抗旱转基因小麦(Triticum aestivum L.) 的杂草性评价

【目的】全球转基因作物商业化迅猛发展,包括杂草化在内的一系列生态风险评估和研究尤为重要。文章中系统评价抗旱转基因小麦MGX-L大面积推广种植可能带来的演化为杂草的生态风险,为转基因抗旱小麦的环境安全评价标准制定提供科学依据。【方法】通过比较荒地和栽培地上抗旱转基因小麦、受体小麦和当地常规品种的农艺性状,评价转基因小麦的生存竞争能力;并比较荒地上生存的转基因小麦与受体的繁殖系数,评价转基因小麦群体在野外的生存能力。比较转基因小麦和受体品种的自生苗比率、种子落粒性、及深埋和浅埋地下种子萌发情况,评价转基因小麦的自然延续能力。比较转基因小麦和受体品种的花粉活力、花粉大小和花粉育性,评价转基因小麦的自然繁育能力。综合分析以上各项评价结果,评价抗旱转基因小麦演变为杂草的可能性。【结果】转基因小麦在栽培地上种植,其株高、总穗数和穗粒数与受体品种相比,没有显著差异,而转基因小麦的产量、千粒重显著高于受体品种。但和其他非转基因当地主栽小麦品种相比,或没有显著差异,或低于其他非转基因小麦品种,因此,转基因小麦与其非转基因小麦对照相似,在栽培地种植没有更强的生存竞争能力。在荒地环境下,转基因小麦生存竞争能力和受体品种没有显著差异。在荒地上种植且成熟的转基因小麦,单位面积内收获的总籽粒数少于上一年种下的种子粒数,其繁殖系数低于1。转基因小麦群体不可能在野外环境中自然维持下去。转基因小麦种子的落粒性和产生自生苗比率与受体品种相比没有显著差异。深埋20 cm以下土层的转基因小麦和受体品种的种子全部腐烂;浅埋3 cm土层的转基因小麦和受体品种的种子或者腐烂或者出苗,没有发现未萌发且保存完好能够保持活力继续发芽的种子,二者的种子腐烂或出苗的比率没有显著差异,说明转基因小麦和受体品种种子的延续能力低且无显著差异。【结论】转基因抗旱小麦MGX-L与其受体对照品种济麦22及其他非转基因当地主栽品种相似,耐旱性状的引入不会增加小麦的杂草化潜势。     

抗草甘膦转基因大豆的抗性及栽培地生存竞争能力研究

研究以实验室自主培育的抗草甘膦转基因大豆SHZD32-01为材料,以非转基因受体中豆32和适合当地栽培的皖豆31为对照,通过田间喷施不同剂量草甘膦,比较转基因大豆和受体大豆成活率及株高的差异;此外,在常规栽培条件下,比较不同时期的转基因大豆SHZD32-01、受体大豆和皖豆31的株高、复叶数、相对覆盖度的差异及成熟期(R8)后繁育系数和落粒率的差异,研究转基因大豆在常规栽培条件下的生存竞争能力。结果表明,SHZD32-01在喷施1.230~4.920kg/hm2草甘膦条件下生长不受抑制;栽培地条件下,不同时期的3个大豆品种的上述调查指标均无显著差异。因此,SHZD32-01对草甘膦抗性较好,无栽培地生存竞争优势,不具有杂草化的潜力。     

高油酸转基因大豆HOA_(80)生存竞争能力检测

本试验对高油酸转基因大豆HOA80、受体大豆SW80和常规对照大豆吉育71开展荒地生存能力、繁育能力等方面的安全检测。结果表明:正常播种条件下,高油酸转基因大豆的生存竞争能力、繁育能力等方面与受体大豆相一致;与杂草相比,3个大豆品种表现为生长速度慢、覆盖度小和繁殖力低等。在地表撒播条件下,3个大豆品种均不能成苗。由此可见,高油酸转基因大豆没有增强其自身生存能力和繁育能力,也没有与杂草相竞争的优势,对农业环境生态安全无影响。     

