转基因水稻基因飘流研究十年回顾

中国是世界最大的水稻生产国和亚洲栽培稻的起源中心之一。随着中国转基因水稻研发的快速发展,需要研究水稻转基因飘流可能对环境和食品安全带来的潜在风险。基因飘流及其数据是对转基因水稻进行科学评估和监管的重要参数。为此,从2002年开始组建了研究团队,对转基因水稻的基因飘流进行了为期10年的系统研究。取得的结果主要包括：（1）阐明了水稻基因飘流的基本规律,揭示了影响水稻基因飘流的生物学和气象学主控因子。沿水稻开花期的主流风向,采用长方形田间试验设计,分别在三亚、广州和杭州3个点2-3个生长季,研究了纯合转bar基因花粉供体L201或B2 (姐妹系,抗除草剂Basta)向19个非转基因受体（包括不育系、常规稻品种、杂交稻F1和普通野生稻）在不同距离上的基因飘流率,明确了转基因向不育系的飘流率最高,向普通栽培稻品种的基因飘流率最低(相邻种植时小于1%或0.1%),向普通野生稻的基因飘流率介于不育系和常规稻之间,向不育系的最大基因飘流率比向普通野生稻和栽培稻要大1-3个数量级;基因飘流率随距离增加呈负指数曲线衰减,且存在急剧降低的“拐点”,“拐点”的距离与试验点水稻开花期的风速密切相关,广州和杭州为1-2 m,三亚约为5 m;采用圆形、以花粉供体为中心的田间试验设计,以异交结实率很高的不育系博A作受体,清晰地解析了风向与基因飘流率的数值关系,主流和次主流风向下游4个扇区的基因飘流事件累计达90%-96%,而逆风向和侧逆风向4个扇区仅为4%-10%。综上所述,水稻转基因飘流率与常规育成品种间的异交率（一般在1%以下）基本相同,在数量级上转基因并未增加新的风险。（2）建立了以气象资料为参数的水稻花粉扩散和基因飘流普适模型,计算和预测了中国南方稻区17省、市的最大基因飘流阈值距离（maximum threshold distances, MTDs）。受东南季风和地形地貌的影响,中国南方稻区MTDs的空间分布特征为：东西之间有自东向西逐渐减小的趋势,南北之间首先在南方丘陵地区逐渐减小、越过南岭后再向东南沿海地区逐渐增大。（3）利用人工构建的普通野生稻与基因（Bt或bar）飘流后代栽/野F1杂种混栽群体,经多年多代跟踪观察,分析了转基因飘流至普通野生稻后的命运,发现栽/野F1杂种在3-5年后完全消失,混栽群体中检测不到外源的Bt和bar,有理由推测普通野生稻具有自我保护的机制。（4）研究了小规模田间试验中采用花期隔离和布帐隔离措施降低水稻基因飘流率的效果;调查了海南、广东、广西普通野生稻原生境居群与相邻种植的栽培稻花期相遇情况,建立了相应的数据库;研究了基因拆分技术作为生物学限控措施从根本上限控基因飘流的效果;以本研究的结果及对国际上主要农作物基因飘流的调研数据为基础,提出了在水稻基因飘流风险评估和监管中采用分类管理和阈值管理的原则。在10年回顾和科学分析的基础上,对未来研究的重点也进行了展望。     

高粱幼叶细胞悬浮系的建立

以高粱无菌苗幼叶为试验材料,对颗粒状胚性愈伤组织的获得、细胞悬浮系的建立及影响悬浮细胞生长的主要因素进行了研究。结果表明：幼叶在MS（Murashige and Skoog）+2mg/L 2,4-D培养基上诱导出的愈伤组织,经2~3次继代筛选后获得了浅黄色、颗粒状胚性愈伤组织;胚性愈伤组织接种于液体培养基中,于25±1℃、黑暗条件下,经45~60d的悬浮震荡培养建立了高质量的细胞悬浮系,细胞生长曲线呈“S”型,细胞密度可达6.45×10 ⁵~5.08×10 ⁶个/mL以上,活细胞率可达72.76%,近圆细胞率可达87.50%;培养基的基本成分、激素种类和水平对悬浮细胞生长状态有很大的影响,相比1/2MS培养基,MS培养基为适宜的培养基,2,4-D对保持细胞系的稳定增殖至关重要,适宜的浓度为1mg/L;培养液中加入0.5mg/L KT或6-BA会造成悬浮液褐化,影响悬浮细胞的生长;最适宜的细胞悬浮培养基为L2培养基（MS+1mg/L 2,4-D,30g/L蔗糖,pH5.8）,震荡培养转速为110~120r/min,继代周期为7d,新旧培养基的接种比例为2∶1。     

