转(Bt Cry1Ac+CP_4EPSPS)基因抗虫抗草甘膦棉花对草甘膦的耐受性研究

本研究比较了转Bt Cry1Ac+CP_4EPSPS基因抗棉铃虫抗草甘膦棉花与常规棉花在新疆棉区对草甘膦的耐受性差异。两年的研究结果表明,转Bt Cry1Ac+CP_4EPSPS基因抗棉铃虫抗草甘膦棉花对草甘膦有较好的耐受性,而对照棉花中棉所49对草甘膦耐受性较差。苗期喷施草甘膦后转基因抗棉铃虫抗草甘膦棉花生长发育没有受到影响,而对照棉花中棉所49喷施草甘膦后生长发育受到了明显的影响,个别植株甚至死亡。转Bt Cry1Ac+CP_4EPSPS基因抗棉铃虫抗草甘膦棉花株高、真叶数、蕾数、产量等指标与对照相比差异显著。转Bt Cry1Ac+CP_4EPSPS基因棉花对草甘膦的耐受程度显著高于非转基因棉花。草甘膦对转基因抗草甘膦棉花无负面影响。     

转基因抗草甘膦抗虫棉的荒地生存竞争能力

【背景】随着转基因作物的大量种植,其环境安全性已成为目前的研究热点,其中转基因作物的荒地生存竞争能力,是其环境安全性评价的重要内容之一。【方法】以2种转双价抗草甘膦抗虫基因（EPSPS＋crylAc）棉为试验品种,非转基因棉中棉所49为对照品种,分别于4月底和5月底在荒地用地表撒播和3cm深播2种方式播种,并于4～9月份对棉花存活率、株高、真叶数、茎直径、果枝数、蕾铃数等生长参数进行比较,以检测、评价其荒地竞争能力及杂草化风险。【结果】无论是撒播还是深播,荒地中棉花长势均较弱,表现为生长缓慢、植株矮小、生育期延迟。4月底播种的棉花有极个别植株能够结铃,但铃数极少且小,无成熟的种子;5月底播种的棉花长势更弱,至9月底未见蕾铃。【结论与意义】转基因抗草甘膦抗虫棉在荒地中无竞争优势,不能繁殖传代,无杂草化风险。本研究为转基因棉花环境安全评价技术的完善提供了理论依据。     

转cry1Ac+cry2Ab基因棉与转cry1Ac+EPSPS基因棉荒地的生存竞争能力

【背景】此研究为"十二五"转基因生物新品种培育国家项目中创建新的转基因棉花品种环境安全评价技术而设。【方法】以转双价双Bt抗虫基因(cry1Ac+cry2Ab)棉和转双价抗虫、抗除草剂基因(cry1Ac+EPSPS)棉为观察品种,非转基因棉赣棉11号为对照品种,在荒地用撒播和3cm深度播种2种方式,于2011年5月～2012年3月对棉花出苗率、株高、生育进程、棉吐絮瓣数、絮瓣脱落率、自生苗等生存竞争能力进行比较,检测、评价其杂草化的风险,并探讨、验证检测技术的可行性。【结果】在荒地条件下,以2种方式播种的转cry1Ac+cry2Ab基因棉和转cry1Ac+EPSPS基因棉与非转基因棉相比,上述各项指标的竞争能力总体上未表现显著优势。【结论与意义】转cry1Ac+cry2Ab基因棉和转cry1Ac+EPSPS基因棉在荒地条件下生长无杂草化风险。同时,研究证明,在荒地自然生态条件下,可以采用撒播和3cm深度播种方法检测新的转基因棉花品种在生存竞争能力上的杂草化风险,在测评上有互为参照效应,为定性评价新的转基因棉花品种的杂草化风险提供了保障。     

转基因（Bn-csRRM2）高产棉花的荒地生存竞争能力

【背景】转基因作物在商业化种植之前,必须评价其环境安全性。其中,荒地生存竞争能力是转基因作物环境安全性评价的重要内容之一。【方法】以转基因（Bn-csRRM2）高产棉为观察品种,受体材料中棉所12及转基因（Bt+CpTI）抗虫棉中棉所79为对照品种,分别于2013年4月底和5月底在荒地用地表撒播和3 cm深播2种方式播种,并于5～9月份对棉花存活率、株高、茎直径、果枝数、蕾铃数等生长参数进行比较,检测、评价其荒地竞争能力及杂草化风险。【结果】无论是撒播还是深播,荒地中棉花长势均较弱,表现为生长缓慢、植株矮小、生育期延迟。4月底播种的棉花至9月底未见棉铃;5月底播种的棉花有个别植株能够结铃,但铃数少且小,无吐絮铃。【结论与意义】转基因高产棉在荒地中无竞争优势,不能繁殖传代,无杂草化风险。本研究为转基因棉花环境安全评价技术的完善提供了理论依据。     

