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抗除草剂转基因油菜(Brassica napus)的抗性基因一旦成功渗入到杂草中,将会对农田生态环境造成很大的威胁。鉴于转基因油菜(Brassica napus,AACC,2n=8)的近缘杂草野芥菜(wildB.juncea,AABB,2n=36)分布广泛并有扩散趋势,且转基因油菜和野芥菜后代适合度的研究只局限于F1、F2和回交1-2代,缺乏对抗性基因在连续多世代杂种中的表达规律和适合度的深入研究。本文在实验室前人研究的基础上以抗草甘膦转基因油莱(DS-Roughrider,Roundup Ready,event RT73)和抗草丁膦油菜(Swallow,Liberty Link,event HCN92)与野芥菜的正反回交 1 代子 5-6 代(BC1mF6-7,BC1pF6-7)、正反回交2代子4-5代(BC2mF5-6,BC2pF5-6)、正反回交3代子3-4代(BC3mF4-5,BC3pF4-5)为研究对象(以野芥菜为母本的回交称为正向回交,用m表示,以野芥菜为父本的回交称为反向回交,用p表示),研究了抗性基因在上述回交后代中的表达规律;在温室和田间种植的情况下测定了携带不同抗性基因的回交后代的适合度。研究结果能为抗除草剂转基因油菜向野芥菜的基因渗入提供长期的多世代的试验数据,并为转基因油菜的安全性评估提供可靠的理论依据。主要的研究结果如下:1.回交后代的出苗率及抗性基因在回交后代中的表达规律以抗草甘膦或抗草丁膦转基因油菜和野芥菜的回交1代子6代(BC1F7)、回交2代子5代(BC2F6)、回交3代子4代(BC3F5)为试验材料,研究了这些后代的出苗情况和抗性基因的表达规律。结果表明,两种转基因油菜的BC1F7、BC2F6和BC3F5的平均出苗率在91-94.11%之间,与野芥菜没有显著差异。说明各回交后代在出苗率上与野芥菜相比已没有劣势。对4叶期的植株喷施1400 g(a.i.)ha-1草甘膦或700 g(a.i.)ha-1的草丁膦进行抗性筛选,抗草甘膦转基因油菜与野芥菜的BC1F7、BC2F6及BC3F5的存活植株百分率介于96.05-98.8%,存活植株比例都符合孟德尔遗传定律;但抗草丁膦转基因油菜与野芥菜的BC1F7、BC2F6及BC3F5的存活植株百分率介于54.85-82.47%,存活植株比例均不符合孟德尔遗传定律。2.温室条件下抗除草剂转基因油菜与野芥菜回交后代的适合度在温室条件下测定携带抗性基因的供试回交后代(R表示携带抗草甘膦基因,L表示携带抗草丁膦基因)的营养生长(莲座状直径、株高、茎粗、一次分枝数、地上部单株干生物量)和生殖生长(花粉活力、单株有效角果数、角果长、每角果饱粒数)的适合度成分,比较了这些回交后代与野芥菜的适合度成分及总适合度差异。结果表明,除BC1F6R和BC2pF5R的株高显著低于野芥菜,携带抗草甘膦基因的供试回交后代的各适合度成分及总适合度均与野芥菜无显著差异。除BC1F6L、BC1F7L和BC2F5L、BC2F6L的株高显著低于野芥菜,及BC1F6L、BC2F5L和BC3F4L的茎粗显著低于野芥菜外,携带抗草丁膦基因的供试回交后代的适合度成分及总适合度均与野芥菜无显著差异。上述结果表明,两种携带抗性基因的BC1F6-7、BC2F5-6和BC3F4-5在温室条件下具有和野芥菜相当的生存适合度。3.田间条件下抗除草剂转基因油菜与野芥菜回交后代的适合度在田间条件下测定了携带抗性基因的回交后代在2种种植密度(15株/区和30株/区)以及单种和混种(野芥菜:回交后代=4:1,3:2,1:1)下的适合度;并测定了田间条件下种子活力保持时间。结果表明,单种条件下,携带抗草甘膦基因的供试回交后代在低密度和高密度下均具有和野芥菜相当的总适合度;但携带抗草丁膦基因的BC1F6L和BC2F5L在高密度下的总适合度显著低于各自的野芥菜。低密度混种条件下,两种携带抗性基因的BC1F6在3种混种比例下的总适合度显著低于各自的野芥菜;携带草甘膦基因BC2pF5R的总适合度在4:1和3:2混种比例下显著低于各自的野芥菜;但携带草丁膦基因油菜的BC2F5L在3种混种比例下的总适合度都显著低于各自的野芥菜。其它情况下供试回交后代具有和野芥菜相当的适合度。高密度3种混种比例下,携带草甘膦基因BC1F6和BC2pF5R的总适合度显著低于野芥菜;但携带草丁膦基因的BC1F6L、BC2F5L以及BC3F4L的总适合度显著均低于野芥菜;在高密度1:1混种条件下,携带抗草丁膦基因的BC1F7L、BC2F6L以及BC3F5L都显著低于野芥菜。其它情况下各回交后代的总适合度均与各自的野芥菜相当。试验结果说明,与携带抗草丁膦基因的供试后代相比,携带抗草甘膦基因的供试后代的适合度与其相当或更高,因此抗草甘膦转基因油菜向野芥菜渗入的风险更大。种子埋藏试验结果表明,浅埋10个月后,两种转基因的BC1F7-8、BC2F6-7、BC3F5-6介于51-76%的种子仍然保持着活力;深埋10个月后,各回交后代介于66-83%,种子保持着活力。说明抗除草剂转基因油菜与野芥菜的回交后代种子能够在田间环境下保持较长时间的活力,具有形成自生苗的可能性,因此生态风险不容忽视。