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。     

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。     

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。     

施用草甘膦对转基因抗除草剂大豆田杂草防除、大豆安全性及杂草发生的影响

【目的】转GAT和EPSPS双价基因抗草甘膦大豆‘GE-J16’是我国具有自主知识产权的抗除草剂材料,喷施草甘膦后,评价草甘膦对杂草防除、大豆安全和杂草发生的影响,为其将来商业化种植后的安全监测与杂草治理提供数据支持。【方法】除草效果:每小区以对角线5点取样法取5个0.25 m2样点并标记,施药后28 d调查禾本科和阔叶杂草株数,并剪取地上部分称取鲜重,计算株防效和鲜重防效。对大豆安全性:每小区以对角线5点取样法,每点随机取4株大豆并标记,在喷药当天、药后7、14、21及28 d调查大豆株高和复叶数,观察药害,收获前每小区取50株大豆调查结荚数及产量。杂草发生情况:每小区以对角线5点取样法取5个0.25 m2样点并标记(避开除草效果取样点),调查并记录每种杂草种类、株数,计算每种杂草相对多度。【结果】转基因大豆喷施900、1 800和3 600 g a.i./hm2草甘膦对禾本科杂草株防效2016年分别为84.30%、95.22%和83.62%,阔叶杂草株防效分别为49.80%、64.52%和61.93%,禾本科和阔叶杂草鲜重防效分别在95.36%和82.05%以上,2017年对禾本科和阔叶草株防效分别达94.93%和85.09%以上,对禾本科和阔叶杂草鲜重防效分别达98.00%和96.57%以上。转基因大豆喷施草甘膦对大豆生长没有不良影响,产量高于人工除草处理。两年研究结果表明转基因抗除草剂大豆喷施草甘膦后杂草群落发生改变,转基因抗除草剂大豆田不除草处理小区主要优势阔叶杂草为反枝苋(Amaranthus retroflexus)、打碗花(Calystegia hederacea)、马齿苋(Portulaca oleracea),禾本科杂草为狗尾草(Setaria viridis)、马唐(Digitaria sanguinalis)和牛筋草(Eleusine indica),共6种,喷施草甘膦900—3 600 g a.i./hm2后转基因大豆田5种主要优势杂草为打碗花、夏至草(Lagopsis supina)、马齿苋、牛筋草和狗尾草。【结论】转基因抗草甘膦大豆‘GE-J16’喷施草甘膦900—3 600 g a.i./hm2对杂草有很好的防除效果,对大豆安全。因此,转基因抗草甘膦大豆‘GE-J16’将在我国有很好的商业化应用前景,喷施草甘膦影响杂草种群的发生,如今后商业化种植需长期密切监测种群变化。     

草甘膦为筛选标记的水稻高效遗传转化体系的建立

【目的】建立以日本晴愈伤组织为受体、草甘膦抗性基因CP4为选择标记基因的高效水稻遗传转化体系。【方法】以粳稻日本晴的成熟胚为试验材料,通过农杆菌介导法,将含有草甘膦抗性基因CP4的P1300载体转化日本晴的愈伤组织,分别用质量浓度为10、20和40 mg/L的草甘膦进行3轮抗性筛选,诱导分化和再生成苗;利用1 000 mg/L草甘膦对移栽成活的阳性苗进行抗性鉴定。【结果】获得145株转基因幼苗,PCR检测阳性株为128株,阳性率达88.27%;经过3轮抗性筛选后,转基因幼苗的阳性率提高;移栽成活的99株阳性苗中,65株表现为抗性,抗性率为65.66%。【结论】成功建立了以草甘膦为筛选标记的水稻转基因体系,该体系为水稻育种提供了材料,并对以抗草甘膦基因作为筛选标记的水稻转基因和一些基因功能验证提供了技术支持。     