转cry1Ac＋cry2Ab基因棉与转cry1Ac＋剧咯邢基因棉荒地的生存竞争能力

【背景】此研究为“十二五”转基因生物新品种培育国家项目中创建新的转基因棉花品种环境安全评价技术而设。【方法】以转双价双成抗虫基因（cry1Ac＋cry2Ab）棉和转双价抗虫、抗除草剂基因（cry1Ac＋肼强阳）棉为观察品种,非转基因棉赣棉11号为对照品种,在荒地用撒播和3cm深度播种2种方式,于2011年5月一2012年3月对棉花出苗率、株高、生育进程、棉吐絮瓣数、絮瓣脱落率、自生苗等生存竞争能力进行比较,检测、评价其杂草化的风险,并探讨、验证检测技术的可行性。【结果】在荒地条件下,以2种方式播种的转cry1Ac＋cry2Ab基因棉和转cry1Ac＋EP5P5基因棉与非转基因棉相比,上述各项指标的竞争能力总体上未表现显著优势。【结论与意义】转cry1Ac＋cry2Ab基因棉和转cry1Ac＋EPSPS基因棉在荒地条件下生长无杂草化风险。同时,研究证明,在荒地自然生态条件下,可以采用撒播和3cm深度播种方法检测新的转基因棉花品种在生存竞争能力上的杂草化风险,在测评上有互为参照效应,为定性评价新的转基因棉花品种的杂草化风险提供了保障。     

转Cry1Ac+Cry2Ab棉花生长势及其对棉田节肢动物物种丰富度的影响

【背景】转基因棉花在商业化种植之前,必须评价其环境安全性。其中新型棉花材料的生存竞争能力和对物种丰富度的影响是评价的重要内容。【方法】以转Cry1Ac＋Cry2Ab基因棉为试验材料,转Cry1Ac棉花中棉所41和非转基因棉花中棉所49为对照品种,分别于2014年5~9月对棉花株高、主茎叶片数、叶绿素含量、比叶面积、果枝数、蕾铃数等生长参数进行比较,同时对二代、三代和四代棉铃虫发生期棉田物种丰富度进行系统调查。【结果】转Cry1Ac＋Cry2Ab棉花的生长势与转Cry1Ac棉花和非转基因棉花基本相当,没有表现出明显的竞争优势;产量构成参数在成铃和脱落等方面比非转基因棉表现出良好的优势。对棉田节肢动物物种丰富度的影响表明,转Cry1Ac＋Cry2Ab棉花对靶标害虫棉铃虫具有良好的控制效果,对主要刺吸性害虫棉蚜、棉蓟马、烟粉虱、绿盲蝽与天敌龟纹瓢虫、草间小黑蛛、草蛉和小花蝽等的种群丰富度在个别时期有所影响,但总体上与转Cry1Ac棉田和非转基因棉田没有显著性差异。【结论与意义】转Cry1Ac＋Cry2Ab棉花无竞争优势,但目标性状优势较好;对棉田节肢动物物种丰富度无明显影响。研究结果为新型转Cry1Ac＋Cry2Ab棉花对棉田环境安全方面的研究进一步补充了内容,为转基因棉花的环境安全评价提供科学数据。     

除草剂草铵膦对转基因抗草铵膦棉花生长发育的影响

【背景】草铵膦是继草甘膦之后又一种高效、广谱、低毒的非选择性除草剂,有望成为我国转基因抗除草剂棉花的主要靶标之一。目前,在抗草铵膦棉花的不同生育期使用草铵膦是否影响棉花生长发育尚不清楚。【方法】分别在抗草铵膦棉花子叶期、3~4片真叶期、现蕾期、盛花期喷施草铵膦,单次施药量分别为900和1800 g·hm-2,每个处理小区面积25.6 m2。分析草铵膦对花粉育性、棉花生长、产量及纤维品质的影响。【结果】喷施草铵膦对棉花盛花期的花粉活力、株高、茎直径、产量因子、纤维品质等各项参数均无显著性影响,在子叶期使用1800 g·hm-2的高剂量浓度处理时,籽指水平显著低于空白对照处理。【结论与意义】转基因抗草铵膦棉花对900、1800g·hm-2的草铵膦具有较好的耐受性。本研究为转基因抗草铵膦棉花的环境安全性评价提供了依据。     

