转基因抗虫棉在中国的推广和传播途径研究

转基因抗虫棉是中国商业化应用最成功的转基因作物,已有许多研究对转基因棉花种植的成本效益和农户生产决策的影响因素进行了深入分析,但对其具体推广过程缺乏足够了解。通过小组访谈和创新树的分析方法,以转基因抗虫棉为例,对转基因生物技术在我国的推广和传播途径开展了研究。研究发现,种业公司转基因作物种子的生产能力直接影响转基因作物的初始规模,来自政府研究机构和种业公司的技术推广者在转基因生物技术的扩散过程中都起着重要作用,公共农技推广服务对于宣传相关信息和知识尤为重要,社会资本也有助于转基因抗虫棉在中国的快速传播和采用。研究结论对推进我国公共农技推广体系改革、完善多元社会化服务主体协作及生物技术研发具有重要启示作用。     

我国转基因抗虫棉应用现状及建议

对１９９９年底前经过安全性评价或经过审定的转基因抗虫棉品种２３个以及未经评价或审定的品种３１个进行了调研。转基因抗虫棉发展迅速,１９９９年种植面积近９００万亩,在生产上总体表现良好,棉铃虫抗性强,减少化学农药治虫,受到了广大棉农的欢迎。但抗虫棉本身还有一些不足之处,种子管理及生产利用上也存在一些问题,针对当前抗虫棉的情况和发展要求,对我国转基因抗虫棉的发展提出了几点建议。     

转基因抗虫棉的产量、品质及抗虫性比较研究

对36个转基因抗虫棉品种(品系)进行试验,比较了它们的产量、抗棉铃虫和红铃虫特性以及纤维品质之间的差异,并进行综合评价。在不打药的情况下,筛选出252等13份皮棉产量比鄂抗9号显著提高、抗棉铃虫和红铃虫的种质材料,其纤维品质综合性状表现一般。     

转基因抗虫棉Bt基因插入区碱基组成分析

利用TAIL－PCR的方法克隆不同来源的转基因抗虫棉中外源基因插入区的侧翼序列并对其进行序列和结构分析,结果表明,同一个较基因的单构自交得到的不同株系中外源基因插入区的两侧DNA序列完全相同,不同的转基因抗虫棉虫的外源基因插入位置各不相同,不同来源的转基因品种外源基因插入的上游侧翼片段含有一段残留质粒片段,外源基因插入的下游侧翼片段为富含AT碱基结构,其中泗棉3号转基因抗虫品系中下游侧翼片段的AT碱基高达92％,Southern杂交结果显示这些侧翼序列为高AT含量的多拷贝序列,序列中没有发现拓扑异构酶的结合位点。     

转基因抗虫棉对根区土壤真菌影响的初步研究

以转基因抗虫棉SGK321、GK12及亲本对照石远321、泗棉三号为材料.连续2 a利用平板涂布法测定棉花根区土壤真菌数量及主要类群数量的变化,并在第2 a蕾期和花期对真菌进行DGGE检测.结果显示:第1 a全部供试品种真菌数量均随生育期增加,第2 a真菌数量变化趋势与上年不同.2 a相同生育期内转基因棉和亲本间均存在差异:①SGK321与石远321相比.第1 a蕾期、吐絮期真菌数量及吐絮期镰刀菌数量差异显著;②GK12与泗棉三号相比,第1 a花期真菌数量及蕾期、花期的毛霉数量差异显著;第2 a蕾期真菌数量及青霉数量差异显著.DGGE结果显示,在蕾期和花期,转基因棉与亲本相比,真菌数量及主要类群都有所改变;在蕾期,2个转基因棉品种与亲本间根区土壤真菌的相似度均高于在花期的相似度.说明转基因抗虫棉对根区土壤真菌数量及主要类群具有一定影响,且种植时间长短也会对其产生不同的影响.     

