轉(zhuǎn)基因抗草甘膦棉花室內(nèi)發(fā)芽鑒定抗性方法

摘要：以2個(gè)轉(zhuǎn)基因抗草甘膦棉花品系以及10個(gè)非轉(zhuǎn)基因抗草甘膦棉花品種為材料，進(jìn)行了室內(nèi)發(fā)芽抗性鑒定。結(jié)果表明，含草甘膦溶液的沙床，對(duì)棉種的萌發(fā)無(wú)顯著影響；置床8天時(shí)所有非轉(zhuǎn)基因抗草甘膦棉花的試驗(yàn)品種均發(fā)芽不成苗且無(wú)側(cè)根，偶有成苗也是矮小無(wú)側(cè)根的畸形苗，且所有萌發(fā)的棉種均有明顯不規(guī)則干枯凹陷的藥害癥狀；轉(zhuǎn)基因抗草甘膦棉花的試驗(yàn)品系均無(wú)藥害癥狀，證明利用室內(nèi)發(fā)芽試驗(yàn)鑒定轉(zhuǎn)基因抗草甘膦棉花抗性的方法是準(zhǔn)確可行的。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)基因抗草甘膦；棉花；室內(nèi)發(fā)芽；鑒定方法

中圖分類號(hào)：S562.043文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A文章編號(hào)：1001-4942（2013）01-0114-03

轉(zhuǎn)基因抗除草劑作物的培育已成為現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向[1]。草甘膦是一種可被莖葉內(nèi)吸傳導(dǎo)、廣譜滅生型除草劑，是世界上應(yīng)用規(guī)模最大的除草劑品種之一[2，3]。草甘膦還具有水劑質(zhì)量穩(wěn)定、易稀釋、施藥方便、生產(chǎn)使用成本低、對(duì)人畜低毒等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，深受廣大用戶歡迎。種植轉(zhuǎn)基因抗草甘膦棉花可以大量減少除草用工，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，減少植棉成本，因此，研究應(yīng)用轉(zhuǎn)基因抗草甘膦棉花，對(duì)增加棉花產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。全球抗草甘膦棉花品種早在1997年時(shí)已經(jīng)問世[2～4]，而我國(guó)對(duì)轉(zhuǎn)基因抗草甘膦棉花的研究起步較晚，推廣應(yīng)用的面積更是有限，預(yù)計(jì)不久的將來(lái)一定會(huì)有突破。

為及時(shí)有效地鑒定轉(zhuǎn)基因抗草甘膦棉花品種的抗性，我們以2個(gè)轉(zhuǎn)基因抗草甘膦棉花品系以及10個(gè)非轉(zhuǎn)基因抗草甘膦棉花品種為材料，進(jìn)行了轉(zhuǎn)基因抗草甘膦棉花室內(nèi)發(fā)芽鑒定抗性方法的初探。

1材料與方法

11試驗(yàn)材料

轉(zhuǎn)基因抗草甘膦棉花的2個(gè)品系008、009；非轉(zhuǎn)基因抗草甘膦棉花的10個(gè)品種華棉3號(hào)、華棉5號(hào)、魯棉研24號(hào)、諾華棉1號(hào)、思?jí)衙?號(hào)、楚棉608、冀創(chuàng)18、蘇棉26、瑞雜816、新植雜2號(hào)；41%的草甘膦異丙胺鹽水劑。

12試驗(yàn)方法

121鑒定草甘膦的真實(shí)性將41%草甘膦異丙胺鹽水劑有效成分的800倍液，向非轉(zhuǎn)基因抗草甘膦棉花的棉苗頂心嫩葉噴施，3日后觀察。

122尋找適宜藥液濃度的沙床及轉(zhuǎn)基因抗草甘膦棉花品系與非轉(zhuǎn)基因抗草甘膦棉花品種間的差異取用非轉(zhuǎn)基因抗草甘膦棉花的華棉5號(hào)和轉(zhuǎn)基因抗草甘膦棉花的009系棉種，分別置于6種不同濃度草甘膦異丙胺鹽溶液（有效成分的100、200、400、800、1 200倍液、清水對(duì)照）的沙床進(jìn)行室內(nèi)發(fā)芽對(duì)比試驗(yàn)，重復(fù)2次。

將各濃度的藥液（按1 000 g沙子中加入100 ml藥液的比例）倒入005～08 mm砂徑的細(xì)沙中，充分混勻，平鋪發(fā)芽盒內(nèi)厚約25 cm；將轉(zhuǎn)基因抗草甘膦的棉花品系009 和非轉(zhuǎn)基因抗草甘膦的棉花品種華棉5號(hào) ，分別取12份，每份種子100粒，均勻擺入發(fā)芽盒內(nèi)沙床之上，輕壓種子使之與沙面相平，分別用相應(yīng)藥液濃度的沙子覆蓋1cm厚。貼好標(biāo)簽，放入25～30℃的發(fā)芽箱進(jìn)行發(fā)芽。

觀察記錄試驗(yàn)種子的出苗情況。將每個(gè)處理的所有種子從沙床中取出，分別記錄正常棉苗、畸形苗（芽）、新鮮不發(fā)芽種子、霉?fàn)€籽、棉種萌發(fā)總數(shù)（即正常棉苗與畸形苗的和）。