转GAFP基因棉花生态适合度及其对棉田昆虫群落的影响

新型转基因棉花生态适合度及其对棉田昆虫群落的影响是转基因棉花环境安全评价的重点内容.本文选用新型转GAFP(Gastrodia anti-fungal protein)基因棉花及其非转基因亲本棉花为试验材料,于2013和2014年在河南安阳研究了田间棉花生态适合度及其对昆虫群落的影响.结果表明: 转基因棉蕾期、花铃期和铃期叶片干物质量与其亲本无显著差异;苗期比叶面积显著低于亲本,蕾期、花铃期和铃期叶面积显著大于亲本;苗期株高显著低于亲本,蕾期、花铃期和铃期株高与亲本无显著差异;棉花生长的4个关键时期(苗期、蕾期、花铃期和铃期),转基因棉单株果枝数、蕾数和脱落数均与亲本无显著差异,而铃期单株大铃数显著低于亲本.棉铃虫发生的3个高峰期,转基因棉对棉铃虫和甜菜夜蛾无明显控制作用,且对棉田昆虫群落、害虫亚群落和天敌亚群落的昆虫个体总数、昆虫群落结构与组成、均匀性指数、多样性指数和优势集中性指数均无显著影响.表明外源基因GAFP导入后,新型转基因棉花营养生长增强,产量构成性状整体无显著变化,未引起棉田昆虫群落变化.研究初步明确了新型转基因棉花生存竞争势态和棉田昆虫群落发生规律与动态,可为新型转基因棉花环境安全评价提供理论依据,同时为转基因棉花环境安全评价积累科学数据.     

转GAFP基因棉花生态适合度及其对棉田昆虫群落的影响

新型转基因棉花生态适合度及其对棉田昆虫群落的影响是转基因棉花环境安全评价的重点内容.本文选用新型转GAFP(Gastrodia anti-fungal protein)基因棉花及其非转基因亲本棉花为试验材料,于2013和2014年在河南安阳研究了田间棉花生态适合度及其对昆虫群落的影响.结果表明: 转基因棉蕾期、花铃期和铃期叶片干物质量与其亲本无显著差异;苗期比叶面积显著低于亲本,蕾期、花铃期和铃期叶面积显著大于亲本;苗期株高显著低于亲本,蕾期、花铃期和铃期株高与亲本无显著差异;棉花生长的4个关键时期(苗期、蕾期、花铃期和铃期),转基因棉单株果枝数、蕾数和脱落数均与亲本无显著差异,而铃期单株大铃数显著低于亲本.棉铃虫发生的3个高峰期,转基因棉对棉铃虫和甜菜夜蛾无明显控制作用,且对棉田昆虫群落、害虫亚群落和天敌亚群落的昆虫个体总数、昆虫群落结构与组成、均匀性指数、多样性指数和优势集中性指数均无显著影响.表明外源基因GAFP导入后,新型转基因棉花营养生长增强,产量构成性状整体无显著变化,未引起棉田昆虫群落变化.研究初步明确了新型转基因棉花生存竞争势态和棉田昆虫群落发生规律与动态,可为新型转基因棉花环境安全评价提供理论依据,同时为转基因棉花环境安全评价积累科学数据.     

转EPSPS-G6基因抗草甘膦棉花的获得及抗性鉴定

为了将抗草甘膦基因EPSPS-G6导入棉花基因组中,以棉花品种中棉所49为受体材料,用草甘膦除草剂作为筛选剂,通过花粉管通道法最终获得了26个遗传转化事件,EPSPS-G6基因的PCR鉴定结果也同时表明目的基因已整合入棉花基因组。此外,15 mmol/L浓度草甘膦喷施后非转基因棉花品种TM-1和中棉所49全部死亡,表现为不抗草甘膦;而通过花粉管通道法获得的26个转化事件,对20 mmol/L浓度草甘膦均表现高抗,对40 mmol/L浓度草甘膦11个转化事件仍表现为高抗。     