施用草甘膦对转基因抗除草剂大豆田杂草防除、大豆安全性及杂草发生的影响

【目的】转GAT 和EPSPS 双价基因抗草甘膦大豆‘GE-J16’是我国具有自主知识产权的抗除草剂材料,喷施草甘膦后,评价草甘膦对杂草防除、大豆安全和杂草发生的影响,为其将来商业化种植后的安全监测与杂草治理提供数据支持。【方法】除草效果：每小区以对角线5点取样法取5个0.25 m ²样点并标记,施药后28 d调查禾本科和阔叶杂草株数,并剪取地上部分称取鲜重, 计算株防效和鲜重防效。对大豆安全性：每小区以对角线5点取样法,每点随机取4株大豆并标记,在喷药当天、药后7、14、21及28 d调查大豆株高和复叶数,观察药害,收获前每小区取50株大豆调查结荚数及产量。杂草发生情况：每小区以对角线5点取样法取5个0.25 m ²样点并标记（避开除草效果取样点）,调查并记录每种杂草种类、株数,计算每种杂草相对多度。【结果】转基因大豆喷施900、1 800和3 600 g a.i./hm ²草甘膦对禾本科杂草株防效2016年分别为84.30%、95.22%和83.62%,阔叶杂草株防效分别为49.80%、64.52%和61.93%,禾本科和阔叶杂草鲜重防效分别在95.36%和82.05%以上,2017年对禾本科和阔叶草株防效分别达94.93%和85.09%以上,对禾本科和阔叶杂草鲜重防效分别达98.00%和96.57%以上。转基因大豆喷施草甘膦对大豆生长没有不良影响,产量高于人工除草处理。两年研究结果表明转基因抗除草剂大豆喷施草甘膦后杂草群落发生改变,转基因抗除草剂大豆田不除草处理小区主要优势阔叶杂草为反枝苋（Amaranthus retroflexus）、打碗花（Calystegia hederacea）、马齿苋（Portulaca oleracea）,禾本科杂草为狗尾草（Setaria viridis）、马唐（Digitaria sanguinalis）和牛筋草（Eleusine indica）,共6种,喷施草甘膦900—3 600 g a.i./hm ²后转基因大豆田5种主要优势杂草为打碗花、夏至草（Lagopsis supina）、马齿苋、牛筋草和狗尾草。【结论】转基因抗草甘膦大豆‘GE-J16’喷施草甘膦900—3 600 g a.i./hm ²对杂草有很好的防除效果, 对大豆安全。因此,转基因抗草甘膦大豆‘GE-J16’将在我国有很好的商业化应用前景,喷施草甘膦影响杂草种群的发生,如今后商业化种植需长期密切监测种群变化。     

土壤宏基因组中抗草甘膦新基因的克隆及其功能验证

【目的】从土壤宏基因组中克隆新的抗草甘膦新基因,并对其功能进行验证,为培育抗除草剂转基因新品种奠定基础。【方法】利用被草甘膦污染的土壤建立宏基因组文库,经筛选从中成功克隆了一个新的具有草甘膦抗性的5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸合成酶(EPSPS)基因(命名为soilA)。构建了Prrn启动子驱动soilA基因的原核表达载体pSYTH-soilA,将其导入大肠杆菌进行原核草甘膦抗性试验,构建了35S启动子驱动soilA基因的植物表达载体pC330E,利用农杆菌介导法转化烟草,并对经PCR和胶体金试纸条鉴定的转基因烟草植株进行草甘膦耐受能力检测。【结果】序列分析表明,所获得的soilA基因长1 347bp,编码448个氨基酸,经BLAST分析,结果表明其属于ClassⅡ型EPSPS基因家族。原核表达soilA可使受体菌具有耐受1 200mmol/L草甘膦。构建soilA植物表达载体pC330E,通过农杆菌介导法将其导入烟草,经PCR和胶体金试纸条检测共获得107株阳性烟草植株,经过喷洒试验获得了3株高耐受草甘膦植株,这3株转基因烟草最高可耐受200mmol/L草甘膦。【结论】新克隆的编码EPSPS的soilA基因能够提高受体材料的草甘膦耐受能力。     

大豆抗烟粉虱（Bemisia tabaci Gennadius）与农艺品质性状的关系

 【目的】烟粉虱（Bemisia tabaci Gennadius）是一种严重的灾害性害虫,对大豆的危害十分严重。了解大豆的农艺、品质性状与抗烟粉虱的关系,为大豆抗烟粉虱遗传和育种研究提供参考。【方法】以213个国内外大豆品种作为试验材料,鉴定其单叶、单株感染的烟粉虱2～4龄若虫的数量,同时调查各品种的结荚习性、种皮色、子叶色、株高、底荚高、主茎节数、主茎粗、分枝数、总荚数、总粒数、单株粒重、百粒重、荚长、荚宽、籽粒的蛋白质和脂肪含量等。用SPSS16.0统计分析软件分析烟粉虱数量与各种农艺性状的关系。【结果】大豆单叶感染烟粉虱的平均数能够代表大豆品种对烟粉虱的抗性。大豆感染烟粉虱的数量受结荚习性、株型、产量、籽粒品质等多种因素影响。不同结荚习性大豆品种单叶感染烟粉虱的平均数存在显著差异,有限结荚习性＞亚有限结荚习性＞无限结荚习性。单叶感染烟粉虱的平均数与茎粗呈极显著的正相关,相关系数为0.282**;与单株粒重、籽粒蛋白质含量呈显著的正相关,相关系数为0.165*、0.166*;与种皮色、子叶色、株高、主茎节数、分枝数、籽粒脂肪含量的相关不显著。【结论】大豆对烟粉虱的抗性受结荚习性、茎粗、单株生产力、籽粒蛋白质含量等综合性状影响。     

