转基因抗草甘膦大豆安全性评价及对环境影响的检测

杂草防治是大豆种植中的重要问题。美国、阿根廷等国家主要是通过种植抗草甘膦大豆，进而喷施草甘膦来消灭杂草。转基因抗草甘膦大疆在我国目前尚没有推广种植。为了保护野生大豆资源的多样性，研究抗草甘膦大豆的基因检测方法，对环境尤其是豆类近缘作物的基凶漂移愈来愈重要。本试验对从阿根廷引进的抗草甘膦大豆在田间种植后对大豆及其近缘种漂移可能性及检测方法进行了研究，并在南京点检测到发生基因漂移的野生大豆1株。这说明大豆与野生大豆发生基因漂移是可能的，同时也提示引种抗草甘膦大豆应有足够的安全控制措施，以免发生基因漂移而逸生为超级杂草。     

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。     

大豆疫霉根腐病抗性相关基因SDR1的克隆及功能分析

【目的】获得大豆疫霉根腐病抗性相关基因,为培育大豆抗病品种提供理论依据。【方法】在以大豆抗病品种绥农10构建的受疫霉菌诱导后差异表达的cDNA消减文库的基础上,选取文库中一条与其它植物的DR1基因具有较高同源性且上调表达的EST序列。通过RT-PCR方法从绥农10中克隆该基因,并构建到植物表达载体pCAMBIA3301上,以感病品种东农50的子叶节为外植体通过根癌农杆菌介导的方法进行大豆遗传转化。【结果】该基因全长805 bp,开放读码框为471 bp,编码156个氨基酸,在此命名为SDR1。遗传转化获得转基因PCR鉴定阳性植株5株,Real-time PCR检测T1转基因植株较非转基因植株SDR1表达量提高20倍以上的有3株,经Southern杂交分析表明,出现杂交信号的有3株。经离体叶片接种大豆疫霉菌,转基因大豆的抗性较非转基因大豆明显提高。【结论】成功克隆了大豆疫霉根腐病抗性相关基因SDR1,并通过对过量表达的大豆转基因植株的抗病性鉴定初步确定了SDR1的抗病功能。     

大豆高代新品系草甘膦抗性的检测与筛选

[目的]对大豆杂交高代品系草甘膦抗性进行检测,并从中筛选综合性状优良的抗草甘膦大豆新品系。[方法]以普通大豆晋大73为母本,抗草甘膦转基因大豆RR1为父本进行杂交,采用常规育种方法,早代以农艺性状为标记进行选择,F7代对34个后代品系进行蛋白脂肪含量测定和大田草甘膦抗性测定,并以大豆凝集素基因(lectin)为内置标准,对大豆外源CaMV35S启动子、NOS终止子、抗草甘膦基因(CP4-EPSPS)进行PCR检测。[结果]27个品系对草甘膦具有完全抗性,且均检测到CaMV35S启动子、NOS终止子和CP4-EPSPS基因;5个品系未检测到CP4-EPSPS基因,田间测定也均为完全不抗;另有2个品系PCR检测结果一致,但田间抗性测定1个为完全抗性、1个为完全不抗。[结论]田间测定结果与PCR检测结果基本一致,符合率达到了94.1%。筛选出27个具备抗草甘膦特性的新品系,其中4个品质优良,表现为超亲优势。     

国内抗草甘膦转基因棉花及相关抗性基因研究概述

详细概述了国内对抗草甘膦基因的发掘、棉花育种中抗草甘膦基因的利用以及研究方法等。我国抗草甘膦的品种培育与专利申请等发展趋势较快,在不同科研单位的合作背景下,积极开展了有关抗草甘膦棉花等作物方面的相关研究,这些研究成果在农业生产利用方面,有助于降低劳动力成本和提高农业生产效率,并对进一步提高我国农业生产竞争力具有重要作用。同时,转基因作物在生物安全性、商业化竞争方面也面临新的机遇与挑战。     

抗草甘膦转基因大豆基因漂移的研究Ⅰ大豆风媒介传粉的基因漂移研究

田间生殖隔离状态下,将野生大豆和栽培大豆种植在抗草甘膦转基因大豆周围,按固定距离收获。每年对一部分实施喷施高剂量草甘膦进行鉴定筛查,另一部分收获留待下年继续鉴定筛查。对每年连续筛查中存活植株提取DNA,进行对目的基因CP4-EPSPS的PCR检测,结果为阴性。初步判断在监测的三年时间内没有发现抗草甘膦转基因大豆通过风媒介使花粉传播,对田间大豆及其近缘种野生大豆产生明显的基因漂移。     

