抗草铵膦转基因水稻‘Y0003’直播田除草剂施用技术研究

为给抗草铵膦转基因水稻‘Y0003’商业化生产后除草剂的安全高效施用提供科学依据, 探索了该转基因直播稻田草铵膦的最佳施用时期和施用剂量。研究了在直播稻田3~4叶期、5~6叶期以及分蘖期施用0.225、0.45和0.9 g/hm 2草铵膦(有效成分, 下同)后, 草铵膦对杂草的控制效果和对转基因水稻生长的影响。在测试的3个施药时期, 施用0.225 g/hm 2草铵膦对杂草防除效果都很差, 水稻减产严重; 在水稻3~4叶期和分蘖期施用0.45和0.9 g/hm 2草铵膦对杂草的防除效果也较差, 水稻生长受到严重影响, 与无草对照相比水稻产量显著下降。但在水稻5~6叶期施用0.45 和0.9 g/hm 2草铵膦对主要杂草的防效均在90%以上, 且对水稻安全。因此建议抗草铵膦转基因水稻‘Y0003’直播田在水稻5~6叶期施用0.45~0.9 g/hm 2草铵膦来控制田间杂草。     

转基因抗草铵膦水稻99-1和普通粳稻越富与稗草竞争性的比较

2001～2003年分别按照替换试验设计的模型盆栽抗草铵膦转基因水稻991与稗草、普通粳稻越富与稗草,比较这两个水稻品种与稗草的竞争力。水稻和稗草按照4:0、3:1、2∶2、1∶3和0∶4的比例混种。统计分析结果表明,普通粳稻越富和转基因水稻991对稗草的敏感性存在显著差异。在稗草存在下,转基因抗草铵膦水稻991的干重和根长受稗草抑制程度大于普通粳稻越富;而叶面积指数的趋势相反,991的入侵能力明显低于越富。综合评价为在与稗草的竞争性方面,普通粳稻越富优于转基因抗草铵膦水稻991。     

液相色谱串联质谱法检测草铵膦、草甘膦及其代谢物在水和土壤中的残留

利用超高效液相色谱-串联质谱仪(UHPLC-MS/MS),结合固相萃取净化建立了在水和土壤中同时快速测定草甘膦、草铵膦及其6种代谢物的多残留分析方法。前处理采用Oasis MCX和Oasis MAX固相萃取柱提取,2%甲酸甲醇-水(体积比为1∶1)洗脱,旋干后0.1%氨水定容,UHPLC-MS/MS检测。方法的线性范围为0.02～0.5 mg/L;在水中添加水平为0.000 1 mg/L和0.001 mg/L时,草甘膦、草铵膦及其代谢物的回收率为72.8%~94.2%,RSD为2.3%~16.1%;土壤中添加水平为0.001 mg/kg和0.01 mg/kg时,草甘膦、草铵膦及其代谢物的回收率为70.6%~88.5%,RSD为3.6%~12.8%。本方法准确、灵敏、全面,适用于草甘膦、草铵膦及其代谢物在水土环境中的残留检测及监测。     

3种不同种子处理方法对水稻发芽及幼苗素质的影响

室内采用滤纸法,研究种子包衣后浸种、浸种后种子包衣和催芽后种子包衣3种不同的处理方式对稻花香、天优华占和保丰3个水稻品种发芽率及幼苗素质的影响.结果显示：在所测试的浓度范围内,分别采用3种不同的处理方式,每个水稻品种的发芽率均随着噻虫嗪·苯醚甲环唑23％悬浮种衣剂用量的增加而增加.且随着悬浮种衣剂用量的增加水稻病苗率降低;同一用量条件下,3个水稻品种发芽率由高到低依次为：催芽后种子包衣＞种子包衣后浸种＞浸种后种子包衣.病斑率由小到大依次为：催芽后种子包衣＞种子包衣后浸种＞浸种后种子包衣.这表明噻虫嗪·苯醚甲环唑23％悬浮种衣剂可以明显抑制水稻种子携带的病原菌;随着种衣剂用量的增加水稻幼苗的根数、主根长和株高增加.对天优华占、稻花香和保丰3个水稻品种幼苗素质影响由大到小依次为：催芽后种子包衣＞种子包衣后浸种＞浸种后种子包衣.这表明：水稻种子处理方法对水稻幼苗素质有一定的影响.     