薯/豆套作模式下不同熟期大豆品种的生长补偿效应

【目的】探讨马铃薯/大豆套作复合群体品种搭配原则,为马铃薯/大豆套作高产高效提供理论和技术依据。【方法】以当前西北一熟制灌区生产中广泛种植且间套优势明显的早熟马铃薯/大豆间套作方式为研究对象,通过两年田间试验,以大豆品种中黄30（早熟）、冀豆17（中熟）和齐黄34（晚熟）单作为对照,分析套作马铃薯收获前后大豆叶面积指数、干物质积累、光合速率的变化及对产量构成因素的影响,评价不同熟期大豆品种的生长补偿效应。【结果】（1）相对于单作,套作条件下各大豆品种的开花期延迟7 d左右,但不影响全生育期,套作大豆营养生长期延长而生殖生长期相对缩短。马铃薯与大豆各品种间的共生期差异不显著,但其生殖生长共生期差异显著（齐黄34为12 d,冀豆17为35.5 d,中黄30为41.5 d）。（2）在马铃薯/大豆共生期间,套作大豆LAI上升慢于单作,晚熟大豆LAI慢于早熟和中熟大豆品种,在马铃薯收获后,中、晚熟大豆品种可保持较大叶面积指数并持续较长的时间,尤其是晚熟品种。（3）单作大豆在出苗后60 d内干物质积累较快,而同期套作大豆平均干物质积累为单作大豆的44.27%。不同品种间单作大豆净光合速率高于套作,其中,晚熟品种显著高于中、早熟品种（P＜0.05）;出苗后100 d（套作马铃薯已经收获）单作大豆干物质积累相对变缓,套作大豆生长加快,尤其是晚熟品种增幅显著,此时套作大豆Pn相对于单作上升幅度大,中、晚熟品种Pn接近于单作大豆。（4）较单作模式,套作模式下不同大豆品种的有效荚数、单株粒数及每荚粒数均有所降低,其中早熟品种下降显著（P＜0.05）,分别下降了24.15%、22.14%、18.92%,而中、晚熟品种下降不显著,尤其是晚熟品种,套作模式较单作模式仅仅下降了6.34%、8.3%、1.71%。套作模式下,中、晚熟大豆品种的产量较早熟品种分别提高了79.85%和145.08%,LER分别达到了1.77和1.83。【结论】中、晚熟大豆品种与马铃薯组合套作优势更强,其生育期较长,营养生长期相对延长导致生殖生长共生期缩短,使大豆叶面积指数、光合速率均保持在较高水平,从而为马铃薯收获后进行光合补偿生长提供物质和能量基础,保证了套作大豆较高产量。     

黄淮海地区夏大豆(南片)46份大豆品种(系)农艺性状综合分析

【目的】综合分析黄淮海地区夏大豆(南片)46份大豆品种(系)农艺性状,为黄淮海夏大豆(南片)资源利用以及优质种质的筛选提供参考。【方法】以2020年国家黄淮海夏大豆(南片)中间试验参试的46个大豆新品种(系)为材料,对9个农艺性状进行遗传变异分析、主成分分析、聚类分析,并综合分析。【结果】不同材料间9个农艺性状指标表现出较大差异;有效分枝数、底荚高度变异系数最大;产量与单株粒数、单株粒重呈极显著正相关,与百粒重呈显著正相关;单株粒重与单株有效荚数、单株粒数均呈极显著正相关;百粒重与单株粒重呈极显著正相关,与有效分枝数呈显著负相关;分枝数与底荚高度呈极显著负相关。将9个性状转化为3个主成分,累计贡献率达66.5%,并对46个品种(系)进行综合评价;供试材料分成3个类群,其中类群Ⅰ株型较高大、分枝性较好、百粒重较大、丰产性好。类群Ⅱ百粒重最大、株型矮小、分枝数少、丰产性差。类群Ⅲ分枝数最多、百粒重最小、株型中等偏小、丰产性一般。【结论】黄淮海夏大豆(南片)种质资源多样水平较高,遗传多样性丰富。通过“产量因子”、“主茎因子”、“分枝因子”三者相互联系、相互制约的关系选择优良亲本。得分最高的有5个品种(系),分别为郑1440、周豆34号、濮豆5110、恒豆6号、南农47,可作为优良亲本参考改良当地大豆品种。类群Ⅰ可作为多目标性状综合性状较好的优良亲本,类群Ⅱ可作为选育大粒品种的优良亲本,类群Ⅲ可作为选育多分枝品种的优良亲本。     