转CpTI-Bt基因棉和转Bt基因棉对棉铃虫幼虫存活、生长及营养利用的影响

2000年7月中旬和8月中旬, 分别测定了采自田间的转CpTI-Bt基因双价抗虫棉（SGK321, 以下简称CpTI-Bt棉）和转Bt基因抗虫棉（中30,以下简称Bt棉）对棉铃虫Helicoverpa armigera幼虫存活、生长的影响。结果表明：7月中旬两种转基因抗虫棉抗虫效果均较好,尤其是CpTI-Bt棉棉叶和花瓣对4龄幼虫3天内致死率为92%以上;8月中旬两种转基因棉的抗虫活性均明显降低,且Bt棉的杀虫活性显著低于CpTI-Bt棉,其幼虫死亡率与对照受体棉中16的死亡率之间无显著差异,仅显著抑制了幼虫的生长;石远321(SGK321受体品系)的花瓣具有一定的抗虫活性,可显著降低取食幼虫的体重,甚至造成部分幼虫死亡; CpTI-Bt棉中,花瓣和棉叶的抗虫性明显高于蕾和铃心。对5龄幼虫取食棉铃1日后的营养指标测定结果显示： 两种转基因抗虫棉处理的幼虫相对生长率和相对取食量均显著低于石远321,但两者之间无显著差异; CpTI-Bt棉处理的幼虫近似消化率显著低于石远321和Bt棉,但其食物利用率显著高于石远321和Bt棉。     

播期对内蒙古西部荒漠区棉花产量、品质及养分吸收利用的影响

于2014—2015年在内蒙古自治区阿拉善盟阿拉善左旗内蒙古棉花综合实验站设置大田试验,以‘中棉所50’为材料,采用“一膜三管六行”机采棉配套栽培技术种植,研究播期(4月20日、4月30日和5月10日)对棉花产量、品质及养分吸收的影响.结果表明: 随着播期推迟,棉花生育时期推迟,生育期缩短,铃期日均温降低,收获密度增加;播期显著影响棉株干物质累积、养分吸收与分配,以及产量和品质形成,4月30日播种条件下,棉株干物质和养分在经济器官中的分配比例、养分总积累量及养分的皮棉生产效率较高,籽棉和皮棉产量最高,达6505.9和2660.9 kg·hm^-2,且纤维品质较优;4月20日播期下,收获密度、生物量和养分累积量最低,虽然生物量和养分经济系数最高,但最终籽棉和皮棉产量仍较4月30日播期降低10.9%～14.0%和11.1%～14.2%;5月10日播期,虽然可以避开种子萌发期低温冷害,但棉铃发育期日均温偏低,尽管生物量和养分累积量最高,但是生物量和养分经济系数、养分的皮棉生产效率最低,最终籽棉和皮棉产量较4月30日播期降低32.5%～34.7%和35.9%～36.2%,且纤维品质最差.综合分析, 4月30日左右为内蒙古西部荒漠旱区棉花种植的最佳播期.     

转大肠杆菌过氧化氢酶基因棉花的抗旱生理研究

以导入大肠杆菌过氧化氢酶基因KatE的T3代转基因棉花为供试材料,经卡那霉素检测和PCR鉴定,将筛选出的阳性转基因植株与对照棉花进行整个生育期的持续水分胁迫处理直至收获,比较材料间的生理生化指标的差异,鉴定转基因植株的耐旱能力。结果显示:(1)干旱胁迫持续至初蕾期时,转基因棉花与对照植株间各项抗旱生理指标差异均未达到显著水平。(2)水分胁迫持续至盛蕾和盛花期时,转基因棉花叶片相对含水量、光系统Ⅱ最大光化学效率(Fv/Fm)、CAT活性,以及叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)均显著或极显著高于对照植株,叶绿素含量也都明显高于对照植株。干旱胁迫持续至吐絮期时,转基因棉花的株高、果枝数和铃数均显著或极显著高于对照植株,且转基因棉花和对照的籽棉产量分别比正常灌溉处理降低57.5%和60.1%,全生育期的水分胁迫严重影响了棉花籽棉产量,但转基因棉花的籽棉产量仍显著高于对照。研究表明,在新疆石河子当地自然降水(干旱胁迫)条件下,转KatE基因棉花表现出了较好的生理和生长优势,KatE基因有助于提高棉花的抗旱性。     

