转基因抗草甘膦棉花对草甘膦的耐受性研究

为了明确转基因抗草甘膦棉花10-6001对除草剂草甘膦的耐受性,以转基因抗草甘膦棉花材料10-6001和常规棉花品种冀棉958（ CK）为试验材料,在棉苗6片真叶时叶面喷施不同浓度〔0（不喷施除草剂,人工除草, CK）、0.25％和0.50％〕的草甘膦溶液,分别于施药后0（当天下午）、1、7、14和21 d调查棉花的株高、药害级别、受害指数和死苗率,施药后35 d 调查棉花的死苗情况;分析2种棉花对不同浓度草甘膦的反应程度,并对其株高差异进行了显著性方差分析。结果表明：转基因抗草甘膦棉花品系10-6001对草甘膦的耐受性很好,喷施0.25％和0.50％草甘膦溶液的棉花在整个试验期间药害均较轻,表现为植株矮化,生长减慢,叶片略变小,且无死苗,株高方差分析结果显示与人工除草（ CK）相比差异均不显著;随着时间的延长,药害逐渐缓解。而常规品种冀棉958对草甘膦的耐受性很差,喷施0.25％和0.50％草甘膦溶液的棉花药害症状表现为植株矮化,生长缓慢,叶片变小、枯黄、褐化干枯,并且药害程度随着时间的延长而加重,药害级别和受害指数均高于10-6001,株高方差分析结果显示与人工除草（ CK）相比差异均达到了极显著水平,施药后35 d部分棉花出现整株枯死。     

耐草甘膦大豆种质资源筛选的研究

通过田间试验结合室内生物测定的方法,对不同大豆品种(系)进行了耐草甘膦特性的筛选,以期获得耐草甘膦大豆育种的新种质资源。结果表明,在草甘膦常规剂量下,不同大豆品种(系)对草甘膦耐性程度有着较大差异。褐皮豆和绥无腥豆1号耐性程度较强;DS系列大豆对草甘膦的耐性明显高于其他品系。通过室内生物测定对耐性程度较高的品种(系)进行进一步研究发现,DS品系等4个品系的耐性程度较高,其耐性倍数分别为4.23、3.82、2.93、2.59和2.48。室内考种数据表明,草甘膦虽然对耐性品系的株高有不同程度的抑制;但耐性品系可以正常的成熟结实,在单株荚数、百粒重等重要指标上具有可利用价值。     

第三复叶期喷施草甘膦对转基因大豆和普通大豆生理指标的影响

【目的】比较不同大豆品种经草甘膦处理后植株体内生理指标的变化,阐明转基因抗草甘膦大豆与常规大豆对草甘膦及其剂量的生理生化反应差异。【方法】采用随机区组的设计方法,在第三复叶期喷施不同剂量的41%草甘膦异丙胺盐水剂和10%草甘膦水剂,研究其对不同大豆品种叶片叶绿素含量指数、莽草酸含量和SOD活性等生理指标的影响。【结果】41%草甘膦异丙胺盐水剂和10%草甘膦水剂可以抑制抗草甘膦大豆RR1、RR2和普通大豆晋大75、晋豆27叶片的叶绿素合成,抗草甘膦大豆RR1、RR2对两种药剂的抗性高于普通大豆晋大75和晋豆27。4个大豆品种叶片的莽草酸含量随着草甘膦两种制剂剂量的增加而增加,RR1和RR2的增加趋势明显小于晋大75和晋豆27。草甘膦2种制剂对4个大豆品种叶片SOD活性的影响不大。41%草甘膦异丙胺盐水剂对4个大豆品种叶片莽草酸含量的影响大于10%草甘膦水剂,而对叶绿素含量和SOD活性的影响却小于10%草甘膦水剂。【结论】大豆不同品种对草甘膦的敏感程度不同,总的来说抗草甘膦大豆的抗性>普通大豆,RR1的抗性>RR2,晋豆27（晚熟）的抗性>晋大75（早熟）。在这3个生理指标中,敏感性依次为叶片莽草酸含量>叶绿素含量> SOD活性。     

