转基因耐除草剂作物的环境风险及管理

自1996年第1例转基因作物在美国商业化种植, 其在全球的种植面积一直处于持续、快速增长的趋势。2010年, 全球转基因作物种植总面积达1.48×10⁸ hm², 所种植的转基因作物主要是耐除草剂和抗虫作物, 其中耐除草剂作物占种植总面积的81%。耐除草剂作物的种植为杂草的高效控制提供了新的手段, 但其可能带来的生态环境风险也引起了全世界各国的广泛关注和争议。该文在总结归纳前人研究的基础上, 针对耐除草剂作物的基因漂移、杂草化及对生物多样性的影响等当前人们普遍关注的环境风险问题, 系统讨论了相关的风险评价程序和方法, 概括和分析了当前耐除草剂作物的环境风险研究进展和管理措施, 以期为我国转基因耐除草剂作物的开发、风险评价及管理提供依据。     

抗咪唑啉酮油菜种质的发现与鉴定

在喷施豆施乐除草剂的大豆试验田,发现抗咪唑啉酮类除草剂的自生油菜突变株,经连续3年自交纯合和抗性鉴定,该突变体抗咪唑啉酮类除草剂的浓度是除草剂有效杀草浓度的2倍以上,抗性性状稳定、抗性效应明显。该材料的发现对于开发具有自主知识产权的抗除草剂新基因,选育不受环境释放限制的油菜新品种,均具有重大的理论和现实意义。     

植物病原真菌抑制杂草的活性筛选及菌株CY-H的活性代谢产物

【目的】分离并鉴定具有较好除草活性的植物病原真菌菌株,进一步分离活性化合物,为开发新型生物源除草剂奠定一定的基础。【方法】采用固体培养基接种法分离纯化植物病原真菌,通过形态学特征观察和5.8S rDNA测序鉴定目标菌株;在活性筛选追踪下,对活性组分进行追踪分离及纯化,经波谱分析确定活性单体化合物结构;采用培养皿生物分析法测定活性单体化合物的除草活性及对常见作物的安全性。【结果】茶叶致病菌CY-H具有较好的除草活性,其发酵液对稗草和反枝苋根的抑制率分别为94.6%和77.3%。CY-H被鉴定为间座壳属菌(Diaporthe sp.)。从CY-H菌中分离得到单体化合物CY1被鉴定为cytosporaphenones C。在供试浓度为100μg/mL时,CY1具有较好的抑制反枝苋根的活性,抑制率为57.1%,且其对小麦和油菜的安全性较好,抑制率均在20%左右。【结论】茶叶致病菌CY-H具有开发成微生物源除草剂的潜力。     

苄嘧磺隆的室内生物活性测定

苄嘧磺隆是应用最为广泛的磺酰脲类除草剂品种之一,主要用于防除水稻田阔叶类杂草。本文采用盆栽法对苄嘧磺隆作研究测定,其结果苄嘧磺隆对供试植物稗草有一定抑制作用,对供试植物反枝苋具有良好的抑制活性。当前,农作物的杂草治理仍然以使用除草剂为主。21世纪对除草剂的要求是高活性、高选择性和环境友好,这就对除草剂的应用和发展提出了很高的要求。除草剂生物测定法作为开发新的除草剂、筛选除草剂新品种的重要手段已得到广泛的应用。     

不同年代冬小麦品种旗叶光合特性和产量的演变特征

选用20世纪50年代的望水白（WSB）和碧玛1号(BM1)、70年代的郑引1号(ZY1)和扬麦1号(Y1)及90年代的豫麦34(Y34)和宁麦9号(N9)冬小麦品种为材料,采用大田试验研究了小麦旗叶光合特性和籽粒产量的演变特征.结果表明：与其他年代品种相比,90年代品种灌浆期旗叶具有较高的叶绿素含量、净光合速率（P_n）、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m) 和实际光量子效率（Φ_PSⅡ）,以及较高的光化学淬灭(q_P)和非光化学淬灭(q_N),并且其光合叶面积功能期长,衰老较慢.90年代品种收获指数高于50和70年代品种,平均群体产量分别比50和70年代品种提高了25.90%和11.29%.因此,在小麦品种改良过程中,花后光合能力的提高及光合持续期的延长是小麦产量增长的重要生理基础.     

