抗除草剂转基因油菜与野芥菜的抗性回交3代子3代的适合度

【目的】抗除草剂转基因油菜(Brassica napus,AACC,2n=38)的抗性基因一旦成功漂移到近缘杂草中,将会给农田杂草防除带来很大的困难。转基因油菜的近缘杂草野芥菜(wild B.juncea,AABB,2n=36)广泛分布于中国西部地区并沿长江流域扩散,因此有必要深入研究抗除草剂转基因油菜与野芥菜回交后代的适合度,为抗性基因是否能成功漂移到近缘杂草中提供试验依据。【方法】在田间以不同密度(低密度为15株/区,高密度为30株/区)单种和混种(野芥菜与回交后代以4﹕1、3﹕2、1﹕1比例混种)野芥菜及抗性回交3代子3代(抗草甘膦转基因油菜及抗草丁膦转基因油菜与野芥菜的抗性正反回交3代子3代分别表示为BC_3mF_4R、BC3p F4R和BC_3mF_4L、BC_3pF_4L,m表示以野芥菜为母本的回交后代,p表示以野芥菜为父本的回交后代),测定抗性正反回交3代子3代的营养生长(株高、茎粗、一次分枝数、地上部单株干生物量)和生殖生长(单株有效角果数、单株种子质量、角果长、每角果饱粒数)的适合度成分,并比较供试回交后代的总适合度与野芥菜的差异。【结果】在单种条件下,BC_3mF_4R和BC_3pF_4R的各适合度成分及总适合度均与野芥菜无显著差异;尽管在高密度下BC_3mF_4L和BC3p F4L的茎粗、地上部单株干生物量和单株有效角果数显著低于野芥菜,但BC_3mF_4L和BC_3pF_4L的总适合度仍与野芥菜无显著差异;因此,在单种条件下,抗草甘膦或抗草丁膦的回交3代子3代在低密度和高密度均具有与野芥菜相当的总适合度。当回交后代与野芥菜混种时,在低密度3种比例混种下,抗草甘膦和抗草丁膦的回交3代子3代的总适合度与野芥菜无显著差异;在高密度3种比例混种下,BC_3 F_4R与野芥菜的各适合度成分及总适合度无显著差异,但BC_3 F_4L的株高、茎粗、一次分枝数、地上部单株干生物量、单株有效角果数、单株种子质量及总适合度均显著低于野芥菜。相关性分析结果表明,BC_3 F_4的各适合度成分仅与种植密度相关。【结论】抗草甘膦或抗草丁膦的正反回交3代子3代都具有在野外生存定植的可能性,且抗草甘膦的回交3代子3代比抗草丁膦的回交3代子3代的可能性更大。因此,在防范转基因油菜的基因逃逸时不仅要防范转基因油菜与近缘杂草的初始杂交,而且要防范杂交后代与近缘杂草的不断回交,以免产生适合度较高的回交后代。     

从亲和性及F_1的适合度评价抗除草剂转基因油菜向不同种群野芥菜的基因漂移风险

[目的]了解抗除草剂转基因油菜(Brassica napus)向不同种群野芥菜(wild B.juncea)漂移的可能性,为抗除草剂转基因油菜的安全性评估提供依据。[方法]以抗草甘膦和抗草丁膦转基因油菜为父本,17个种群野芥菜为母本,研究人工授粉条件下的结实能力和抗性基因的传递频率及F_1在温室(套袋自交)和田间(开放授粉)的适合度;统计F_1后代的出苗率及抗性基因的传递频率。[结果]供试的野芥菜授2种转基因油菜花粉后每角饱粒数大于8粒;获得的F_1植株对相应除草剂都具有抗性;温室和田间种植后营养生长良好;温室条件下自交不结实;田间种植后单株有效角果数、角果长及每角饱粒数均显著低于各自的亲本野芥菜,单株有效角果35.42~147.00个,每角饱粒数0.19~0.78;绝大多数F_1的总适合度和各自的亲本野芥菜无显著差异。各F_1后代种子都有20%以上正常出苗,且有8.33%~77.78%的后代表达对相应除草剂的抗性。[结论]2种抗除草剂转基因油菜的抗性基因具有相似的向各种群野芥菜漂移的可能性。在我国释放转基因油菜务必防范向野芥菜的基因漂移。     