五氟磺草胺对水稻种子萌发及幼苗生长的影响

采用琼脂床法种子萌发试验研究了五氟磺草胺对不同品种水稻种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明:对五氟磺草胺敏感性较高的水稻品种有加育253、加昆1号、秀水0209、加绍二号、B优827等,抑制根长的IC50值在1.65×10-2~4.48×10-2 mg/L之间;敏感性较低的品种有两优培等。敏感性高与敏感性低者IC50值相差44倍,IC10值相差51倍,总体上粳稻品种较为敏感,而多数杂交稻品种的敏感性相对较低。在较低温度下水稻对五氟磺草胺更为敏感,15℃时五氟磺草胺对株高与根长的IC50值分别为6.74×10-2与1.58×10-2mg/L,在20、25、30、35℃条件下对根长的IC50值分别是15℃时的1.1、2.2、4.0、7.2倍。在水稻立针期用药液浸根处理后5 d,浓度大于0.10 mg/L 的处理株高均明显受到抑制。在水稻幼苗2叶期时用五氟磺草胺茎叶喷雾处理后15 d,用药量(有效成分)超过30 g/hm2者水稻幼苗生长受到抑制。     

抗除草剂转基因水稻对除草剂敏感性研究

选用常用稻田除草剂对转基因水稻芽前、苗期以及移栽后处理结果表明，转基因水稻对常用稻田除草剂的敏感性不同。果尔、丁草胺在超高剂量(300ml／hm^2、3000ml／hm^2)下，转基因水稻较普通水稻更具耐药性，且在使用苯达松(22．50ml／hm^2～3750ml／hm^2)进行芽前处理时，其耐药性与普通水稻差异极显著；在10％草甘膦水剂0.67mg/L、1．33mg／L、2．66mg／L浓度下，转基因水稻较普通水稻推迟出现症状，叶片枯黄出现时间推后；在50％丁草胺EC超高剂量(3000ml／hm^2)下，转基因水稻叶片所受三级以上严重药害明显低于普通水稻。     

己唑醇在水稻上的残留和消解动态研究

研究了己唑醇在水稻植株、稻田水、土壤、稻壳、糙米中的残留及消解动态。己唑醇的最小检出量分别为2.5×10-11g,在稻田水中的最低检出浓度为1.25×10-3mg/L,在水稻植株、土壤、稻壳和糙米中的最低检出浓度为6.25×10-3mg/kg。湖南长沙和贵州贵阳两地残留消解动态实验结果表明,己唑醇在植株中的半衰期分别为7.44、7.07 d。最终残留实验表明,己唑醇按推荐剂量360g（a.i.）/hm2,分别施药2、3次,在距最后1次施药后的第28d或水稻收获,收获的糙米中己唑醇的残留量均未超过欧盟规定大米中MRL值0.02mg/kg。     

新一代灭生性除草剂草铵膦或成新的市场热点

草铵膦是德国赫斯特公司（目前为拜耳公司旗下企业）于20世纪80年代开发的新型灭生性除草剂,是世界第二大转基因作物耐受除草剂。近年来,随着农户健康、环保意识的提高,农户对提高种植收益的要求不断提高,草铵膦用量增长迅速,成为21世纪以来增长最快的灭生性除草剂品种之一。     