超早熟大豆品系(种)产量与主要农艺性状的灰色关联度分析

[目的]研究新疆超早熟大豆品系(种)产量与主要农艺性状的关系,为新疆超早熟大豆新品种选育和品种改良提供参考.[方法]采用灰色关联度分析法,对16个超早熟大豆品系(种)的产量及主要农艺性状进行分析.[结果]产量与主要农艺性状的关联度由大到小排序为:单株粒重＞株高＞单株粒数＞单株有效荚数＞有效分枝＞结荚高度＞主茎节数＞百粒重.[结论]单株粒重、株高、单株粒数、单株有效荚数是影响北疆超早熟大豆产量的重要因素,研究对高产、优质的超早熟大豆选育具有实际意义.     

转G10aroA棉花株系的获得及分子生物学鉴定

【目的】培育具有抗草甘膦除草剂的棉花材料具有极其重要的意义。利用农杆菌介导法在棉花中转入编码EPSPS酶的抗草甘膦除草剂基因G10aroA,通过体细胞愈伤诱导组织培养技术获得能够稳定遗传的转基因棉花株系材料。【方法】首先,利用不同草甘膦抗性筛选条件比较分析不同棉花受体材料的愈伤诱导效率;其次,以R15材料作为受体,利用含有G10aroA的农杆菌侵染下胚轴切段,在进行体细胞愈伤诱导的组织培养过程中通过草甘膦抗性筛选获得棉花再生植株,对获得的棉花再生植株进行纯合繁育。在此基础上,利用PCR扩增检测证实外源G10aroA在转基因植株中能够稳定遗传;利用RT-PCR分析其外源基因在转基因植株不同组织中的转录水平进行研究、并进一步利用Western-blot对转基因植株中外源蛋白的表达进行分析。【结果】在优化的草甘膦筛选条件下,以草甘膦浓度为2.5 mmol•L-1的抗性条件进行棉花愈伤诱导筛选并获得棉花再生植株;利用特异引物进行PCR检测结果表明,在检测的全部再生植株中,扩增得到1.8 kb预期大小目标条带的阳性株系32株,其中,收获的27个株系的外源目标基因能够在T0、T1转基因植株中稳定遗传;对G10aroA在转基因株系L12、L14的不同组织中的转录表达进行定量RT-PCR分析表明,外源G10aroA在转基因棉花植株的不同组织中表达具有差异,相对表达量高低依次为茎、苞叶、叶和花;另外,蛋白检测结果进一步表明,该外源基因能够在转基因株系L7、L12和L14中植株中正常表达为预期46 kD的EPSPS蛋白。【结论】通过农杆菌介导法转化外源抗草甘膦基因G10aroA,在草甘膦抗性条件下进行棉花体细胞诱导的组织培养,成功获得转外源G10aroA的棉花再生株系,并通过分子生物学方法研究证实外源G10aroA能够在T0、T1转基因株系中稳定遗传、转录以及表达。     

密度对不同株型春大豆品种花荚形成和产量的影响

【目的】研究分枝型春大豆品种花荚形成及产量对密度响应及其与主茎型品种的差异。【方法】2020年在田间分析4个种植密度42.0×10⁴株/hm²(D₁)、32.0×10⁴株/hm²(D₂)、27.0×10⁴株/hm²(D₃)、22.0×10⁴株/hm²(D₄)对绥农52(分枝型)、新大豆27号(独秆型)花荚形成及产量的影响。【结果】绥农52、新大豆27号单株开花数D₁较D₄分别减少42.04%(其中,主茎、分枝花数分别减少9.78%、80.59%)、18.81%,绥农52主要是主茎中、上部节花数和基部第一、二分枝花数减少的结果,新大豆27号主要减少植株中、下部节开花数,开花期提前结束;单位面积总花数D₁较D₄分别增加6.60%(其中,主茎花数...     