抗除草剂转基因油菜向杂草诸葛菜的潜在基因漂移

以抗除草剂草甘膦和草丁膦转基因油菜为父本 ,诸葛菜为母本 ,在人工授粉条件下研究抗性基因向诸葛菜的潜在基因漂移。采用荧光显微镜观察转基因油菜花粉在诸葛菜柱头上的萌发生长情况 ,并与诸葛菜自花授粉的情况进行比较。结果显示 2种转基因油菜花粉在诸葛菜柱头上的萌发生长情况类似。花粉粘合的数量比自交时显著减少 ,出现粘合延迟现象 ;花粉在柱头上不能正常萌发生长 ,有的呈现明显的畸形 ,花粉管不能穿过乳突细胞 ,更不能进入花柱和胚囊发生受精 ,这些结果表明两者的亲和性较差。授转基因油菜的花粉后诸葛菜不能结实也进一步证明了两者的亲和性较差。上述结果表明抗除草剂转基因油菜的抗性基因向诸葛菜漂移的可能性较小。     

转基因抗除草剂油菜相关基因的PCR检测及其在育种中的应用

以抗草甘膦杂交油菜三系和抗草丁膦杂交油菜二系亲本及其F1杂种为材料,探索建立和优化抗草甘膦的CP4、gox基因和抗草丁膦的bar基因及其Barnase、Barstar基因的PCR检测方法,为转基因抗除草剂油菜的品种选育、F1种子纯度鉴定和转基因油菜的生态安全性研究提供可靠、实用的检测方法。     

油菜抗草丁膦性状的遗传与利用

以抗草丁膦油菜HCN-19的自交分离选系和MICMS保持系宁B6，宁B7，恢复系宁R1，宁R3以及油菜品系1003，1072为亲本材料，配制根本交组合，研究油菜的抗草丁膦性状遗传。结果表明，油菜的草丁膦抗性为显性性状，受一对基因控制，抗草丁膦的bar基因在F2和BC1群体遵循盂德尔分离规律。因此，应用杂交，回交等常规育种方法就可将bar基因导入目标品种。     

转基因抗除草剂油菜的分子鉴定

根据抗草甘膦基因gox、cp4-EPSPS、aroA及抗草丁膦基因PAT的基因序列设计特异引物，对抗草甘膦油菜Q3、抗草丁膦油菜HCN-19及其后代材料进行检测，结果表明，在Q3及其后代中检测到gox及cp4-EPSPS双价抗草甘膦基因，在HCN-19及其后代中检测到PAT基因特异片段。利用该方法对F1(NA6／HCN-19)纯度进行了鉴定。     

抗除草剂油菜雄性不育系选育及利用研究

对抗草甘膦油菜“Quest”的抗性遗传研究结果表明,油菜对草甘膦的抗性为显性性状,由1对基因控制,抗草甘麟基因在F2和BC1群体遵循孟德尔分离规律。以抗草甘膦油菜“Quest”和双低雄性不育系“G851A”、保持系“G851B”为亲本材料,经5个轮回世代的回交、自交和测交,育成了抗除草剂油菜雄性不育系“K851A”和保持系“K851B”。“K851A”不育系株型紧凑,不育性彻底,双低品质稳定,且具有除草剂抗性,组配的杂交组合K851A/C-1平均产量达3426.0 kg/hm2,较对照增产12.84%。     

转基因抗除草剂作物及其食品安全性

一、转基因抗除草剂作物的发展抗除草剂作物的创制是植物生物技术应用最广泛的技术之一,大多数抗性品种都是采用分子生物学与植物转移技术将外源基因导入而成,从而使每种植物细胞获得外源基因后繁殖成再生植株。在转基因作物中,发展最快的是抗除草剂作物,其中主要是大豆、油菜、玉米与棉花。1993年第一个抗磺酰脲类除草剂大豆品种在生产中开始应用,1996年抗草甘膦大豆品种推广,1998年抗草铵膦大豆品种试验种植,目前虽然已创制出各种抗不同除草剂的转基因作物,但以抗草甘膦作物的种植面积最大,如2000年美国种植抗草甘膦大豆面积3000万hm2,占…     