转基因抗虫棉农艺性状和纤维品质的遗传多样性

本研究以国内育成和国外引进的52份转基因抗虫棉品种(系)为材料,在河北农业大学棉花育种圃种植,调查农艺性状、测定纤维品质,基于农艺性状和纤维品质分析供试品种(系)的遗传多样性.结果表明:在9个农艺性状中,烂铃数的变异系数最大,其次为产量、有效铃数和第一果枝节位高度,变异系数最小的是衣分和果枝数.转基因抗虫棉品种纤维长度基本能够满足纺织工业需求,2.5%跨长主要集中在28～30mm;纤维比强度平均值为27.1cN/tex,变幅为23.0～31.6cN/tex;马克隆值的平均值为4.8,变幅为4.0～5.6.成对品种的欧氏距离变化在1.53～13.31之间,平均值为4.79,单一品种欧氏距离的平均值分布在3.62～10.51之间,表明不同品种之间具有一定的差异.采用离差平方和法对欧氏距离进行聚类,可以将供试品种明显地划分为2类,一类为中熟品种,另一类为早熟品种.     

转基因抗虫棉的产量、品质及抗虫性比较研究

对36个转基因抗虫棉品种(品系)进行试验,比较了它们的产量、抗棉铃虫和红铃虫特性以及纤维品质之间的差异,并进行综合评价。在不打药的情况下,筛选出252等13份皮棉产量比鄂抗9号显著提高、抗棉铃虫和红铃虫的种质材料,其纤维品质综合性状表现一般。     

我国转基因Bt抗虫棉的进展分析与生态风险评估

从源头创新、基因转移技术、新品种选育与推广、专利分析四个方面探讨了我国转基因Bt抗虫棉的重大进展。且从靶标昆虫与非目标昆虫两个方面重点对转基因的生态风险进行了综合评价,并根据国内外的研究趋势,提出了加速我国转基因棉研究的对策。     

利用SSR分子标记进行海岛棉遗传多样性研究

利用SSR分子标记,对20世纪50年代我国引入海岛棉以来培育的45个国内品种(系)及8个国外品种的遗传多样性进行研究.通过256对SSR引物的筛选,选择24对扩增效果好的引物对53个海岛棉种质资源进行遗传多样性的检测分析,共检测出106个等位位点,每对引物等位位点数在2～8之间,平均为4.4.其中多态性等位基因变异97个,占91.5%.位点多态性信息含量平均为0.688,最高为0.848,最低为0.245.利用NTSYSpc2.1软件,分别计算农艺经济性状的欧氏距离(Euclid)和分子标记数据的Jaccard系数矩阵,采用UPGMA法对所选材料进行聚类分析.结果表明,两个树状聚类图基本吻合,53个品种被分为两大类,与系谱来源一致.实验证明SSR分子标记在鉴别品种和品种遗传多样性研究方面具有重要作用.     

5种松树的遗传多样性和遗传分化研究

利用cpSSR和AFLP标记,比较了巴山松、黄山松、油松、马尾松以及云南松的遗传多样性与遗传分化结果.发现5种松树都表现出较高水平的遗传多样性与种间分化,但cpSSR比AFLP标记提供了更多的种内种间分化,而展示的遗传多样性相对要少.在对不同方法指标的对比研究后,认为将cpSSR的单倍体关系考虑在内,能够更有效地分析植物居群遗传分化造成的地理结构.对于显性标记AFLP,传统的平方根法会低估遗传参数,而Lynch和Milligen的方法因样本量的限制也可能高估遗传多样性,Bayesian法被认为是最精确的方法,提供了与分子方差分析(AMOVA)近似的遗传分化值.     

利用AFLP标记分析皮燕麦种质资源遗传多样性

用20对AFLP引物对来自于国内外的177份皮燕麦(Avena.sativa L.)资源进行遗传多样性分析,共获得976条清晰条带,其中多态性条带为185条,不同引物的多态性百分率为9.3%～35.9%,平均为19.0%。不同来源组群的Shannon-Weaver多样性指数变化范围为0.19～0.3412,西欧材料最高,其次是北欧(0.3269)、日本(0.3072)、东欧(0.2949)、北美(0.2904)、黑龙江最低。主坐标和UPGMA聚类分析结果基本相同,并与地理来源有很高的一致性。全部材料总体上可分为两类,其中一类全部为国内资源,另一类包含所有国外、内蒙古和青海的材料。国内与国外材料分布相对集中,这表明国内与国外材料亲缘关系较远,交流不是很广泛。而国内不同来源的材料相互交错分布,表明国内皮燕麦资源交流充分,多样性不是很丰富,应加强国外皮燕麦的引种工作。     