Sexual compatibility of transgenic soybean and different wild soybean populations

The introduction of genetically modified (GM) soybean into farming systems raises great concern that transgenes from GM soybean may flow to endemic wild soybean via pollen. This may increase the weediness of transgenic soybean by increasing the fitness of hybrids under certain conditions and threaten the genetic diversity of wild soybean populations. Although pollen-mediated gene flow between GM crops and wild relatives is dependent on many factors, the sexual compatibility (SC) determined by their genetic backgrounds is the conclusive factor. The considerable genetic variation among wild soybean populations may cause compatibility differences between different wild and cultivated soybeans. Thus, an evaluation of the SC between transgenic soybean and different wild soybeans is essential for assessing the environmental consequences of cultivated soybean–wild soybean transgene flow. The podding and seed sets were assessed after artificial hybridization using transgenic glyphosate-resistant soybean as the paternal parent and 18 wild soybean populations as the maternal parents. Then, the average number of filled seeds produced in 200 flowers (AFS) was calculated for each wild soybean under natural self-pollination as well as under artificial crossing with transgenic soybean. Finally, the index of cross-SC was calculated (ICSC) as the ratio of the AFS of wild soybean artificially crossed with transgenic soybean and the AFS of naturally self-pollinated wild soybean. The results demonstrated that after self-pollination and crossing with transgenic soybean, the average podding rates of 18 wild soybean populations ranged within 96.50–99.50% and 4.92–18.03%, and the average filled seed numbers per pod varied from 1.70 to 2.69 and 0.20 to 0.48, respectively. The results showed that approximately 89% of wild soybeans displayed either medium or higher than medium SC with transgenic soybean (ICSC>1.0%). This implied the high possibility of gene flow via pollen from transgenic soybean to wild soybean.     

脂肪酸环氧化酶SlEPX转基因大豆的表型分析

【目的】 植物源环氧化脂肪酸（epoxy fatty acids,EFAs）是生产高值化工产品的优异可再生原材料。EFAs仅在一些野生植物种子中高水平合成和积累,难以规模化利用。通过在普通油料作物大豆（Glycine max (L.) Merr.）发育种子中组装环氧化脂肪酸合成途径,以期实现这类珍稀脂肪酸（unusual fatty acids,UFAs）的商业化绿色生产。【方法】 通过构建琉璃菊（Stokesia laevis）脂肪酸环氧化酶（epoxygenase,SlEPX）基因种子特异表达载体,基于体细胞胚发生的粒子轰击法对大豆（cv. Jack）进行遗传转化,经连续选择和鉴定,获得表型稳定的高代转基因大豆株系。分别运用PCR和实时荧光定量PCR检测外源基因SlEPX的整合及在大豆发育种子中的表达谱。统计分析SlEPX转基因大豆籽粒形态和大小、百粒重以及种子萌发率等表型,应用气相色谱和凯氏定氮法测试种子油脂和蛋白等相关生理生化特性。【结果】 外源基因SlEPX稳定整合于大豆基因组,且能在高代转基因大豆发育种子中正确有效表达。SlEPX转基因大豆种子新合成积累了2.9%的EFAs,相应的亚油酸（18﹕2Δ9,12）含量减低8%。与对照相比,SlEPX转基因大豆种子变长,表皮多皱褶。种子大小测量显示,转基因大豆小粒种子（粒径<4 mm）占比明显增加。转基因与对照大豆的种子发芽率无明显差异,然而转基因植株生长缓慢。转基因大豆种子油脂含量、蛋白质含量和百粒重分别减少5%、6%和8.28%。进一步生化分析发现,转基因大豆新合成的EFAs,绝大部分结合于卵磷脂（phosphatidylcholine,PC,占12.6%）分子,仅少量结合于甘油三酯（triacylglycerol,TAG,占2.3%）。这些数据表明在转基因大豆种子中,外源SlEPX酶能正确催化亚油酸（18﹕2Δ9,12）生成环氧化脂肪酸即斑鸠菊酸（vernolic acid,Va）(12-epoxy-18﹕1Δ9）。但是,绝大多数斑鸠菊酸积累于构成细胞膜的主要成分PC分子中,而没有转移整合进入贮藏的TAG分子。大量新合成的斑鸠菊酸结合于PC分子可能损伤宿主细胞膜稳态和生理反应,导致转基因大豆产生不利表型。【结论】 在大豆发育种子中单独表达外源脂肪酸环氧化酶,能催化合成少量EFAs,但同时产生一些不利表型。在SlEPX转基因大豆种子中共表达DGAT或PDAT,既可实现环氧化脂肪酸在TAG中富集,同时还能消除环氧化脂肪酸在细胞膜中的积累及其所导致的负效应。