世界抗草甘膦大豆的发展

转基因抗除草剂作物的创制是近代农业生物技术中最活跃、也最具成效的领域,而抗草甘膦作物则是抗除草剂作物中的核心,其中抗草甘膦大豆居于首位而起着极为重要的作用。1抗草甘膦大豆在世界上的分布1996年抗草甘膦大豆开始大面积种植,美国农民迅速接受了抗除草剂品种,种植面积不     

干旱胁迫下草甘膦对抗草甘膦大豆幼苗保护酶活性及脂质过氧化作用的影响

【目的】为探明干旱胁迫(5d)及旱后复水条件下不同草甘膦剂量对抗草甘膦大豆(RR1)幼苗保护酶活性及脂质过氧化作用的影响。【方法】采用盆栽试验,在大豆的第三复叶期进行水分胁迫和草甘膦处理。【结果】(1)正常水分条件下,草甘膦增加了RR1的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性,以及丙二醛(MDA)含量和相对电导率(EL),且随剂量的增加和处理5d内时间的延长而升高;草甘膦处理17d后,各指标均有所下降。(2)干旱条件下,较低剂量的草甘膦处理使RR1的SOD、POD、CAT活性随胁迫时间的延长而升高,0.92kg·hm-2处理的各保护酶活性随胁迫时间的延长呈先增加后降低趋势;然而,各剂量处理的MDA含量和EL均在胁迫第5天上升到最大;各指标在复水12d后均有所下降。(3)干旱条件下草甘膦处理的SOD、POD、CAT活性以及MDA含量和EL均高于正常水分条件下草甘膦处理。【结论】正常水分条件下,草甘膦对RR1幼苗造成的伤害可以经过一段时间的生长发育有所缓解;而干旱胁迫加剧了草甘膦对RR1幼苗伤害的原因是活性氧代谢失衡,保护酶系的活性发生变化,质膜过氧化程度加大,短期干旱胁迫后复水可提高细胞膜的抗干旱能力或适应胁迫的能力。     

抗草甘膦转基因大豆的获得

大豆[Glycine max(L.)Merrill]是我国主要的粮食和油料作物,但近年来由于大量进口美国的转基因大豆,使我国的大豆生产严重萎缩。生物技术方法应用于改良大豆的农艺性状和产品质量以及对除草剂的耐受性,特别是对草甘膦的耐受性这一个重要性状。本研究以东农50为受体,采用农杆菌介导法,将抗草甘膦基因G10-EPSPS基因转入到大豆中,先后获得了3株T0代植株,在T0代进行抗性鉴定后,1株得到种子。试验通过对转基因后代的PCR检测、Western检测以及草甘膦抗性鉴定,证明外源基因已整合到植物基因组中,并在T0、T1和T2代稳定表达。本研究为转基因大豆育种提供了材料和数据。     

理化诱变筛选抗草甘膦大豆植株

分别应用紫外线和叠氮化钠对大豆种子进行诱变处理,以不同浓度草甘膦进行抗草甘膦大豆植株筛选。在40 m l/L草甘膦筛选条件下,紫外线照射处理(0.5、1、1.5 h)诱变筛选出15粒抗草甘膦大豆种子,叠氮化钠(2.5、5.0、10.0 mmol/L)浸泡处理(1、2、3 h)筛选出9粒抗草甘膦种子;紫外线与叠氮化钠复合诱变筛选出174粒抗草甘膦种子。将所筛选出的发芽种子播种,苗期喷施不同浓度草甘膦,最终筛选出对40 m l/L草甘膦具有抗性的大豆植株。     

大豆种质资源对草甘膦的敏感性研究

为了研究不同大豆种质材料对草甘膦的敏感性,于大豆2～3片复叶期,对1365份大豆试材喷施草甘膦异丙胺盐水剂1230g／hm2,按照大豆药害程度、存活率和结荚率的不同将药害等级划分为1-10级（级别越高,药害越重,敏感程度越高）。结果表明：喷施草甘膦后所有参试材料均出现不同程度的药害症状,表现为叶片发黄甚至干枯,植株矮化;药害等级从10级到2级,其中,366份表现敏感（9—10级）,340份表现比较敏感（8级）,268份表现中度敏感（6～7级）,241份有一定的耐性（4～5级）,92份耐性较好（3级）,58份耐性良好（2级）。不同类型大豆种质材料对草甘膦的敏感性存在差异,其中,所有野生大豆均表现敏感,夏播试材中耐性种质所占比例高于其他类型材料。     