An Integrated High-density Linkage Map of Soybean with RFLP, SSR, STS, and AFLP Markers Using A Single F2 Population

Soybean [Glycine max (L.) Merrill] is the most important leguminouscrop in the world due to its high contents of high-quality proteinand oil for human and animal consumption as well as for industrialuses. An accurate and saturated genetic linkage map of soybeanis an essential tool for studies on modern soybean genomics.In order to update the linkage map of a F₂ population derivedfrom a cross between Misuzudaizu and Moshidou Gong 503 and tomake it more informative and useful to the soybean genome researchcommunity, a total of 318 AFLP, 121 SSR, 108 RFLP, and 126 STSmarkers were newly developed and integrated into the frameworkof the previously described linkage map. The updated geneticmap is composed of 509 RFLP, 318 SSR, 318 AFLP, 97 AFLP-derivedSTS, 29 BAC-end or EST-derived STS, 1 RAPD, and five morphologicalmarkers, covering a map distance of 3080 cM (Kosambi function)in 20 linkage groups (LGs). To our knowledge, this is presentlythe densest linkage map developed from a single F₂ populationin soybean. The average intermarker distance was reduced to2.41 from 5.78 cM in the earlier version of the linkage map.Most SSR and RFLP markers were relatively evenly distributedamong different LGs in contrast to the moderately clusteredAFLP markers. The number of gaps of more than 25 cM was reducedto 6 from 19 in the earlier version of the linkage map. Thecoverage of the linkage map was extended since 17 markers weremapped beyond the distal ends of the previous linkage map. Inparticular, 17 markers were tagged in a 5.7 cM interval betweenCE47M5a and Satt100 on LG C2, where several important QTLs wereclustered. This newly updated soybean linkage map will enableto streamline positional cloning of agronomically importanttrait locus genes, and promote the development of physical maps,genome sequencing, and other genomic research activities.     

利用SSR标记研究不同来源的同名玉米骨干自交系的遗传同一性和遗传差异

从分子水平上阐明不同单位保存的同一份种质资源的遗传同一性和遗传差异对种质资源的保存和利用有重要意义.本研究利用116对SSR引物对不同来源的5个玉米骨干自交系(黄早四、掖478、Mo17、丹340和自330,共39份材料)进行了鉴定,共检测到400个等位变异,每对引物可以检测到1～4个等位变异,平均为3.45个.5个自交系中每个自交系间检测的等位变异在156～228个,5个自交系同名材料之间遗传相似系数变化范围为0.7～0.9.聚类分析结果表明,在供试自交系中黄早四、掖478、Mo17等3个材料的同名自交系能很好地聚为一类,且遗传相似系数很高.丹340和自330的同名材料在聚类时个别材料互有交叉,在利用时需要注意.     

设施用厚皮甜瓜品种SSR标记遗传多样性分析

使用分布于甜瓜12条染色体上的72对SSR引物,对我国中东部设施内栽培的30个厚皮甜瓜品种进行分析;56对SSR引物在30个品种间表现为多态性。共检测到138个等位变异,每对引物的等位变异数变幅为2～6个,平均为2.6个。有效等位变异为86.16个,平均为2.25。每个SSR位点的多态性信息量(PIC)变化范围为0.045～0.725,平均为0.390。30个品种间遗传相似系数变幅为0.274～0.974之间,平均值为0.665,且90.4%的供试品种其遗传相似系数在0.474～0.824之间,亲缘关系较近;以遗传相似系数为原始数据,按UPGMA方法将30个品种划分为3大类群,结合系谱分析结果表明,我国中东部设施适宜种植的甜瓜品种遗传多样性不够丰富,多数品种间的亲缘关系较近,欲进一步提高中东部地区设施甜瓜产量和品质还需要拓宽亲本选择范围,扩大遗传背景。     

Genetic diversity analysis in sorghum germplasm as estimated by AFLP, SSR and morpho-agronomical markers

