专利名称：一种转gagal基因大豆及其受体根际土壤微生物群落多样性度量指数的遴选方法
—种转gagal基因大豆及其受体根际土壤微生物群落多样性度量指数的遴选方法—:技术领域
本发明属于土壤微生物学研究技术领域，具体涉及大田种植方式下，转基因大豆根际土壤微生物群落多样性的度量指数的遴选技术。二 背景技术
目前，土壤微生物群落多样性的研究方法主要有PLFA的微生物脂类分析法、 BIOLOG微平板法和基于PCR扩增的rRNA的DNA指纹分析法等。科学工作者通常运用PLFA 种类和数量的变化来探讨土壤微生物群落结构多样性的变化，采用PCR-DGGE分析法对土壤细菌16SrDNA的扩增和细菌物种增减的展示来探讨土壤微生物遗传多样性的变化，利用 BIOLOG(-GN, -GP, -FF和-ECO)板上土样温育培养过程中不同微生物对不同种和不同类单一含碳有机物的催化来探讨土壤可培养微生物群落(包括革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌、 真菌和总体微生物)功能多样性的变化。这些方法研究的侧重点不同，各有其优劣，综合考察更为全面、准确。
物种丰富度是指一个群落或生境中物种数目的多寡，即存在于某个特定区域或给定样本内物种的数量；物种均匀度是指一个群落或生境中全部物种个体数目的分配状况， 即各物种个体数目分配的均匀程度。多样性指数是反映丰富度和均匀度的综合指标。物种丰富度好理解、好衡量，而物种多样性的衡量就很复杂，因为对其的衡量会随物种丰富度、物种均匀度的重要度而 变化。比如，具低丰富度和高均匀度的群落与具高丰富度与低均匀度的群落，可能得到相同的多样性指数。由于对物种丰度关系不同方面的重视有许多不同方法，因而多样性指数很多(如Shannon指数、Shannon均勻度指数、McIntosh指数、 McIntosh均勻度指数、Simpson指数和Gini指数等)，所反映的生态学意义也有侧重。不过，所有的标准都必须针对物种丰富度或针对物种均匀度，任何一个再完善的多样性指数都不可能将隐藏于物种丰度分布内的信息提炼成一个简单的统计数据，因而通过科学的方法分别遴选出具优势度的多样性指数以度量土壤微生物群落结构、遗传和功能多样性就显得特别重要。
Simpson E H 在 1949 年《Nature》第 163 期 4148 卷 p688 发表的 Measurement of Diversity (多样性的度量)上认为，Simpson指数与Shannon指数、Shannon均勻度指数、 McIntosh均勻度指数和Gini指数等存在显著负相关；McIntosh R I在1967年《Ecology》 第48期p392_404发表的An index of diversity and the relation of certain concepts to diversity (多样性指数及其描述多样性时特定概念的关系)上认为，McIntosh指数也与Shannon指数、Shannon均勻度指数、McIntosh均勻度指数和Gini指数等存在显著负相关。虽然上述文献强调的是不同多样性指数在描述生态学意义上的相关性，但是对土壤微生物群落BI0L0G (-GN, -GP, -FF和-EC0)板、PCR-DGGE和PLFA浩繁的试验数据运用这些多样性指数进行分析处理，最后确定各个土壤指标具优势度的可用度量指数，迄今为止并不多见。
发明内容
本发明以大豆品种N2899和其为受体的Gagal 17-4，Gagal 21-8和Gagal 57 三个转基因大豆品系在大田种植方式下的根际土壤微生物群落BI0L0G(-GN，-GP, -FF 和-ECO)板、PCR-DGGE和PLFA的试验数据为材料，遴选出了其根际土壤微生物群落结构、 遗传及功能多样性具优势度的度量指数，其结果为
PLFA水平上，McIntosh指数可用于其根际土壤微生物群落结构多样性的度量；
PCR-DGGE水平上，McIntosh均匀度指数可用于其根际土壤微生物群落遗传多样性的度量；
Biolog水平上，Shannon均匀度指数可用于其根际土壤微生物群落革兰氏阴性菌功能多样性的度量；Shannon指数、Shannon均勻度指数、McIntosh指数、McIntosh均勻度指数、Simpson指数和Gini指数均可度量其根际土壤微生物群落革兰氏阳性菌的功能多样性；McIntosh指数可用于其根际土壤微生物群落丝状真菌功能多样性的度量；Shannon指数、Shannon均勻度指数、McIntosh指数、McIntosh均勻度指数、Simpson指数和Gini指数均可度量其根际土壤总体微生物群落的功能多样性。