苗期遮荫对棉花产量与品质形成的影响

为揭示棉麦两熟共生期遮荫对棉花产量与品质形成的影响。在棉花苗期利用模拟棉麦两熟共生期遮荫的方法进行了研究。结果表明,遮荫对棉铃形成的影响因果枝,果节部位而异,遮荫有利于棉株下（1-3果枝）,中（4-6果枝）,上（7-9果枝）部果枝内围（1-2果节）铃的形成,对外围（≥3果节）尤其顶部果枝（≥10果枝）外围铃形成不利,从而决定铃重也随果枝,果节部位相应地变化,但遮荫对单株平均铃重的影响畔 小,变遮荫棉花籽棉产量而论,下,中部果枝的内围铃籽棉产量高于常规棉,在上,顶部果枝则相反,各部位果枝外围铃的籽棉产量均低于常规棉,遮荫棉花内,外围铃分布为1：0.36(常规棉为1：0.58),产量分布为1：0.42(常规棉为1：0.72)。苗期遮荫对棉纤维,棉籽品质性状的影响也主要在顶部果枝和上部果枝外围铃,综合分析遮荫棉花产量与品质的形成,棉花苗期耐遮荫性品种间存在差异。在本研究中以中9418耐遮荫性最强,中棉所19和春矮早次之。     

转RRM2基因棉和其亲本苗蚜种群数量及其优势天敌的动态规律

【目的】转基因作物的大规模种植,可能会对人类健康和生态环境造成影响。因此,商业化种植之前,评价环境安全性十分必要。【方法】以转基因(RRM2)高产棉为实验品种,受体材料中棉所12为对照品种,分别于2013年和2014年连续2年对2种棉田的苗期蚜虫及其几种主要捕食性天敌的田间种群数量进行系统的田间调查,并比较它们在这2种不同棉田间的差异。【结果】与中12相比,转RRM2基因棉苗期无翅蚜的发生数量显著增加,有翅蚜迁入棉田的数量也有所增加,但二者差异不显著;2个棉花品系间棉蚜的几种主要捕食性天敌发生数量也无明显差异。【结论】与亲本材料相比,转高产棉花苗蚜数量显著增加,但其捕食性天敌数量增加不明显。本研究为转RRM2高产基因棉花环境安全评价技术的完善提供了理论依据。     

Impact of drought on assimilates partitioning associated fruiting physiognomies and yield quality attributes of desert grown cotton

Deficit irrigation has great significance for sustainable cultivation of cotton in water scarce arid regions, but this technique creates drought situation that induces stress adaptive changes in cotton plants due to indeterminate growth habit. In the present experiment, the impact of drought stress on assimilates partitioning associated vegetative and reproductive development, and yield quality attributes of cotton were examined under desert conditions. Four levels of drip irrigation including 100, 80, 60, and 40% replenishment of depleted water from field capacity were applied to develop drought stress regimes during two growing seasons (2015 and 2016). Results revealed that under limited water supplies, plant’s preference for allocation of photo-assimilates was roots?>?leaves?>?fruits that substantially increased root–shoot ratio and hampered reproductive growth. Consequently, boll density (m^?2), fresh boll weight and lint yield (kg ha^?1) were significantly reduced. An obvious change in partitioning of assimilates inside stressed bolls was observed that indicated relatively more accumulation in seeds than fiber, thus reducing the fiber quality. In addition, decreased starch, oil, and protein contents in seeds of stressed plants markedly reduced 100 seeds weight and also the vigor. Later, seed quality confirmatory tests of subsequent years (2016 and 2017) showed significant reduction in emergence counts (m^?2) and seedling biomasses of seeds harvested from deficit drip irrigated cotton. These results suggest that deficit irrigation could necessarily be an appropriate yield optimization and water saving technique for cotton in desert environment but, for the best quality fiber and cottonseeds, full irrigation should be preferred.     

施氮量和种植密度对东北特早熟棉区棉铃生物量和氮素累积的影响

以辽棉19号和美棉33B为材料,研究了不同施氮量(0、240、480 kg ·hm-2)和不同种植密度(75000、97500、120000 plants·hm-2)对东北特早熟棉区棉花棉铃生物量和氮素累积特征的影响.结果表明： 棉花单铃、棉籽和纤维的生物量及其氮素累积随棉花生育进程的动态变化均符合“S”型曲线,种植密度和施氮量可以显著影响棉铃各部分生物量和氮素累积的动态特征,以及棉花产量与品质;在施氮量240 kg·hm-2和种植密度97500 plants·hm-2处理下,单铃、棉籽和纤维的生物量均达到最大,生物量和氮素累积的快速累积起始时间和终止时间较早但持续时间较短,生物量快速累积速率最大,生物量和氮素在铃壳中的分配系数最低,在棉籽和纤维中分配系数最高.