二氯喹啉草酮在水稻植株上的消解动态及其在稻秆、稻谷和土壤中的最终残留

二氯喹啉草酮是经中国农业农村部批准登记的茎叶处理除草剂,迄今为止对其潜在的环境污染尚未见报道。本研究建立了一种采用QuEChERS前处理方法结合高效液相色谱-串联三重四极杆质谱 (HPLC-MS/MS) 联用技术检测二氯喹啉草酮在水稻植株、稻谷和土壤中残留的方法,并采用该方法测定了二氯喹啉草酮在水稻植株中的消解动态和最终残留。结果表明:二氯喹啉草酮的进样质量浓度与其峰面积间呈良好的线性相关,R2>0.99;其在植株、土壤、田水、稻壳和糙米中的平均回收率在78%~99%之间,相对标准偏差 (RSD) 在3.9%~11%之间,在植株、土壤、田水、稻壳和糙米中的最低检测浓度 (LOQ) 均为0.002 mg/kg。二氯喹啉草酮在水稻植株中的消解半衰期为6.7~12.8 d。以有效成分900~1 350 g/hm2的剂量于水稻苗期施用1次,在施药96 d后采集的土壤、稻壳和糙米中均未检测出二氯喹啉草酮。本研究结果可为水稻中二氯喹啉草酮最大残留限量值和田间使用规范的制定提供参考。     

BS-12对小麦种子萌发与幼苗生长的影响

通过水培和盆栽试验,研究了不同浓度BS-12污染对小麦种子萌发与小麦幼苗生长的影响.结果表明,水培中10 mg/L的BS-12能够促进小麦种子萌发,BS-12浓度大于10 mg/L时,随BS-12浓度增大小麦萌发受到的抑制作用增大;土壤中BS-12添加比例以0.5%为分界点,高于0.5%时小麦幼苗受到伤害与抑制作用,低...     

Influence of imidacloprid seed treatments on rice germination and early seedling growth

BACKGROUND: Seed treatments with the chloronicotinyl insecticide imidacloprid (Gaucho 600 FS) were evaluated to determine whether differences in concentration and exposure regime influence the germination and early growth of rice. RESULTS: Continuous exposure to imidacloprid (4 days at 2000 mg AI L(-1)) significantly (P < 0.001) reduced normal germination by an average of 18% across the 15 cultivars examined. Nine days after sowing, plants showed no adverse effects from continuous imidacloprid treatment during germination, with shoot lengths and root system dry weights equalling, or occasionally exceeding (P < 0.05), those of untreated plants. Short-term imidacloprid exposure (2 h at 2000 mg L(-1)) at initial seed wetting did not affect germination (P > 0.05), and short-term (1 h) exposure of 48 h pregerminated seed to imidacloprid (2000 mg L(-1)) similarly had no significant effect on early subsequent growth. Plants arising from 48 h pregerminated seed exposed to imidacloprid (1 h) at concentrations up to 4000 mg L(-1) immediately before sowing were not significantly different from control plants at either 9 or 25 days post-sowing. CONCLUSION: Results show that imidacloprid will have no adverse effects on plant growth if applied to pregerminated rice shortly before sowing. Continuous exposure of seed during germination had more pronounced effects, and the initial response of different cultivars was highly variable. Cultivars with high levels of sensitivity (such as IR72) require further testing before continuous exposure to imidacloprid during germination can be recommended.     

Potential gene flow from transgenic rice (Oryza sativa L.) to different weedy rice (Oryza sativa f. spontanea) accessions based on reproductive compatibility

BACKGROUND: The possibility of gene flow from transgenic crops to wild relatives may be affected by reproductive capacity between them. The potential gene flow from two transgenic rice lines containing the bar gene to five accessions of weedy rice (WR1–WR5) was determined through examination of reproductive compatibility under controlled pollination. RESULTS: The pollen grain germination of two transgenic rice lines on the stigma of all weedy rice, rice pollen tube growth down the style and entry into the weedy rice ovary were similar to self‐pollination in weedy rice. However, delayed double fertilisation and embryo abortion in crosses between WR2 and Y0003 were observed. Seed sets between transgenic rice lines and weedy rice varied from 8 to 76%. Although repeated pollination increased seed set significantly, the rank of the seed set between the weedy rice accessions and rice lines was not changed. The germination rates of F₁ hybrids were similar or greater compared with respective females. All F₁ plants expressed glufosinate resistance in the presence of glufosinate selection pressure. CONCLUSIONS: The frequency of gene flow between different weedy rice accessions and transgenic herbicide‐resistant rice may differ owing to different reproductive compatibility. This result suggests that, when wild relatives are selected as experimental materials for assessing the gene flow of transgenic rice, it is necessary to address the compatibility between transgenic rice and wild relatives. Copyright © 2009 Society of Chemical Industry     

