转基因水稻品系99-1对草铵膦抗性及竞争性的评价

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水稻99-1是中国自主培育的抗除草剂草铵膦转基因品系。本文研究了该品系的生物学特性、耐药性、环境因子光强和氮肥对其抗性稳定性的影响;比较了转基因品种的不同鉴定方法及99-1与稗草的竞争性。 研究结果表明: 99-1虽然较普通水稻越富和中作93发芽慢、发芽势低,但发芽率相近,而且催芽后的直播成株率和移栽成株率与对照组的普通水稻品种(越富和中作93)相比差异不显著。 草铵膦对99-1种子和2叶龄幼苗的无影响浓度分别为8.28mg/L和48.97mg/L;而对普通水稻品种的种子和2叶龄幼苗的无影响浓度分别为1.83mg/L和2.06mg/L。这些无影响浓度均高于推荐用量下草铵膦在土壤中的残留浓度。这表明草铵膦对99-1和普通水稻而言无土壤残留问题。 99-1对草铵膦具有良好的抗药性,但是不同生育期的99-1对草铵膦的耐药性差异较大。直播时2叶龄水稻的抗性较差,只能承受0.5kg·hm-2的草铵膦用量;草铵膦施用量在1.0kg·tm-2以上时,出现死苗;育苗移栽的2叶稻苗抗性比直播的强,尽管1.0kg·hm-2的草铵膦可以影响2叶龄水稻的株高和蘖高,但对其产量没有造成显著影响;但草铵膦用量增加到2.0kg·hm-2以上时,就会出现死苗现象,导致减产。4~8叶龄抗性明显增强,在2.0kg·hm-2剂量下,产量也不受影响。 在强光协同作用下,99-1对草铵膦的抗性有所降低。虽然处理间水稻株高和鲜重没有达到显著差异,但叶绿体、启动子和总蛋白检测的结果都表明强光协同草铵膦加重了99-1的药害。尿素、硝酸钾和硫酸铵可以在一定程度上缓解草铵膦对99-1造成的药害,其中尿素和硝酸钾效果较为明显。 种子萌发生测法以芽长作为测量指标优于根长,抗和非抗品种的芽对草铵膦的敏感性差异大于它们根的敏感性差异。采用芽长生测时,草铵膦处理浓度可在10.0~100.0mg/L。分子检测法可通过bar基因检测和启动子检测两种途径。用引物对5′-ACCATCGTCAACCACTACATCG-3′和5′-GAGGTCGTCCGTCCACTCCTG-3′或5′-ACCATCGTCAACCACTACATCG-3′和5′-GCTGCCAGAAACCCACGTCAT-3′分别可以扩增出转基因水稻99-1的bar基因特异片段420 hp和 86 hp。用引物对 5’-GCTCCTACAAATGCCATCA-3’和 5’-GATAGTGGGATTGTGCGTC^-3’可以从 99-1中扩增出 CaMV35S启动于的特异片段 195 hp。此外,不同水稻品种蛋白带的差异也可用于区分转基因与非转基因的水稻品种。生测法具有快速、简便、成本低等特点,而分子检测法具有取样量少、灵敏度高、可信度强等特点,但费用高,且容易造成交叉污染。 替换试验结果表明,普通栽培稻越富和抗除草剂转基因水稻99-l对稗草的竞争力存在差异,越富的竞争性要稍强于99.l。
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