影响北方白菜型冬油菜主要农艺性状变异的气象因子分析

为探究影响北方冬油菜农艺性状的气象因子,以新疆自治区阿勒泰、乌鲁木齐和喀什为研究试点,选择陇油6号、陇油7号、陇油8号、天油2号、天油4号、天油7号共6个抗寒性不同的白菜型冬油菜品种为研究材料,采用适定性分析法和相关性分析法,研究气象因子对冬油菜的株高、主花序角果数、单株角果数、角粒数等农艺性状的影响。结果显示：随纬度降低越冬率增加,农艺性状变劣,其中千粒重、株高和角粒数变异系数较小,分别为5.86%、6.23%和12.63%,单株角果数的变异系数较大,为28.25%;参试品种间,强抗寒品种陇油6号和陇油7号的农艺性状变异系数较小,弱抗寒品种天油2号等变异系数较大;农艺性状与越冬率显著正相关（P<0.05）,角粒数与各种气象因子的相关性均达显著水平（P<0.05）;积雪天数、年降雨量和最大积雪厚度对农艺性状具有正效应,累积贡献率达到0.877,最冷月最低气温、地面极端低温、负积温和年均气温对农艺性状具有负效应,累积贡献率达到-0.871。因此,在北方寒区,选择强抗寒冬油菜品种有利于保持农艺性状稳定,获得较好产量与效益。     

水稻籽粒镉积累KASP分子标记LCd-38的开发与利用

水稻(Oryza sativaL.)是我国主粮作物之一,稻米镉污染对我国粮食安全造成一定威胁.镉低积累水稻品种的选育可有效降低水稻籽粒镉污染风险,高效准确的镉积累相关分子标记在镉低积累水稻品种选育中具有至关重要的作用.以水稻微核心种质为材料,基于籽粒镉积累关联基因的功能性SNP位点开发了KASP分子标记LCd-38.选...     

Isolation and Identification of Orf Virus from Jiangsu Province and Phylogenetic Analysis of Their B2L Gene

The study was aimed to investigate prevalence of Orf virus (ORFV) in Jiangsu province in recent years and control Orf better. A total of 121 tissue samples were collected in some farms from 2013 to 2015 and subjected to PCR detection, viral isolation and phylogenetic analysis of B2L gene. Four samples were ORFV positive by PCR. The viruses were isolated by passaging in ovine fetal turbinate (OFTu) cells and MDBK cells, and were named as ORFV/Ovis/XZ/Jiangsu/2015/China, ORFV1/Ovis/DT/Jiangsu/2015/China, ORFV2/Ovis/DT/Jiangsu/2015/China and ORFV/Ovis/SL/Jiangsu/2015/China,respectively. The B2L gene was amplified and sequenced for the phylogenetic study. The nucleotide homology of these 4 strains was 98.5% to 100.0%. ORFV/Ovis/XZ/Jiangsu/2015/China, ORFV1/Ovis/DT/Jiangsu/2015/China and ORFV2/Ovis/DT/Jiangsu/2015/China, gathered into a cluster with SC-JY, GX-YB, JS-FX isolates and the nucleic acid homology of these strains was 97.8% to 100%. ORFV/Ovis/SL/Jiangsu/2015/China gathered into a cluster with LiaoNing, HuB and Gansu isolates, the nucleic acid homology was 98.8% to 98.9%. The nucleic acid homologies of 4 strains and ORFV strain China vaccine was 96.8% to 98.1%. The result showed that the ORFVs in Jiangsu province might be from different source. For controlling the spreading of this virus, it was necessary to carry out deep epidemiological survey in Jiangsu province.     