转cry1C和cry2A不同抗虫基因水稻品种对非靶标害虫灰飞虱生物学特性的影响

为明确转cry1C和cry2A不同抗虫基因水稻品种对非靶标害虫灰飞虱生物学特性的影响,在室内恒温25 ℃条件下观察转cry1C和cry2A不同抗虫基因水稻品种对非靶标害虫灰飞虱寄主选择行为的影响,以及个体发育与种群发展情况,记录并分析各虫态的发育历期、存活率及实验种群生命表参数。结果表明,灰飞虱对转cry2A、cry1C基因水稻和对照亲本水稻‘明恢63’的定向选择栖息率反正弦转换值分别为27.5、28.5、26.5,差异不显著。灰飞虱对3种供试水稻品种的喜好程度基本一致,但在转cry1C基因水稻上的平均取食刺痕数508.3个/d显著高于转cry2A基因水稻（288.5个/d）和亲本水稻‘明恢63’（297个/d）。灰飞虱在两个转基因抗虫水稻上的若虫全历期、卵孵化率、各虫态存活率和成虫羽化率与对照亲本水稻相比均差异不显著。灰飞虱在转cry2A、cry1C基因水稻和对照亲本水稻‘明恢63’上的初羽化成虫鲜重分别为0.731、0.744 mg和0.821 mg,差异不显著。上述结果表明,转不同Bt抗虫基因水稻对非靶标害虫灰飞虱个体发育及种群生命参数影响不大,与对照亲本水稻相比较在统计学上差异不显著。     

Agronomic performance of F1, F2 and F3 hybrids between weedy rice and transgenic glufosinate-resistant rice

BACKGROUND: Studies of hybrid fitness, of which agronomic performance may be an indicator, can help in evaluating the potential for introgression of a transgene from a transgenic crop to wild relatives. The objective of this study was to assess the agronomic performance of reciprocal hybrids between two transgenic glufosinate‐resistant rice lines, Y0003 and 99‐t, and two weedy rice accessions, WR1 and WR2, in the greenhouse. RESULTS: F₁ hybrids displayed heterosis in height, flag leaf area and number of spikelets per panicle. The agronomic performance of F1 between WR1 and Y0003 was not affected by crossing direction. The tiller and panicle numbers of F1 individuals were higher than their F2 counterparts. However, these traits did not change significantly from the F2 to the F3 generation or in hybrids with weedy rice as maternal or paternal plants. For all hybrids, the in vitro germination rates of fresh pollen were similar and significantly lower than those of their parents, seed sets were similar to or of lower value than those of weedy rice parents and seed shattering characteristics were partially suppressed, but the survival of hybrids over winter in the field was similar to that of weedy rice parents. All F1, F2 and F3 hybrids had similar composite agronomic performance to weedy rice parents. CONCLUSION: There was no significant decrease in the composite agronomic performance of any of the hybrids compared with weedy rice. This implies that gene flow from transgenic cultivated rice to weedy rice could occur under natural conditions. Copyright © 2011 Society of Chemical Industry     

