土壤微生物群落在陆地生态系统中起着非常重要的作用。环境内任何因子的细微变化都会造成土壤微生物群落在结构、遗传及功能多样性上发生改变。土壤微生物群落的相关研究,具有极大的潜在意义。本研究从转基因生物的生态安全这一热点问题出发,综合运用多种方法,探讨了根际箱内转基因大豆种植对土壤微生物群落的影响。转基因大豆的根际分泌物、落叶及植株残留部分进入土壤后,会影响土壤质量。受到影响的土壤质量指标有含水量、pH值、碳／氮含量、金属元素含量、酶活性、微生物功能多样性、微生物结构多样性和遗传多样性等等。本实验于2010年选取以南农88-1(CK-1)为受体的OE-8、OE-7、RNAi-3三个转基因品系(受体品种A组)和以N2899(CK-2)为受体的Gagal17-4、Gagal21-8、Gagal57三个转基因品系(受体品种B组)为材料,在根际箱内种植之后,考察相比于受体,其土壤理化性质、酶活性的变化,并运用PLFA测定法和Biolog检测法考察根际箱内种植的转基因大豆对其根际土壤微生物群落结构多样性和功能多样性的影响。主要研究结果如下：1)转基因大豆与其受体根际土壤的含水量,会因为受体的基因型不同、生长时期不同、同一基因型的不同转基因品系不同而发生显著差异。2)转基因大豆品系Gagal17-4和Gagal57生长过程中,显酸性的根系分泌物对根际土壤产生的酸碱度累积效应显著大于品系Gagal21-8和受体品种A组。3)两组不同受体的转基因大豆花期根际土壤中碳、氮元素的含量与其受体相比,不存在显著差异；A组转基因大豆品系到花期时,根系对根际土壤中硫元素的吸收较其受体更好,导致根际土壤中硫元素含量降低。B组转基因品系与其受体相比,到花期时品系Gagal57的根际土壤中硫元素含量显著升高。这说明,转基因大豆品系对根际土壤中硫元素的吸收,可能会因生长期不同、基因型不同、吸收方式或代谢途径不同而发生显著差异；品系RNAi-3的根系对环境中钙元素的吸收能力较强,品系Gagal57和Gagal21-8的根系对环境中钡、钻、铁、钒和锌元素的吸收能力较弱。4)在大豆生长旺盛的花期,与受体相比,两组的酸性磷酸酶活性、碱性磷酸酶活性均没有显著差异；转基因大豆品系对其根际土壤蔗糖转化酶活性的影响不显著,FDA水解酶活性没有显著差异；脲酶活性测定显示,B组转基因大豆品系根际土壤中以尿素形式存在的氮或其他氨态氮占土壤总氮量的比例显著高于其受体,A组根际土壤中这一类型的氮所占比例要比B组普遍高；芳基硫酸酯酶活性测定显示,在生长到达花期前,A组转基因大豆品系根际土壤中以无机形态存在的硫元素比重显著高于其受体,且这类硫元素很多已由转基因大豆根系较好地吸收,导致到花期时,转基因大豆根际土壤中有待芳基硫酸酯酶矿化的有机硫比重下降。这说明,A组中3个富含S氨基酸的转基因大豆品系主要在花期前进行着活跃的富积硫元素的生理活动。5)对于革兰氏阳性菌特征PLFA含量、细菌总PLFA含量和土样总PLFA含量,A组品系OE-8较受体显著提高,B组品系Gagal17-4和Gagal57较受体有极显著的提高；对单个PLFA含量进行主成分分析显示,花期转基因大豆品系根际土壤总体微生物群落结构发生了改变,与其受体相比,土壤微生物群落变化较大的品系有OE-7,RNAi-3,Gagal17-4和Gagal57。6)利用Biolog板分析土壤可培养微生物对不同单一碳底物利用的功能多样性结果显示,在Biolog(-GN,-GP,-FF和-ECO)微平板上,A组的RNAi-3品系根际土壤微生物群落活性显著低于,甚至极显著低于其受体。且在4种微平板上,采用的多样性指数也表明,品系RNAi-3根际土壤微生物群落的丰富度、多样性和均度都显著低于,甚至极显著低于其受体,品系OE-7根际土壤微生物群落的丰富度和均度显著低于其受体；在微平板上,采用的多样性指数也表明,B组品系Gagal57和Gagal17-4根际土壤微生物群落的丰富度、多样性和均度都显著低于其受体。