抗草甘膦转基因大豆的田间鉴定

为推广抗草甘膦转基因大豆优良品种,本文对新培育的抗除草剂草甘膦转基因大豆新材料SNT1进行了田间鉴定。田间试验采用随机区组设计方案,结荚期喷施41%农达(草甘膦)除草剂。观察和记载处理组和对照组除草剂处理后,大豆幼苗的枯死率,以及各主要生长发育时期和产量性状的表型。结果表明喷施除草剂后,非转基因对照组大豆(SN99-1)幼苗枯死率达98.86%,而转基因大豆SNT1仅有1.02%幼苗呈现受害症状。SN99-1和SNT1在主要生育期、主茎节数、单株荚数和百粒重等农艺性状上差异不显著。抗草甘膦转基因大豆SNT1在大田条件下能稳定、有效抵抗草甘膦除草剂,且抗草甘膦性状的表达并未影响到其他农艺性状。转基因大豆新材料SNT1可进一步应用于培育综合农艺性状优异且高效抗草甘膦除草剂的大豆新品种。     

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。     

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。     

在质体中表达EPSPS赋予烟草草甘膦抗性

在烟草质体中应用来源于玉米的复合型顺式表达元件驱动来源于Isoptericolavariabilis的新型耐草甘膦EPSPS基因AroAI.va?的表达,使其在叶片及非绿色组织中同时高效表达.对获得的同质化质体转化植株进行转录及蛋白水平分子检测,结果表明:AroAI.va?基因在转基因植株叶片及根部组织中均得到有效表达...     

抗草甘膦转基因大豆生物与环境安全性

世界转基因作物发展速度迅猛,其中抗除草剂转基因大豆的种植面积和作物产量都占有较大比例,其安全性也受到人们极大关注。文章通过对抗除草剂转基因大豆多年的研究总结,并结合国内外抗除草剂转基因大豆的研究文献,阐述了抗草甘膦转基因大豆现状及其发展,并对其生物和环境的安全性问题进行评价。     

草甘膦对大豆光合特性日变化的影响

为探明草甘膦对普通大豆光合特性日变化的影响,在大田条件下,采用随机区组设计,研究了不同剂量草甘膦对晋大75净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)、气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)日变化的影响。结果表明:(1)在未喷施草甘膦情况下,晋大75的Pn和Gs日变化呈双峰曲线,峰值分别出现在10:00时、16:00时和10:00时、14:00时左右;Tr呈单峰曲线,峰值出现在14:00时左右;WUE在上午和傍晚较高,14:00时左右最低。(2)喷施草甘膦后,晋大75光合特性的日变化趋势总体与未喷药前相似。Pn随草甘膦剂量的增加呈降低趋势,当剂量达到0.92 kg.hm-2时严重抑制Pn。0.46 kg.hm-2的草甘膦促使Tr的峰值提前到12:00时出现,而0.92kg.hm-2处理却使Tr日变化呈双峰曲线。12:00时以前(包含12:00时),除低剂量(0.46 kg.hm-2)的草甘膦可提高晋大75的Tr和Gs外,其他各剂量在一天中均降低了其Tr和Gs。草甘膦增加了晋大75的Ci,而0.92 kg.hm-2的草甘膦却降低了其WUE。     

苗期喷施草甘膦对大豆叶片生理指标的影响

为阐明普通大豆品种与抗草甘膦转基因大豆品种经草甘膦处理后,植株生理指标变化情况的差异,试验在苗期对2种不同大豆品种喷施41%草甘膦异丙胺盐水剂,之后测定植株体内叶绿素、可溶性糖、脯氨酸、丙二醛含量以及电导率等生理指标的变化情况。结果表明,喷施草甘膦后,晋大73叶片中叶绿素含量急剧下降,可溶性糖含量、丙二醛含量、脯氨酸含量显著增加,电导率增大,7 d内叶片遭受毁灭性的伤害,植株死亡;抗草甘膦大豆RR1在喷施草甘膦初期,各项生理指标均出现小幅波动,短期内又恢复到正常水平,说明RR1对草甘膦具有明显的抗性。这对于研究普通大豆和抗草甘膦大豆在喷施草甘膦后生理指标的变化规律具有重要的参考价值。     

耐受草甘膦大豆突变体的筛选初报

草甘膦为非选择性除草剂，对大豆会产生严重药害。中国科学院上海植物生理研究所提供的９个大豆品系，经二年试验结果表明：有４个品系对草甘膦具有强的耐受力，对大豆的生长影响小，产量高，经济效益好。