没食子酸对水稻细菌性条斑病防治作用的持效期

利用高效液相色谱法(HPLC)检测没食子酸(gallic acid,简称GA)在水稻叶片上的残留时间,并在检测水稻叶片上残留量的同时接种病原菌,调查接种后水稻细菌性条斑病的发病情况,以确定GA在水稻叶片上对水稻细菌性条斑病防治作用的持效期。研究结果表明,GA不具有内渗作用,只残留在水稻叶片的表面。分别用100、200和400 mg/L的浓度处理叶片后,GA在叶片表面的残留时间分别为16、24和28 d。200 mg/L浓度处理叶片后,GA对水稻细菌性条斑病防治作用的持效期为16 d。研究结果可为有效使用GA防治水稻细菌性条斑病奠定基础。     

五氟磺草胺在稻田中的消解动态及残留特性

建立了超高效液相色谱-质谱联用检测五氟磺草胺在水稻植株、稻田土壤、田水和糙米中残留的分析方法,结合田间试验研究了五氟磺草胺在稻田环境中的消解及残留特性,并对稻米中五氟磺草胺残留的膳食暴露进行了初步评估。结果表明:在0.005~0.5 mg/L范围内,五氟磺草胺的质量浓度与对应的峰面积间呈良好线性关系,检出限（LOD）为0.001~0.002 mg/kg,定量限（LOQ）为0.003~0.005 mg/kg。在0.005~0.5 mg/kg添加水平下,五氟磺草胺在水稻植株、稻田土壤、田水和糙米中的平均回收率在89%~106%之间,相对标准偏差在2.8%~8.5%之间。浙江、福建和黑龙江2年3地的田间试验表明:0.025%五氟磺草胺颗粒剂在水稻植株、稻田土壤和田水中的消解半衰期分别为1.5~3.3,3.0~4.7和1.6-3.0 d,说明该药剂在稻田环境中消解速率较快。以五氟磺草胺有效成分含量37.5和56.3 g/hm2分别施药1次,于水稻成熟期采样检测,发现其在糙米中的残留量低于0.005 mg/kg,表明其膳食摄入风险很低,该研究结果可为五氟磺草胺风险评估提供一定参考。     

2-(乙酰氧基)苯甲酸在稻田中的残留及消解动态

建立了采用高效液相色谱(HPLC)测定水稻和稻田中2-(乙酰氧基)苯甲酸残留量的分析方法。稻田水样中残留的2-(乙酰氧基)苯甲酸用酸性三氯甲烷直接提取;而稻田土壤、水稻茎秆和稻壳样品则先用酸性乙醇和三氯甲烷的混合液提取,再用三氯甲烷萃取;糙米样品先用乙醇和三氯甲烷混合液提取,再用三氯甲烷萃取。各萃取液经弗罗里硅土柱层析净化后,经ODS Hypersid柱分离,采用紫外检测器检测,外标法定量。在0.10~3.06 mg/L范围内,2-(乙酰氧基)苯甲酸的 峰面积与其质量浓度间呈良好的线性关系,相关系数为0.999 8。在稻田水中添加0.1~1.0 mg/L, 稻田土壤、水稻茎秆、稻壳和糙米中添加0.1~1.0 mg/kg的2-(乙酰氧基)苯甲酸,其平均回收率在80.8% ~103.0%之间,相对标准偏差在0.74%~6.11% 之间,其在稻田水、稻田土壤和水稻茎秆、稻壳和糙米中的最低检测浓度(LOQ)均为0.10 mg/kg(或mg/L)。田间试验结果表明: 2-(乙酰氧基)苯甲酸在稻田样品中的消解动态曲线符合一级动力学方程,其在稻田水、土壤和水稻茎秆中消解迅速,半衰期分别为2.44~2.60、4.44~5.21、3.95~4.04 d。在低剂量和高剂量(有效成分0.027和0.041 g/m2)下在水稻成熟期施药3次和4次,至水稻收获时,其在糙米中的最终残留量未超过0.042 mg/kg。推荐我国对2-(乙酰氧基)苯甲酸在糙米中的最大允许残留水平(MRL)值为0.10 mg/kg。     