抗草甘膦转基因油菜与野芥菜回交3代子1代和子2代的适合度研究

[目的]携带抗性基因回交后代的适合度是抗除草剂转基因作物的抗性基因能否成功逃逸到野生近缘种的重要依据。本文研究抗草甘膦转基因油菜与野芥菜的回交3代子1代(BC_3F_2)和子2代(BC_3F_3)在田间条件下的适合度,为转基因油菜基因漂移的生态风险评估提供有价值的参考。[方法]以野芥菜、抗草甘膦转基因油菜与野芥菜的BC_3F_2和BC3F3为材料,研究在低密度(每区15株)和高密度(每区30株)单种及不同种植比例(野芥菜、回交后代的混种比例分别为4∶1、3∶2和1∶1)混种条件下,野芥菜与BC_3F_2和BC_3F_3的总适合度。[结果]单种条件下,BC_3F_2的总适合度均与野芥菜无显著性差异。混种条件下,种植比例为4∶1时,BC_3F_2在2种密度下的总适合度均显著低于野芥菜;在混种比例为3∶2和1∶1条件下,BC_3F_2在低密度条件下的总适合度与野芥菜相当,而在高密度下的总适合度显著低于野芥菜。BC_3F_3在各种种植条件下的总适合度均与野芥菜无显著差异。[结论]BC_3F_2的总适合度受种植密度和比例的影响,在低密度3∶2和1∶1混种比例下的总适合度与野芥菜相当;BC_3F_3的总适合度不受种植密度和比例的影响。抗草甘膦转基因油菜与野芥菜的BC_3F_2和BC_3F_3都具有在野外生存定植的可能性,且BC3F3定植的可能性较BC_3F_2更大。因此在防范转基因油菜基因逃逸的策略上,除防范初始杂交发生外,也应该防范回交后代的产生。     

抗草铵膦转基因作物及其生物安全性研究进展

抗草铵膦转基因作物一般可以承受 2 .0 kg.hm-2 有效量以下的剂量 ,而只要 1.0 kg.hm-2 就可以得到很好的杂草防效。其抗性的稳定性受到环境因子、载体构建和抗性基因导入方法等因素的影响 ;抗性基因可以通过花粉漂移 ;抗性作物与原受体在没有草铵膦作用下有一定的差异。虽然大量文献报道抗草铵膦转基因作物对周围的生态群落没有影响 ,但也发现草铵膦可以致毛虫死亡。抗草铵膦转基因作物的安全性问题具有长期性、复杂性和不可预见性。在应用抗除草剂作物时 ,应特别注意其抗性稳定性 ,将之纳入杂草综合治理体系中     

油菜角果质量与分枝数的关系

通过分析油菜超高产条件下植株一次分枝数和二次分枝数的多少对各部位角果质量的影响,得出如下结果①各枝序的角果数一般都随一次、二次分枝数的增加而增加;而每角粒数和千粒重随一次、二次分枝数的增加呈先增后减的趋势.②主序和一次分枝的角果质量随分枝数的增减而变化的幅度较小;二次分枝的角果质量随分枝数的增减而变化的幅度较大.③油菜超高产条件下,单株最适宜利用的一次和二次分枝数分别为11～12个和10～15个,过多过少都不利于群体角果质量的提高.     

农杆菌介导法将FPFJ基因导入油菜的研究初报

将拟南芥早花基因FPF1（flowering promoting factor 1)插入双元高效表达载体pBI 121中,构建了植物表达载体pBIUbi-FPF1。以“双低”甘蓝型晚熟油菜品种2000 F4102,2000 F4153的下胚轴为转化受体,通过农杆菌介导的遗传转化获得抗卡那霉素的再生转基因植株,并探讨了影响油菜再生频率以及遗传转化效率的几个因素。对部分经卡那霉素筛选得到的再生植株进行了PCR检测,其中70％以上的卡那霉素抗性植株表现阳性,初步证明FPF1基因已整合到油菜细胞核基因组中。     

积累Cd油菜吸收Cd潜力及其根分泌物对土壤Cd的活化

采用水培和土培试验研究了积累Cd油菜溪口花籽的吸收Cd潜力及根分泌物对土壤Cd的活化效果。结果表明,积累Cd油菜溪口花籽和印度芥菜在营养液Cd浓度为1.0和1.5mg·L-1时的耐Cd毒能力相当。积累Cd油菜溪口花籽的吸Cd潜力高于印度芥菜。积累Cd油菜和印度芥菜在加Cd营养液培养条件下的根分泌物对土壤Cd均有一定的活化作用。积累Cd油菜在营养液中Cd浓度为1.0mg·L-1时收集的根分泌物与0.5mmol·L-1柠檬酸对土壤Cd的提取能力相当。与印度芥菜相比,积累Cd油菜根分泌物对土壤Cd的提取能力更高。浇入根分泌物对积累Cd油菜溪口花籽和印度芥菜体内Cd的存在形态没有显著的影响。     