本发明根据不同多样性指数(即Shannon指数、Shannon均勻度指数、McIntosh指数、McIntosh均勻度指数、Simpson指数和Gini指数)对转gagal基因大豆及其受体根际土壤微生物群落在结构、遗传和功能多样性的度量结果，以及同一多样性指数对不同土壤微生物群落指标(即PLFA、PCR-DGGE、Biolog-GN，-GP，-FF，-ECO)度量值的差异显著度，结合根际土壤微生物群落分别在结构、遗传和功能多样性层面考察指数之间的显著相关性， 遴选出度量各个土壤指标具优势度的多样性指数。 四具体实施方式
表I试验用大豆品种受体转基因品(株)系名称Ν2899 (CK)Gagal 17-4 (简称 17-4)Gagal 21-8 (简称 21-8)Gagal 57 (简称 57)目标基因功能通过花粉管将非洲菊花器官发育调节基因 gagal导入大豆受体CK，引起大豆的球蛋白组成变化和富含S氨基酸增加。
如表I所不，试验使用转gagal基因大 的不同品系，以其非转基因受:体品种为对照。每个样品设3个重复，于2009年大田网室中秋播种植。以大豆花期根际土壤为试验材料所获取的微生物群落PLFA，PCR-DGGE和Biolog(GN2，GP2，FF和ECO板)数据应用于多样性指数的度量。度量土壤微生物群落多样性的指数公式见表2。
表2 土壤微生物群落多样性指数公式
权利要求
1.大豆品种N2899和以其为受体的Gagal17-4，Gagal21-8和Gagal57三个转基因品系在大田种植方式下，根际土壤微生物群落结构、遗传及功能多样性指数的度量，其结果为 在PLFA水平上，McIntosh指数可用于其根际土壤微生物群落结构多样性的度量； 在PCR-DGGE水平上，McIntosh均匀度指数可用于其根际土壤微生物群落遗传多样性的度量； 在Biolog水平上，Shannon均匀度指数可用于其根际土壤微生物群落革兰氏阴性菌功能多样性的度量；Shannon指数、Shannon均勻度指数、McIntosh指数、McIntosh均勻度指数、Simpson指数和Gini指数均可度量其根际土壤微生物群落革兰氏阳性菌的功能多样性；McIntosh指数可用于其根际土壤微生物群落丝状真菌功能多样性的度量；Shannon指数、Shannon均勻度指数、McIntosh指数、McIntosh均勻度指数、Simpson指数和Gini指数均可度量其根际土壤总体微生物群落的功能多样性。
2.根据权利要求1所述具优势度的多样性指数的遴选方法，其特征是根据不同多样性指数(即Shannon指数、Shannon均勻度指数、McIntosh指数、McIntosh均勻度指数、Simpson指数和Gini指数)对根际土壤微生物群落在结构、遗传和功能多样性的度量结果，以及同一多样性指数对不同土壤微生物群落指标(即PLFA、PCR-DGGE、Biolog-GN,-GP,-FF,-ECO)度量值的差异显著度，结合根际土壤微生物群落分别在结构、遗传和功能多样性层面考察指数之间的显著相关性进行遴选。
3.根据权利要求2所述遴选方法在其他转基因大豆根际土壤微生物群落结构、遗传和功能多样性度量中的应用。
全文摘要
本发明名称为一种转gagal基因大豆及其受体根际土壤微生物群落多样性度量指数的遴选方法涉及土壤微生物学研究技术领域，及大田种植转基因大豆根际土壤微生物群落多样性度量指数的遴选技术。要解决的技术问题是以科学方法遴选出优势多样性指数以度量土壤微生物群落结构、遗传和功能多样性。技术方案要点为根据不同多样性指数对转gagal基因大豆及其受体根际土壤微生物群落多样性的度量结果，及同一多样性指数对土壤微生物群落PLFA、DGGE、BIOLOG层面度量值的差异显著度，结合根际土壤微生物群落在多样性层面考察指数间的显著相关性，遴选出度量各个指标的优势多样性指数。主要用途可用于其他转基因大豆根际土壤微生物群落多样性的度量中。
文档编号C12Q1/04GK103014149SQ20121042114
公开日2013年4月3日 申请日期2012年10月19日 优先权日2012年10月19日
发明者刘根林 申请人:江苏省林业科学研究院