裸燕麦萌发期耐盐性综合评价与耐盐种质筛选

【目的】对来自不同生态区的278份裸燕麦种质在萌发期的耐盐性进行综合评价,以期为裸燕麦萌发期耐盐性的鉴定和评价提供方法指导,同时为裸燕麦耐盐育种的亲本选择提供丰富的耐盐材料。【方法】以1.2%NaCl水溶液进行盐胁迫,以蒸馏水培养为对照,利用培养皿纸上发芽法在人工气候培养箱中进行裸燕麦种质萌发期的耐盐性鉴定,培养条件为25℃恒温、相对湿度（70±5）%、每天12 h光照（6:00-18:00）、光照强度150 μmol?m-2?s-1。以胚根至少与种子等长、苗高不短于种子长的1/2为发芽标准,培养96 h时统计各供试种质的发芽势,培养168 h时统计各供试种质的最终发芽率并测量幼苗的最长初生根长和苗高,以发芽势、发芽率、根长、苗高4个性状来鉴定供试种质对盐胁迫的反应。以基于4个鉴定指标的耐盐系数为评价依据,根据各指标耐盐系数的隶属函数值的变异系数来分配各指标的权重,利用加权隶属函数法对供试278份裸燕麦种质进行综合评价,结合聚类分析对供试种质进行耐盐性级别划分。【结果】与正常条件相比,在1.2% NaCl胁迫下,除了SHX88和NM47以外,其他所有材料的发芽势和发芽率都降低;所有材料的根长和苗高都受到抑制。不同材料在4个鉴定指标上都表现出差异。根据加权隶属函数值和聚类分析,可将供试278份裸燕麦种质分为耐盐性不同的5个级别：17份材料高度耐盐（1级）、114份材料耐盐（2级）、106份材料中等耐盐（3级）、25份材料对盐胁迫敏感（4级）、16份材料对盐胁迫高度敏感（5级）。在4项鉴定指标中,发芽势和发芽率与萌发期耐盐性的关系最为密切,但发芽率在材料间的表现比发芽势更为稳定。【结论】发芽率可作为裸燕麦萌发期耐盐性快速鉴定或种质资源初步筛选的鉴定指标。加权隶属函数法对于裸燕麦种质耐盐性综合评价具有较好的应用价值。SHX75等17份高耐盐性裸燕麦材料可进一步用于耐盐机理研究、耐盐育种以及盐碱地栽培。     

北移区木薯种质耐寒性初步评价

以75份木薯种质资源为试验材料,在田间自然低温条件下观察记载不同木薯种质茎叶受寒害程度及等级,并分析了木薯各农艺性状与寒害等级的相关性,以期为筛选出适宜北移区的耐寒性木薯种质提供理论依据。结果表明:经过自然低温天气后,木薯种质出现了不同程度的寒害症状。75份木薯种质寒害可分为5个等级,1～5级的品系数量分别为11、14、30、11和9个,其中SC205、GR4、NZ199等11份种质受寒害程度最低,表现出强耐寒性,而SC8、TG58、B716等9份种质受寒害程度最高,表现为低温敏感型。相关分析得出,木薯寒害等级与株高呈显著正相关,而与其他农艺性状无显著相关性。     

北移区木薯种质耐寒性初步评价

以75份木薯种质资源为试验材料,在田间自然低温条件下观察记载不同木薯种质茎叶受寒害程度及等级,并分析了木薯各农艺性状与寒害等级的相关性,以期为筛选出适宜北移区的耐寒性木薯种质提供理论依据.结果表明:经过自然低温天气后,木薯种质出现了不同程度的寒害症状.75份木薯种质寒害可分为5个等级,1～5级的品系数量分别为11、14、30、11和9个,其中SC205、GR4、NZ199等11份种质受寒害程度最低,表现出强耐寒性,而SC8、TG58、B716等9份种质受寒害程度最高,表现为低温敏感型.相关分析得出,木薯寒害等级与株高呈显著正相关,而与其他农艺性状无显著相关性.     

