转基因作物问世以来,其发展速度超乎人们所想,一方面转基因作物在解决许多国家粮食问题方面做出了巨大贡献,另一方面其快速发展所带来的环境、生态、食品安全问题也备受人们关注。开展Bt蛋白的土壤环境效应研究,有助于转Bt作物的良性发展。本文以人工提取的两种Bt杀虫晶体蛋白(Cry1Ab和Cry1Ac)为材料,以三种水稻土(潮土性水稻土、红壤性水稻土和黄棕壤性水稻土)为对象,通过化学分析和DGGE手段研究了Bt蛋白处理对土壤的理化性质、氮素形态、反硝化酶、反硝化速率和土壤微生物遗传多样性的影响,从而为弄清Bt蛋白对土壤氮素循环及生态环境的影响提供参考。主要结果如下：(1)Bt蛋白添加到土壤2h后3种供试土壤CrylAc、Cry1Ab/Cry1Ac处理中可提取的Bt蛋白量分别是：潮土性水稻土167.8ng/g、135.8ng/g、149.2ng/g,红壤性水稻土281.7ng/g、195.2ng/g、166.4ng/g,黄棕壤性水稻土346.1ng、351.0ng/g、367.5ng/g。同时,加入土壤的Bt蛋白也会降解,2h-7天降解速率较快,7天后基本达到平衡。不同土壤中Bt蛋白的降解速率不同,黄棕壤性水稻土最慢。本研究对Bt蛋白的降解特性用双常数模型进行拟合,效果较好,以此模型推算出供试土壤中CrylAb、Cry1Ac、CrylAb/CrylAc处理Bt蛋白的DT50分别是：潮土性水稻土2.7、2.7、2.3天,红壤性水稻土3.5、2.9、2.5天,黄棕壤性水稻土1.9、2.3、1.0天；DT90分别是：潮土性水稻土89.6、39.5、54.2天,红壤性水稻土49.5、81.8、46.0天,黄棕壤性水稻土19.9、29.6、39.1天。(2)Bt蛋白处理下,潮土性水稻土和红壤性水稻土中pH值在短期内高于对照处理,随着淹水时间的延长,这种现象越来越不明显,长期培养之后无差异。红壤性水稻土不同Bt蛋白处理作用效果有差异,表现为Cry1Ab<Cry1Ac<Cry1Ab/Cry1Ac。Bt蛋白降低了潮土性水稻土中有机质的降解速率；长期淹水培养后红壤性水稻土Bt蛋白处理全氮含量高于对照处理,黄棕壤性水稻土Bt蛋白处理C/N低于对照处理；其它方面无明显变化。(3)风干水稻土重新淹水后,土壤中硝态氮在1天内快速降低,然后稳定在5～10mg/kg。添加Bt蛋白后红壤性水稻土中硝态氮含量高于对照处理,但另外两种供试土壤各处理间没有差异。水稻土风干后反硝化酶活性较低,重新淹水后在2天内逐渐恢复活性,之后又有所下降。对照处理中潮土性水稻土、红壤性水稻土、黄棕壤性水稻土硝酸还原酶活性最大值分别为2.78、1.26、6.28mg/g/d,亚硝酸还原酶活性最大值分别为5.89、2.50、3.22mg/g/d。潮土性水稻土和黄棕壤性水稻土中,CrylAb和Cry1Ab/Cry1Ac处理抑制了土壤硝酸还原酶的活性,红壤性水稻土中硝酸还原酶活性变化较复杂,Bt蛋白影响不明显。三种供试土壤中Cry1Ac处理在约25天内也有抑制作用,之后则表现为明显的促进作用。Bt蛋白对土壤亚硝酸还原酶活性有明显的抑制作用。Bt蛋白处理下不同土壤之间反硝化酶活性差异缩小。(4)土壤反硝化速率与硝态氮含量和反硝化酶活性有相似的现象,在淹水初期快速上升,之后下降并保持稳定。对照处理中潮土性水稻土、红壤性水稻土、黄棕壤性水稻土反硝化速率最高值分别为18.93、4.97、216.55ng/g/h,Bt蛋白处理下的最高值分别为37.15.15.76、117.84ng/g/h。后期Cry1Ac蛋白处理下红壤性、黄棕壤性水稻土反硝化速率高于对照处理,Cry1Ab和Cry1Ac处理下潮土性水稻土反硝化速率低于对照处理,其它处理无明显影响。(5)变性梯度凝胶电泳(DGGE)分析结果显示,对照、Cry1Ab、Cry1Ac、 Cry1Ab/Cry1Ac处理培养50天后潮土性水稻土Shannon指数分别为3.29、3.29、3.55、3.41,黄棕壤性水稻土Shannon指数分别为3.02、3.34、3.48、3.56。Cry1Ac提高了潮土性水稻土中微生物Shannon指数,Cry1Ab对其没有影响；Cry1Ab和Cry1Ac都提高了黄棕壤性水稻土中微生物的丰富度指数。同时,Bt蛋白对土壤微生物群落结构组成、微生物优势物种有一定影响。