为了描述转基因大豆品系根际土壤微生物群落的多样性,本文还对2009年相同转基因大豆品系及其受体材料于大田种植后的土壤指标实验数据进行多样性指数的处理与分析,以考察每个多样性指数在描述土壤指标,包括微生物群落结构、遗传及功能多样性方面的各自优势和缺陷,最后确定各个土壤指标的可用度量指数。结果如下：1)在PLFA水平上,Gini指数和Mclntosh旨数可分别用于A组和B组根际土壤微生物群落多样性的分析。在A组,可用Gini指数、Shannon旨数、Simpson指数和Simpson指数1-D表示指数间的相关,用Simpson指数和Simpson旨数1-D、1/D表示指数与土壤理化因子(pH值、C/N和硫含量)间的相关；在B组,可用Simpson指数和Simpson指数1-D、1/D表示指数间的相关性,用McIntosh均匀度指数表示指数与土壤理化因子间的相关。2)在Biolog-GN水平上,McIntosh旨数和Shannon均匀度指数可分别用于A组和B组根际土壤微生物群落多样性的分析。在A组,Shannon旨数可用来表示指数间的相关,Gini指数较能表示指数与土壤理化因子间的相关；在B组,Shannon指数、McIntosh均匀度指数可用来表示指数间的相关,Shannon均匀度指数、Simpsonl-D、McIntosh均匀度指数较能表示指数与土壤理化因子间的相关。3)在Biolog-GP水平上,所有指数都可用来度量两组根际土壤微生物群落的多样性。在A组,Gini指数、Shannon指数、Shannon均匀度指数可用来表示指数间的相关,Gini指数、Shannon旨数、McIntosh均匀度指数较能表示指数与土壤理化因子间的相关；在B组,Shannon指数可用来表示指数间的相关性,Simpson指数和Simpson旨数1-D、McIntosh旨数较能表示指数与土壤理化因子间的相关。4)在Biolog-FF水平上,Shannon指数和McIntosh指数可分别用于A组和B根际土壤微生物群落多样性的分析。在A组,Simpson指数、McIntosh旨数、McIntosh均匀度指数可用来表示指数间的相关,所有指数都可表示指数与土壤理化因子间的相关；在B组,Gini指数可用来表示指数间的相关,Shannon指数及均匀度指数、Simpson旨数1/D较能表示指数与土壤理化因子间的相关。5)在Biolog-ECO水平上,Shannon旨数可分别用于A组根际土壤微生物群落多样性的分析,所有指数都可用来度量B组根际土壤微生物群落多样性。在A组,Shannon旨数及均匀度指数、McIntosh指数可用来表示指数间的相关,Simpson指数和Simpson指数1-D、McIntosh均匀度指数较能表示指数与土壤理化因子间的相关；在B组,Gini指数、Shannon指数及均匀度指数、McIntosh指数及均匀度指数可用来表示指数间的相关性,Shannon指数、McIntosh指数较能表示指数与土壤理化因子间的相关。6)在PCR-DGGE水平上,McIntosh均匀度指数可分别用于A组和B根际土壤微生物群落多样性的分析。在A组,Gini指数与Shannon指数、Shannon均匀度指数、Simpson指数与指数1/D可用来表示指数间的相关性,Shannon均匀度指数较能表示指数与土壤理化因子间的相关；在B组,Simpson指数与指数1-D可用来表示指数间的相关性,Gini指数与Shannon指数、McIntosh指数及均匀度指数较能表示指数与土壤理化因子间的相关。7)比较同一指数在Biolog, DGGE, PLFA三种不同方法中的异同,除了Biolog GP板、GN板,只有Shannon指数在A组各个不同处理和方法中有显著差异；除了Biolog GP板、ECO板,只有McIntosh指数在B组各个不同处理和方法中有显著差异。本研究从不同角度评价了转基因品质改良大豆对土壤系统的影响。作为土壤微生态学研究内容,其结果对进一步研究转基因安全评价具有一定的积极意义。