芦笋种子萌发期耐铝毒特性综合评价及筛选

为明确不同芦笋品种（系）的耐铝程度,为抗铝毒机理研究和品种选育提供参考,以25个芦笋品种（系）为材料,用500 mg·L^-1浓度的铝溶液进行胁迫处理,通过测定发芽率、发芽势、鲜重、胚根长、胚芽长等10个指标,采用平均隶属函数值、主成分分析、综合评价值和聚类分析等方法,综合评价芦笋种子萌发期铝毒耐性,并筛选萌发期耐铝毒芦笋种质。基于综合评价值聚类分析,将25个芦笋品种（系）分为5个耐性级别：其中,第I级含4份,为强耐铝毒品种(系);第Ⅱ级含4份,为耐铝品种(系);第Ⅲ级含4份,为中等耐铝品种(系);第Ⅳ级含11份为铝敏感品种(系);第Ⅴ级含2份,为铝毒极敏感品种(系)。通过综合评价和聚类分析,筛选出芦笋种子萌发期铝毒耐性极强的品种（系）UC157(F₁)和JX2123,可作为芦笋铝毒耐性育种和耐性机制研究的重要资源。     

大豆种质资源耐盐性鉴定与评价

【目的】 研究120份大豆种质资源芽期和苗期耐盐特性,筛选大豆耐盐资源,为新疆大豆耐盐新品种选育提供参考。【方法】 120份供试材料按照农业部《大豆耐盐性鉴定评价技术规范》 NY/PZ001-2002的标准,在萌发期设置2个不同NaCl(1.2%和1.5%)溶液处理,测定萌发期发芽率;大豆苗期用1.5% NaCl溶液对5 d的幼苗进行处理15 d后,测定株高、根长、植株鲜重、根鲜重、植株干重和根干重。【结果】 在1.2% NaCl浓度处理下,筛选出高耐盐品种2份,分别是中黄30号和FtC099,占参试材料的1.67%,相对盐害率为20.1%～40.0%的2级耐盐材料有10份,占8.33%;芽期在1.5%NaCl浓度处理下,筛选出2级耐盐材料为来自日本的FtC099,占参试验材料的0.83%。苗期中筛选出高耐盐材料有1份(日本引进品种S11-5),占0.83%。苗期2级耐盐材料有12份,占10%。【结论】 大豆种质资源芽期和苗期耐盐性表现不同,在盐胁迫条件下,盐敏感品种比耐盐品种受盐胁迫影响更大。     

不同时期喷施草甘膦对抗草甘膦转基因大豆生长和产量构成的影响

【目的】通过分析不同生长期喷施草甘膦后,抗草甘膦转基因大豆生长和产量构成的变化,阐明一定浓度的草甘膦对转基因大豆生长繁育的影响,并对转基因大豆田间实际除草过程中草甘膦喷施时间及浓度的合理选择提供数据支持及理论研究依据。【方法】选择抗草甘膦转基因大豆GTS-40-3-2,采用田间随机区组的设计方法,在大豆生长的V1-V5期茎叶喷施一定浓度梯度的41%草甘膦异丙胺盐水剂,研究草甘膦对不同时期转基因大豆生长及产量构成的影响,并同期监测该浓度梯度草甘膦的实际除草效果。【结果】1.23-12.30 kg•ai•hm-2的草甘膦均能有效控制杂草,但喷施草甘膦超过推荐剂量1.23-2.46 kg•ai•hm-2会抑制GTS-40-3-2主茎节和主茎复叶的生长及降低成熟期的单株粒数和单株产量。GTS-40-3-2的单株有效荚数和百粒重在喷施不同浓度草甘膦后保持对照水平,株高、结荚高和有效分枝数等产量相关性状在较低浓度草甘膦处理后还有一定增长。草甘膦对GTS-40-3-2生长繁育的影响因施药时间的不同存在差异,4.92-7.38 kg•ai•hm-2的草甘膦显著抑制V1和V2期大豆的生长和产量,但对V3-V5期大豆的产量构成没有明显影响;V3-V5期大豆茎叶生长的减缓发生在喷施一定浓度草甘膦后10-20 d,30 d后茎叶生长恢复至对照水平,但较高浓度（9.84-12.30 kg•ai•hm-2）的草甘膦仍会导致V4和V5期大豆单株粒数和单株产量的明显下降,V3期GTS-40-3-2的产量构成因素不受喷施草甘膦的影响。【结论】1.23-2.46 kg•ai•hm-2的草甘膦具有良好的除草效果,在转基因大豆生长的V1-V5期均能安全使用而不会造成大豆的生长抑制和减产。喷施草甘膦超过推荐剂量,一定程度上损伤大豆的结粒水平,但籽粒质量不受影响。草甘膦对不同时期转基因大豆生长繁育的影响程度为：V1、V2＞V4、V5＞V3,田间除草时选择V3期喷施草甘膦,从对转基因大豆生长和产量构成的影响角度而言,相对最为安全有效。     

