI0L0G (-GN, -GP, -FF和-EC0)板、PCR-DGGE和PLFA浩繁的試驗數據運用這些多樣性指數進行分析處理，最后確定各個土壤指標具優勢度的可用度量指數，迄今為止并不多見。
發明內容
本發明以大豆品種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的試驗數據為材料，遴選出了其根際土壤微生物群落結構、 遺傳及功能多樣性具優勢度的度量指數，其結果為
PLFA水平上，McIntosh指數可用于其根際土壤微生物群落結構多樣性的度量；
PCR-DGGE水平上，McIntosh均勻度指數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、Shannon均勻度指數、McIntosh指數、McIntosh均勻度指數、Simpson指數和Gini指數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、Shannon均勻度指數、McIntosh指數、McIntosh均勻度指數、Simpson指數和Gini指數均可度量其根際土壤總體微生物群落的功能多樣性。
本發明根據不同多樣性指數(即Shannon指數、Shannon均勻度指數、McIntosh指數、McIntosh均勻度指數、Simpson指數和Gini指數)對轉gagal基因大豆及其受體根際土壤微生物群落在結構、遺傳和功能多樣性的度量結果，以及同一多樣性指數對不同土壤微生物群落指標(即PLFA、PCR-DGGE、Biolog-GN，-GP，-FF，-ECO)度量值的差異顯著度，結合根際土壤微生物群落分別在結構、遺傳和功能多樣性層面考察指數之間的顯著相關性， 遴選出度量各個土壤指標具優勢度的多樣性指數。 四具體實施方式
表I試驗用大豆品種受體轉基因品(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)目標基因功能通過花粉管將非洲菊花器官發育調節基因 gagal導入大豆受體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gagal基因大 的不同品系，以其非轉基因受:體品種為對照。每個樣品設3個重復，于2009年大田網室中秋播種植。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，FF和ECO板)數據應用于多樣性指數的度量。度量土壤微生物群落多樣性的指數公式見表2。
表2 土壤微生物群落多樣性指數公式
權利要求
1.大豆品種N2899和以其為受體的Gagal17-4，Gagal21-8和Gagal57三個轉基因品系在大田種植方式下，根際土壤微生物群落結構、遺傳及功能多樣性指數的度量，其結果為 在PLFA水平上，McIntosh指數可用于其根際土壤微生物群落結構多樣性的度量； 在PCR-DGGE水平上，McIntosh均勻度指數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、Shannon均勻度指數、McIntosh指數、McIntosh均勻度指數、Simpson指數和Gini指數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、Shannon均勻度指數、McIntosh指數、McIntosh均勻度指數、Simpson指數和Gini指數均可度量其根際土壤總體微生物群落的功能多樣性。
2.根據權利要求1所述具優勢度的多樣性指數的遴選方法，其特征是根據不同多樣性指數(即Shannon指數、Shannon均勻度指數、McIntosh指數、McIntosh均勻度指數、Simpson指數和Gini指數)對根際土壤微生物群落在結構、遺傳和功能多樣性的度量結果，以及同一多樣性指數對不同土壤微生物群落指標(即PLFA、PCR-DGGE、Biolog-GN,-GP,-FF,-ECO)度量值的差異顯著度，結合根際土壤微生物群落分別在結構、遺傳和功能多樣性層面考察指數之間的顯著相關性進行遴選。
3.根據權利要求2所述遴選方法在其他轉基因大豆根際土壤微生物群落結構、遺傳和功能多樣性度量中的應用。
全文摘要
本發明名稱為一種轉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的遴選方法涉及土壤微生物學研究技術領域，及大田種植轉基因大豆根際土壤微生物群落多樣性度量指數的遴選技術。要解決的技術問題是以科學方法遴選出優勢多樣性指數以度量土壤微生物群落結構、遺傳和功能多樣性。技術方案要點為根據不同多樣性指數對轉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果，及同一多樣性指數對土壤微生物群落PLFA、DGGE、BIOLOG層面度量值的差異顯著度，結合根際土壤微生物群落在多樣性層面考察指數間的顯著相關性，遴選出度量各個指標的優勢多樣性指數。主要用途可用于其他轉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 優先權日2012年10月19日
發明者劉根林 申請人:江蘇省林業科學研究院