油菜不同人工合成系后代材料的霜霉病抗性

采用油菜子叶孢子喷雾接种法,在室内控制条件下,对不同来源的人工油菜杂交合成后代选系的抗霜霉病特性进行了苗期抗性评价,供试38个材料的霜霉病抗性可以划分为高抗、抗、中抗、低感、中感和高感6个类型,其中HP2306-1、HZ2011-1、HL2101、HY2501、HP2304-3和HP1202等6个合成系的发病严重度为1 77～2 12,表现为抗-高抗霜霉病,可以进一步应用于抗病品种的选育。     

供硫浓度对油菜吸收转化硫的影响

用６个硫浓度的［（ＮＮ＿４）＿２￣３５ＳＯ＿４］营养液，在砂培条件下培养移栽一个月后的油菜苗，标记后两周收获植株．放射性测定结果表明，在硫浓度为１０ｍｇ·Ｌ￣（－１）和２５ｍｇ·Ｌ￣（－１）时，油菜对硫的吸收率约８７％；在５０，１００，２００ｍｇ·Ｌ￣（－１）时的吸收率为６０％左右；在４００ｍｇ·Ｌ￣（－１）时下降为４３％．供硫浓度（ｍｇ·Ｌ￣（－１））从１０增加到２５时，油菜植株中的ＳＯ形态硫增加最多，硫苷态硫增加的比例最小；供硫浓度（ｍｇ·Ｌ￣（－１））从２５增加到２００时们以ＳＯ形态硫增加最明显，氨基酸硫增加幅度最小；供硫浓度（ｍｇ·Ｌ￣（－１））从２００到４００时，植株中的各种形态的硫增加比例更小．供硫浓度１０ｍｇ·Ｌ￣（－１）时，植株内以蛋白质和硫苷为主，随着供硫浓度增加，二者的相对含量减少并趋于平衡，而后转以Ｓ０形态的硫占优势，氨基酸硫的含量与供硫浓度的关系不明显．     

Transgenic Rape with hrf2 Gene Encoding HarpinXooc Resistant to Sclerotinia sclerotinorium

The objective of this study was to increase the resistance of rape using the method of transformation. The gene hrf2 derived from Xathomonas oryzae pv. oryzicola encoding harpinxooc protein was constructed into transgenic vector pCAMBIA1301. The cotyledonal petiole segments from rapeseed variety Yangyou 4 were infected by Agrobacterium tumefaciens strain LBA4404/pCAMBIA1301-hrf2. Hygromycin-resistant green shoots were obtained. Successful integration of the foreign gene into the genome of the rapeseed variety Yangyou 4 was confirmed by PCR, RT-PCR, and β-glucuronidase analyses. Disease bioassays of transgenic plants revealed an improved resistance of transgenic plants to Rape sclerotiniose. In brief, the hrf2 gene can be transferred into rape using the method of Agrobacterium-mediated transformation, which increased the resistance to Sclerotinia sclerotinorium in the transgenic plant.     

镉高(低)积累油菜品种的筛选

以近年来在湖南省大面积推广的以及常德市农林科学研究院筛选出的试验表现较好的32个油菜品种(组合)为材料,在常德市农林科学研究院和湘乡市棋梓镇蛇潭村进行镉高(低)积累油菜品种的筛选。结果表明:参试油菜品种(组合)植株中镉含量在1.566~3.352 mg/kg之间;在土壤镉含量为0.904 mg/kg的条件下种植油菜,油菜籽粒中镉最高含量为0.396 mg/kg,其籽粒均符合食品中污染物限量标准;油菜各部位镉积累量由高到低依次为茎根果壳籽粒;筛选出高积累品种创杂油5号、金黄油99、渝黄4号和低积累品种(组合)S15、G212A/P9、沣油958,可作为镉污染地区食用油品种推广种植。     

油菜渍害若干生理问题的探讨

利用专门设计的作物控水种植槽对油菜各生育期进行渍水处理,研究渍害对油菜的生理影响。结果表明:叶片乙烯释放量增加,根系活力下降,植株氮素积累降低;叶片丙二醛含量升高,植株早衰;终花期叶片光合速率比对照降低8.7％～38.1％。同时,还发现渍害不仅影响当时植株的正常生理机能,而且在渍水以后仍有持续的不利影响。