不同烟草材料镉积累差异评价

为进一步研究烟草镉积累遗传特性和培育烟草镉低积累品种提供材料,以93份烟草材料为研究对象,采用水培试验,以耐性指数和镉含量为指标对不同烟草材料镉积累进行评价,获取镉低积累种质资源,并分析其镉积累特征。结果表明:(1)两个镉浓度处理下,供试烟草材料地上部均受到不同程度的抑制,且材料间表现出显著差异,并以耐性指数为聚类分析指标,将材料分为高耐性、中耐性和低耐性3类,中高耐性材料生物量及耐性指数显著高于低耐性材料。(2)两个镉浓度处理下,中高耐性烟草材料镉积累能力存在较大差异;以镉含量为聚类分析指标,将中高耐性材料分为低积累、中积累和高积累3类;在2 mg·L~(-1)镉处理下获得低积累材料12份,在10 mg·L~(-1)镉处理下获得10份。(3)低积累、中积累和高积累材料地上部生物量和镉积累量均随着镉处理浓度的增加而下降,而其镉含量则表现出相反的变化趋势;烟草镉低积累材料地上部生物量与中高积累材料相比差异不显著,但其镉含量和镉积累量显著低于中高积累材料。该研究中,通过镉积累差异评价获得镉低积累种质资源7份,分别为"云烟85"、"中烟90"、"翠碧一号"、"CF986"、"RG11"、"91-5~(8#)"和"9601~(16#)",这7份材料在两个镉处理下均表现出低积累特性,可为培育镉低积累烟草品种提供优良的遗传材料。     

利用中国秋大豆(Glycine max(L.) Merr)筛选SSR核心位点的研究

 选择中国秋大豆为试验材料 ,对基因组DNA进行SSR标记筛选和鉴定。经过 2 0 0个位点在琼脂糖胶上初筛和 96个位点在变性聚丙烯酰胺胶上复鉴 ,选出 6 0个位点 ,这些位点具有以下特点 :(1)分布在大豆 2 0个整合遗传连锁群 ,相邻位点间平均遗传距离在 5 0cM左右。除连锁群C2 、O上分别有 5个位点 ,G、K、M上分别有 2个位点外 ,其余 15个连锁群均分布有 3个位点 ;(2 )与 96个位点在 80份秋大豆种质检测到种质间遗传关系达到极显著相关 (r =0 .910 ) ;(3)在 80份秋大豆初选核心种质中表现出较高多态性 ,平均每个位点等位变异数为 9.3,多态性信息含量 (PIC)值为 0 .773;(4)在检测的秋大豆绝大多数种质基因组中 ,均为单一拷贝的位点 ,具有较高特异性 ;(5 )在相同的PCR扩增条件下 ,同一位点不同等位变异间易于识别且扩增强度较为一致。这套SSR核心位点的确定为中国大豆核心种质的构建奠定了基础。     

转Epsps基因大豆RR47对常规除草剂耐性的室内测定

通过室内盆栽转Epsps基因大豆RR47、受体大豆SW47和对照大豆吉育84,分别对其进行常规除草剂乙草胺、精禾草克与咪草烟混用和目标除草剂草甘膦的不同水平处理。结果表明:①对常规除草剂转基因大豆RR47和受体大豆SW47之间耐性基本相同,而转基因大豆RR47和受体大豆SW47比对照大豆吉育84对常规除草剂的耐性弱。表明不同大豆品对常规除草剂的耐性存在差异,与抗草甘膦基因的转入无关。②对目标除草剂草甘膦转基因大豆RR47的耐性极高,具有垂直抗性。受体大豆SW47和对照大豆吉育84对目标除草剂草甘膦无耐性。表明转基因大豆RR47与非转基因大豆SW47和吉育84有本质的区别,可以通过转基因技术获得新的性状。     