呋虫胺及其代谢物在水稻生态系统中的残留检测与消解动态

为评价呋虫胺在水稻生态系统中的残留与消解行为,分别在海南、湖南和黑龙江省3地进行了规范残留试验。建立了超高效液相色谱-串联质谱 (UPLC-MS/MS) 检测呋虫胺 (DNF) 及其代谢物1-甲基-3-[(3-四氢呋喃) 甲基]脲 (UF) 与1-甲基-3-[(3-四氢呋喃) 甲基]二氢胍盐 (DN) 在水稻稻株、土壤、田水、糙米和稻壳中残留的分析方法。样品经含体积分数为1%的乙酸水溶液或乙腈溶液提取,QuEChERS方法净化,以甲醇-水混合溶液为流动相梯度洗脱,多反应监测 (MRM) 模式扫描,外标法定量。结果表明:3种分析物的进样浓度与其峰面积之间呈良好线性相关,R2>0.999。DNF、UF和DN在稻株、土壤、田水、糙米和稻壳中的平均回收率在71%~102%之间,在稻株、土壤、田水和糙米中的相对标准偏差 (RSD) 在1.2%~8.3%之间,在稻壳中的RSD在4.4%~20%之间。3种分析物在稻株、土壤、田水、糙米和稻壳中的最低检测浓度 (LOQ) 分别为0.1 mg/kg、0.02 mg/kg、0.01 mg/L、0.02 mg/kg和0.1 mg/kg。DNF、UF和DN的最小检出量分别为1、0.4和4 pg。3种分析物的消解半衰期分别为:DNF在稻株上为0.41~2.7 d,土壤中为1.6~4.2 d,田水中为0.90~2.2 d;DN在稻株上为2.9~13 d,土壤中为64~65 d,田水中为4.2 d;UF在稻株上为0.43~3.1 d。20%呋虫胺悬浮剂以有效成分120~180 g/hm2的剂量于水稻抽穗期施用2~3次,施药间隔期21 d,分别于距末次施药后14 d与21 d采收,呋虫胺在糙米中的残留最大值为0.11 mg/kg,低于中国制定的其在糙米上的最大残留限量标准1 mg/kg。     

嘧草醚在水稻及其环境中的残留

采用改良的QuEChERS-高效液相色谱-质谱 (HPLC-MS) 技术,建立了嘧草醚在水稻及其环境中残留量的检测方法。样品经V (乙腈) : V (甲酸) = 199 : 1的混合溶液提取,由十八烷基键合硅胶 (C₁₈) 或C₁₈ + 丙基乙二胺 (PSA) 吸附剂净化。以V (乙腈) : V (0.1%甲酸水溶液) = 70 : 30的混合溶液为流动相,经ZORBAX Eclipse XDB-C₁₈色谱柱分离,采用电喷雾正离子 (ESI+) 模式扫描,HPLC-MS检测,外标法定量。结果表明:在0.01~1 mg/L范围内嘧草醚的峰面积与其质量浓度间线性关系良好,在乙腈、稻田水、土壤、稻株、糙米和稻壳中的相关系数均大于0.99。嘧草醚在稻田水中的检出限 (LOD) 为0.0015 mg/L,定量限 (LOQ) 为0.005 mg/L,在土壤、糙米、稻壳和稻株中的LOD分别为0.003、0.015、0.015 和0.003 mg/kg,LOQ分别为0.01、0.05、0.05 和0.01 mg/kg。在0.005、0.01和0.1 mg/L (或mg/kg) 添加水平下,嘧草醚在稻田水、土壤和糙米中的平均回收率分别为95~109%、92%~106%和89%~107%,相对标准偏差 (RSD) 分别为3.0%~5.0%、1.1%~2.9%和3.1%~3.7%;在稻壳和稻株中的平均回收率分别为95%~102%和93%~107%,RSD分别为1.1%~3.8%和3.5%~9.9%。该方法灵敏度、精密度和准确度均符合农药残留分析要求。