123品種驗(yàn)證試驗(yàn)根據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果選擇一個(gè)適宜濃度（41%草甘膦異丙胺鹽水劑有效成分的800倍液），用轉(zhuǎn)基因抗草甘膦棉花品系008、009和非轉(zhuǎn)基因抗草甘膦的棉花品種華棉3號(hào)、華棉5號(hào)、魯棉研24號(hào)、諾華棉1號(hào)、思?jí)衙?號(hào)、楚棉608、冀創(chuàng)18、蘇棉26、瑞雜816、新植雜2號(hào)進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，重復(fù)2次。

觀察記錄試驗(yàn)種子的出苗情況。將每個(gè)處理分別記錄正常棉苗、畸形苗（芽）、新鮮不發(fā)芽的種子、霉?fàn)€籽、萌發(fā)棉芽受藥害數(shù)。

2結(jié)果與分析

21鑒定草甘膦真實(shí)性的試驗(yàn)結(jié)果

經(jīng)觀察，噴施41%草甘膦異丙胺鹽水劑有效成分800倍液的棉苗3日內(nèi)未出現(xiàn)萎蔫狀，3日后心葉明顯發(fā)黃，生長(zhǎng)受抑制，頂部嫩葉邊緣失綠黃化，表明供試草甘膦異丙胺鹽水溶液是純正單一的藥液，并未有復(fù)配其它除草劑，可以用此瓶藥液進(jìn)行試驗(yàn)。

22室內(nèi)發(fā)芽試驗(yàn)結(jié)果

所有藥液處理對(duì)棉種萌發(fā)均無(wú)顯著影響，各處理棉種萌芽總數(shù)均在70%以上（表1）。方差分析結(jié)果F=172

不同藥液濃度的處理對(duì)華棉5號(hào)與009系棉種的成苗存在差異。非轉(zhuǎn)基因抗草甘膦的華棉5號(hào)均發(fā)芽不成苗，偶有成苗亦植株矮小、無(wú)側(cè)根、根部有明顯不規(guī)則干枯凹陷的藥害狀，屬于畸形苗，且出苗株數(shù)會(huì)隨藥液濃度降低而增加；轉(zhuǎn)基因抗草甘膦棉花009系，除100倍和200倍的沙床處理，因攪拌時(shí)沙床略呈糊狀，透氣性差，對(duì)成苗略受影響外，其余4個(gè)處理經(jīng)方差分析，差異不顯著。

華棉5號(hào)畸形苗（芽）與009系苗（芽）間存在差異。經(jīng)觀察，所有藥液處理均會(huì)導(dǎo)致非轉(zhuǎn)基因抗草甘膦棉花品種華棉5號(hào)萌發(fā)后轉(zhuǎn)變成畸形苗（芽），根尖生長(zhǎng)受抑制、無(wú)側(cè)根且有明顯不規(guī)則干枯凹陷的藥害癥狀；但所有藥液處理對(duì)轉(zhuǎn)基因抗草甘膦棉花009系萌發(fā)的種子成苗無(wú)影響。

經(jīng)觀察，置床8天時(shí)為最佳檢測(cè)時(shí)間。12天時(shí)，藥害癥狀表現(xiàn)過重，加之爛種爛苗情況過重，會(huì)增加識(shí)別難度，影響結(jié)果分析；置床時(shí)間太短，藥害癥狀表現(xiàn)不明顯，不易做出準(zhǔn)確判別。

對(duì)于沙床適宜藥液濃度的選擇，從藥害癥狀上來(lái)看，5種濃度均可以判斷。從操作方便、節(jié)約成本及藥害癥狀顯現(xiàn)上考慮，選用800倍藥液沙床較為適宜。

23 品種驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果

經(jīng)對(duì)置于含草甘膦有效成分800倍液沙床培植的12個(gè)品種（系）8天后的觀察發(fā)現(xiàn)，非轉(zhuǎn)基因抗草甘膦的10個(gè)品種出苗受到嚴(yán)重抑制，而轉(zhuǎn)基因抗草甘膦的2個(gè)品系均能正常出苗（表2）。

非轉(zhuǎn)基因抗草甘膦的10個(gè)品種所有萌發(fā)的棉芽均顯現(xiàn)了極明顯的藥害癥狀且不生側(cè)根，而轉(zhuǎn)基因抗草甘膦棉花的008、009系均無(wú)此藥害癥狀。藥害癥狀是非轉(zhuǎn)基因抗草甘膦棉花對(duì)草甘膦藥液危害顯現(xiàn)的共同特征，可以作為鑒定棉種是否含抗草甘膦基因的依據(jù)。3小結(jié)

試驗(yàn)結(jié)果表明，含100倍到1 200倍草甘膦藥液濃度的沙床對(duì)棉種的萌發(fā)均無(wú)顯著影響；置于800倍草甘膦藥液濃度沙床的棉種，8天后檢驗(yàn)，所有非轉(zhuǎn)基因抗草甘膦棉花的試驗(yàn)品種均發(fā)芽不成苗且無(wú)側(cè)根，偶有成苗也是矮小無(wú)側(cè)根的畸形苗，并且所有萌發(fā)的棉種均有明顯不規(guī)則干枯凹陷的藥害癥狀；轉(zhuǎn)基因抗草甘膦棉花的試驗(yàn)品系均無(wú)藥害癥狀。

因此，利用室內(nèi)發(fā)芽試驗(yàn)鑒定轉(zhuǎn)基因抗草甘膦棉花抗性的方法是準(zhǔn)確簡(jiǎn)便易行的。用于轉(zhuǎn)基因抗草甘膦棉花品種的室內(nèi)純度鑒定，將會(huì)大大提高工作效率。

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