抗草甘膦野生大豆筛选及其抗性生理机制研究（英文）

[目的]初步确定抗草甘膦野生大豆抗性产生的生理机制,为抗草甘膦大豆育种奠定基础。[方法]利用田间试验对67份野生大豆材料进行草甘膦抗性筛选;并以抗性材料ZYD0685和敏感材料ZYD0790进行生理指标研究。[结果]在草甘膦有效剂量为1.23 kg/hm2条件下,不同野生大豆对草甘膦抗性存在明显差异,其中ZYD0685和ZYD2405的存活率最高,分别为87%和83%;7份材料的存活率为2.7%~38%;58份材料死亡。在草甘膦不同剂量处理下,抗性材料ZYD0685叶绿素和莽草酸含量没有明显变化,GSTs活性明显增加;而敏感材料ZYD0790莽草酸含量明显升高,叶绿素含量明显降低,GSTs活性变化幅度较小。[结论]降低莽草酸积累量较少是野生大豆抗草甘膦的主要生理反应。     

Overexpression of G10-EPSPS in soybean provides high glyphosate tolerance

Glyphosate is a highly efficient, broad-spectrum nonspecific herbicide that inhibits the 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase(EPSPS)-mediated pathway of shikimic acid. The screening of glyphosate-resistant EPSPS gene is a major means for the development of new genetically modified glyphosate-resistant transgenic crop. Currently, the main commercialized glyphosate-resistant soybean contains glyphosate-resistant gene CP4-EPSPS. In this study, a G10-EPSPS gene was reported providing glyphosate resistance in Zhongdou 32. Here, G10-EPSPS gene was introduced into soybeans through Agrobacterium-mediated soybean cotyledon node. PCR, Southern blotting, semi-quantitative RT-PCR, qRT-PCR, and Western blotting were used, and the results revealed that G10-EPSPS had been integrated into the soybean genome and could be expressed steadily at both mRNA and protein levels. In addition, glyphosate resistance analysis showed that the growth of transgenic soybean had not been affected by concentrations of 900 and 2 700 g a.e. ha~(–1) of glyphosate. All the results indicated that G10-EPSPS could provide high glyphosate resistance in soybeans and be applied in production of glyphosate-resistant soybean.     

应用RNA干扰技术创造低脂肪氧化酶活性大豆新种质

 【目的】通过RNA干扰技术抑制大豆籽粒中脂肪氧化酶基因表达,改良大豆品质,创造优良大豆新种质,探索大豆品质育种新途径。【方法】采用RT-PCR技术克隆大豆籽粒脂肪氧化酶基因（Lx1、Lx2、Lx3）核心保守序列357 bp片段,通过重组PCR构建大豆脂肪氧化酶基因RNA干扰表达载体,利用花粉管通道法转化大豆品种吉农18。【结果】获得了12个转基因株系,其中10个株系发生明显变化,SDS-PAGE电泳和脂肪氧化酶活性测定表明转基因植株籽粒中脂肪氧化酶活性明显降低,平均减低64.2%;经近红外谷物分析仪测定,转基因植株脂肪含量平均提高0.8%～1.5%,总蛋白含量降低1.2%～3.0%;RT-PCR结果表明转基因株系中脂肪氧化酶mRNA积累受到明显抑制。转基因植株2代及3代检测结果表明,转基因植株脂肪氧化酶活性均明显降低,脂肪含量均有所提高。【结论】应用RNA干扰技术可有效的抑制大豆籽粒中脂肪氧化酶基因表达,降低脂肪氧化酶活性,提高大豆油份含量,改良大豆品质,创造优良大豆种质。     

草甘膦对大豆田土壤养分及其功能酶活性的影响

为探究草甘膦对大豆田土壤养分及其功能酶活性的影响,以转基因抗草甘膦大豆呼交06-698为材料,采用田间试验方法,研究了1.2、2.4、3.6 kg·hm^-2草甘膦对大豆田土壤氮（N）、磷（P）、钾（K）及其功能酶活性的影响。2年试验结果均表明,在草甘膦2.4 kg·hm^-2和3.6 kg·hm^-2用量下,大豆田土壤碱解氮含量、速效磷含量、脲酶、纤维素酶、磷酸酶和根瘤固氮酶活性显著降低,降低峰值分别为10.57%、11.30%、67.66%、40.62%、45.88%和74.49%,过氧化氢酶活性显著升高,2年间的升高峰值为131.93%,速效钾含量不受草甘膦影响。这种影响随草甘膦施用后时间延长而逐步恢复正常,长时间不会对土壤养分及其功能酶活性带来不利影响。通过主成分与综合评价方法分析,草甘膦用量为2.4和3.6 kg·hm^-2时,以土壤N、P、K养分及其功能酶活性为主成分的土壤质量均高于CK。研究结果可为农田生态系统可持续利用和转基因抗草甘膦大豆商业化种植提供理论依据。     