A comparison of the different methods of the estimation of genetic diversity is important to evaluate their utility as a tool in germplasm conservation and plant breeding. Amplified fragment length polymorphism (AFLP), microsatellites or SSR and morphological traits markers were used to evaluate 45 sorghum germplasm for genetic diversity assessment and discrimination power. The mean polymorphism information content (PIC) values were 0.65 (AFLPs) and 0.46 (SSRs). The average pairwise genetic distance estimates were 0.57 (morphological traits), 0.62 (AFLPs) and 0.60 (SSRs) markers data sets. The Shannon diversity index was higher for morphological traits (0.678) than AFLP (0.487) and SSR (0.539). The correlation coefficients obtained by the Mantel matrix correspondence test, which was used to compare the cophenetic matrices for the different markers, showed that estimated values of genetic relationship given for AFLP and SSR markers, as well as for morphological and SSR markers were significantly related (p <0.001). However, morphological and AFLP data showed non-significant correlation (p >0.05). Both data sets from AFLP and SSR allowed all accessions to be uniquely identified; two accessions could not be distinguished by the morphological data. In summary, AFLP and SSR markers proved to be efficient tools in assessing the genetic variability among sorghum genotypes. The patterns of variation appeared to be consistent for the three marker systems, and they can be used for designing breeding programmes, conservation of germplasm and management of sorghum genetic resources.     

用SSR和AFLP技术分析花生抗青枯病种质遗传多样性的比较

由Ralstonia solanacearum E.F.Smith引起的青枯病是若干亚洲和非洲国家花生生产的重要限制因子,利用抗病品种是防治这一病害最好的措施。虽然一大批抗青枯病花生种质资源材料已被鉴定出来,但对其遗传多样性没有足够的研究,限制了在育种中的有效利用。本研究以31份对青枯病具有不同抗性的栽培种花生种质为材料,通过简单序列重复(SSR)和扩增片段长度多态性(AFLP)技术分析了它们的遗传多样性。通过78对SSR引物和126对AFLP引物的鉴定,筛选出能显示抗青枯病种质多态性的SSR引物29对和AFLP引物32对。所选用的29对多态性SSR引物共扩增91条多态性带,平均每对引物扩增3.14条多态性带;32对多态性AFLP引物共扩增72条多态性带,平均扩增2.25条多态性带。在所筛选引物中,4对SSR引物(14H06,7G02,3A8,16C6)和1对AFLP引物(P1M62)检测花生多态性的效果优于其他引物。SSR分析获得的31个花生种质的遗传距离为0.12-0.94,平均为0.53,而AFLP分析获得的遗传距离为0.06～0.57,平均为0.25,基于SSR分析的遗传距离大于基于AFLP分析的遗传距离,疏枝亚种组的遗传分化相对大于密枝亚种组。基于两种分析方法所获得的聚类结果基本一致,但SSR数据聚类结果与栽培种花生的形态分类系统更为吻合。根据分析结果,对构建青枯病抗性遗传图谱群体的核心亲本和抗性育种策略提出了建议。     

油菜品种及高油育种材料遗传多样性SSR分析

通过SSR标记分析91份油菜品种、骨干亲本和高油自交系,以及作为参考物种的芥菜型油菜、白菜型油菜、埃塞俄比亚芥等8份材料之间的亲缘关系及遗传多样性,为油菜杂种优势利用育种提供理论依据。筛选48对SSR引物对99份参试材料进行扩增,共检测到255个多态性条带。UPGMA聚类将99份材料聚为5组:第Ⅰ组包括89个材料,均为甘蓝型油菜;第Ⅱ组有埃塞俄比亚芥和‘G8白’2个白花材料;第Ⅲ组包括4个芥菜型材料;第Ⅳ组包括3个白菜型材料;第Ⅴ组仅有‘秦芥2008’。第Ⅰ组89个甘蓝型油菜又可分为5个亚组。第i亚组包括43个材料,主要为陕西的恢复系、华中农业大学和浙江材料;第ii亚组包括9个材料,以陕西材料为主;第iii亚组包括12个材料,以贵州和国外材料为主;第iv亚组包括19个材料,主要为中国农科院油料作物所、浙江农科院和安徽的材料;第v亚组包括‘浙油758’、‘147C’等6个材料。而且来自同一育种单位的大部分材料具有较高相似性,这可能是由于育种单位频繁使用少数核心骨干亲本所造成的。