饲料脂肪水平对锦鲤幼鱼生长和血液生化指标的影响

本实验以初始体重为(5.85±0.19)g红白锦鲤(Cyprinus carpio L)幼鱼为实验对象,研究在螺旋藻添加量为12%时,饲料脂肪水平对锦鲤生长、饲料表观消化率、肠道消化酶和血液生化指标的影响。实验设5.36%、7.74%、10.52%、12.85%、15.45%5个脂肪梯度,每组设3个重复,每个重复10尾鱼,表观饱食投喂60 d。结果显示:脂肪水平为5.36%～10.52%,锦鲤增重率(BWG)、特定生长率(SGR)随脂肪水平的升高而升高,均在脂肪水平为10.52%时,达到最大值。实验鱼血清谷丙转氨酶(ALT)随脂肪添加比例呈现先下降再升高的趋势,脂肪水平为12.85%后,血清ALT显著升高(P<0.05),脂肪水平为15.45%时,血清GLU浓度显著升高(P<0.05),而甘油三酯(TG)、总胆固醇(CHOL)随脂肪水平的升高各实验组间无显著性差异(P>0.05)。结果表明,螺旋藻添加量一定时,锦鲤适宜脂肪添加水平为10.52%。     

湖南主要辣椒品种产量与主要农艺性状的相关性及通径分析

为探讨湖南辣椒品种主要农艺性状与产量间的相关性和重要性,以湖南本地16个辣椒品种为材料,采用完全随机区组设计进行田间鉴定,分析产量与主要农艺性状的相关系数及通径系数。结果表明,湖南的主要辣椒品种间产量、株高等8个性状具有丰富的遗传变异,有较高的遗传选育价值;鲜果产量与果宽、单果鲜重和单株挂果数呈显著正相关;农艺性状对辣椒鲜果总产量的直接贡献从大到小依次为单株挂果数(0.648)单果鲜重(0.629)果宽(0.511)果长(0.328)果肉厚(0.304)株高(-0.105)果柄长(-0.014)。综上所述,建议在选配辣椒杂交组合时,优先考虑果宽较宽、鲜果较重、挂果树较多的亲本。     

栽插密度和水层对水稻化感品种抑草作用的影响

选用具有化感特性的华抗草78和江苏地区主栽的扬稻6号,通过田间试验明确在不同栽插密度和不同水层深度条件下水稻品种的抑草效应,结果表明:每公顷45～60万苗的水稻栽插密度、水稻移栽后10 cm水层保持15 d的条件下华抗草78对稗草、异型莎草和陌上菜的株防效和干重防效明显,增产效果显著。     

家蚕有滞育多化性品种滞育卵复式冷藏继代法的研究

利用上年中秋制种的滞育卵经复式冷藏处理,到当年夏蚕期饲养,夏制种再经中秋蚕期饲养,进行了有滞育多化性品种的省力保种试验.夏蚕期其生命力较对照组低1.2%~1.9%,生种率上升16.0%,差异达显著程度.中秋蚕期生命力高1.0%,生种率低0.9%,完全恢复正常.重复试验,结果一致.有滞育多化性品种用滞育卵复式冷藏处理一年二次省力保种是可行的.     

紫花苜蓿根系主要功能性状对分根区交替灌溉的响应

分根区交替灌溉是一种具有节水潜力的灌溉方式,为了揭示紫花苜蓿(Medicago sativa L.)根系对分根区交替灌溉的响应,在甘肃武威绿洲农业高效用水国家野外科学观测研究站设置3种占田间持水量(Field capacity, FC)不同比例的灌水梯度(T1:80%～100%FC,T2:60%～80%FC,T3:40%～60%FC)去开展分根区交替灌溉与不分根区灌溉的对比试验。结果表明：分根区交替灌溉在80%～100%FC灌水量时,根颈直径小于不分根区灌溉,60%～80%FC和40%～60%FC灌水量时,根颈直径大于不分根区灌溉。分根区交替灌溉的根系分支多于不分根区灌溉,但根平均直径小于不分根区灌溉。两种灌溉方式下紫花苜蓿地上部和地下部的生物量均随着灌水量梯度的下降而下降。同一灌水梯度下,不分根区灌溉的地下和地上生物量均高于分根区交替灌溉。上述结果说明紫花苜蓿采用分根区交替灌溉方式对根系生长发育具有重要影响。