世界大豆生育阶段光温综合反应的地理分化和演化

目的 大豆是短日喜温植物,对光温（日长、温度）条件敏感。大豆对光温反应的敏感性是大豆重要的驯化性状和适应性性状。在自然条件下,地理位置和/或播种季节是决定野生和栽培大豆分化的重要生态因素,这两个因素均是通过日长和温度等环境因素来调控大豆的生长发育。因而研究和比较野生和栽培大豆生长发育阶段光温综合反应特性的地理和季节分化,可以为大豆引种和适应性育种提供理论依据。 方法 选取1 519份世界代表性野生和栽培大豆,在安徽当涂进行2年春播和夏播田间试验,使用播季间生育期差异作为品种光温综合反应敏感性（photo-thermal comprehensive response sensitivity,PTCRS）评价指标,研究各地理生态型大豆生长发育阶段的光温反应特性。 结果（1）大豆的光温反应特性存在于生长发育的全过程。（2）野生大豆由南向北迁移时,生育前期和全生育期PTCRS减小,生育后期PTCRS增大,光温反应类型由前敏后钝变为前钝后敏,全生育期光温反应敏感。（3）野生大豆驯化为栽培大豆后,生育前期和全生育期PTCRS分别减小20%和16%,生育后期PTCRS变化较小,主要光温反应类型由前敏后钝变为前钝后敏和前钝后钝。（4）夏秋大豆和春大豆的全生育期PTCRS均表现由南向北逐渐减小;生育前期和生育后期PTCRS的地理分化则存在差异,其中,由南向北迁移时,夏秋大豆生育前期PTCRS减小、生育后期PTCRS先增后减,春大豆生育前期PTCRS无明显变化、生育后期PTCRS减小。（5）以中国黄淮和南方作为栽培大豆的起源中心,向北传播至中国东北、俄罗斯远东和瑞典南部,生育前期、后期和全生育期PTCRS均大幅减小;向东传播至朝鲜半岛和日本岛以及向西传播至北美北部、北美南部和中南美,生育前期和全生育期PTCRS减小,生育后期PTCRS无明显变化;向南传播至东南亚、南亚和非洲,生育前期和全生育期PTCRS增大、生育后期PTCRS无明显变化。（6）同一生态区不同生态型间PTCRS比较,春大豆生育前期、后期和全生育期PTCRS均最小,野生大豆生育前期PTCRS强于夏秋大豆,生育后期则表现相反,全生育期与夏秋大豆无显著差异。不同地理-播季生态型间PTCRS比较,生育前期PTCRS：南方野生大豆最敏感,其次是长江中下游野生大豆和南方夏秋大豆,然后是黄淮野生大豆和长江中下游夏秋大豆,余下地理生态型间无显著差异,均表现较钝感;生育后期PTCRS：长江中下游夏秋大豆最敏感,其次是东北和黄淮野生大豆及南方和黄淮夏秋大豆,余下地理生态型间差异较小,光温反应均较钝感;全生育期PTCRS：南方和长江中下游的野生及夏秋大豆间无显著差异,均表现敏感,其次是黄淮野生大豆,然后是东北野生大豆和黄淮夏秋大豆,春大豆PTCRS最小,且随纬度升高而显著减小。 结论 由地理和播季决定的光温综合条件是影响大豆生长发育的关键因素,不同地理-播季生态类型的野生和栽培大豆生育阶段对光温综合反应存在差异。中国黄淮及南方的栽培大豆向世界不同纬度的地理区域传播时,生育阶段光温综合反应的变化不同。全生育期光温反应敏感是大豆的原始性状,长江中下游的夏秋大豆可能为最具这种野生原始性状的栽培类型。