PEG介导下香菇的转化

表达载体p301-bG1含有香菇（Lentinus edodes (Berk.)Sing)三磷酸甘油醛脱氢酶启动子驱动下的gus基因和除草剂抗性基因。利用PEG法实现了p301－bG1对香菇原生质体的转化。香菇原生质体与经PEG纯化的质粒DNA混合,用PEG处理后培养于含40ug/mL除草剂的CYM再生平板上,得到了抗除草剂和有GUS活性的转化菌株。虽然这种方法转化效率较低,但不需要昂贵的仪器和限制性内切酶,为蘑菇的分子育种研究提供了一种简便经济的转化方法。     

转bar基因小麦和非转基因小麦抗除草剂鉴定方法比较

方便、快捷、准确地对转基因小麦中的bar基因进行检测,对于筛选纯合稳定转基因植株、获得无筛选标记转基因植株、鉴定常规小麦品种和商品小麦中的bar基因成分等具有一定价值。本试验对叶片涂抹、植株喷洒、培养基添加除草剂3种方法鉴定转bar基因小麦植株的效果进行了比较,表明3种方法都能很好鉴定转基因小麦中的bar基因,叶片涂抹200mg/LLiberty鉴别的准确性高于PCR检测,植株喷洒Basta的适宜浓度为100mg/L,喷洒Liberty的适宜浓度为150mg/L,培养基添加Bialaphos的适宜浓度为5～8mg/L。叶片涂抹和植株喷洒除草剂方法受环境条件影响较大,区别转基因植株和非转基因植株的标准不够明确。相比之下,成熟胚离体培养除草剂筛选不受外界环境条件的影响,具有鉴定效果直观明了、操作简单、试验周期短等优点,在检测小麦转入或飘入的bar基因方面具有潜在应用前景。     

抗咪唑啉酮类除草剂水稻种质的筛选鉴定

咪唑啉酮类除草剂是一类广谱高效除草剂,其作用靶标是乙酰乳酸合成酶(ALS,acetolactate synthase)。培育抗咪唑啉酮类除草剂水稻品种是防治直播稻田杂草危害的有效途径之一。本研究通过喷施咪唑啉酮类除草剂,从30570份水稻种质资源中,获得1份抗咪唑啉酮类除草剂的水稻新种质,该材料抗性性状稳定、抗性效应明显,序列分析表明其ALS基因编码区第1880位的G/A突变导致第627位氨基酸由丝氨酸改变为天冬酰胺,从而产生抗性。本研究发现的抗除草剂新材料,为选育抗除草剂水稻新品种奠定了种质基础。     

盐藻对除草剂草丁膦的抗性研究

对分离出的单藻落盐藻进行除草剂草丁膦的抗性实验,液体培养结果显示,野生盐藻对除草剂草丁膦敏感,3.0mg/L剂量的草丁膦能完全抑制盐藻的生长和增殖。     

水稻品种对褐飞虱持续抗性的筛选技术

通过水稻品种苗期和分蘖期后对褐飞虱的抗性筛选,提出TN_1受害9级时受害1～5级的为抗性品种,TN_19级后苗期10天、分蘖期后24天内保持1～5级的为持抗品种,不具持抗的抗性品种为短期抗性品种。     

农作物抗除草剂基因工程

概述抗除草剂作物基因工程抗性基因的来源,产生抗性的机理,抗除草剂外源基因的导入方法,并对目前普遍关注的抗除草剂作物的安全性问题进行了讨论,提出了抗除草剂作物研究及开发中应注意的问题。     

寡聚核苷酸介导的基因突变技术创制抗除草剂烟草新种质北大核心CSCD

为进一步优化烟草(Nicotiana tabacum)品种‘K326’的种质,该研究采用寡聚核苷酸介导的基因突变(oligonucleotide-mediated mutagenesis,OMM)技术,利用植物中支链氨基酸合成途径中第一个关键酶——乙酰乳酸合成酶(acetolactate synthase,ALS)突变后烟草对氯磺隆除草剂不敏感且产生抗性的特征,以及NCBI报道的ALS基因序列同源克隆了烟草品种‘K326’中的ALS基因,并根据ALS基因序列设计用于定点突变的RNA/DNA嵌合体,导入烟草品种‘K326’创制对氯磺隆除草剂具有抗性的烟草新种质。结果表明:(1)烟草品种‘K326’具有2条ALS基因,即ALS SuRA和ALS SuRB,大小分别为2004 bp和2010 bp。(2)根据2个基因的保守位点ALS SuRA 588脯氨酸位点和ALS SuRB 1719色氨酸位点设计用于ALS基因核苷酸第588位点的Chl-588嵌合体和第1719位点的Chl-1719嵌合体。(3)利用基因枪成功将这2个片段导入烟草愈伤组织,愈伤组织依次经抗性芽分化和生根,共获得氯磺隆抗性植株22株。(4)抗性植株ALS酶活性测定显示,8株抗性植株具有较强的活性,进一步对抗性植株中跨突变位点保守扩增、测序,最终确定有2株(f11和b18)分别在588、1719位点产生定点突变。综上认为,该研究在获得烟草品种‘K326’抗氯磺隆新种质同时,也为培育抗性烟草新种质提供了理想的亲本材料。     

水稻挥发性次生物质对褐飞虱寄主定向及生长的影响

从褐飞虱的抗虫与感虫水稻品种植株中提取挥发性次生物质,分析其对褐飞虱的定向选择、生长发育及成虫触角电位反应影响.结果表明,感虫品种TN1挥发性次生物质对褐飞虱生物型Ⅱ若虫的取食及生长发育未表现不良作用,对其定向选择有引诱作用;而抗虫品种IR36的挥发性物质对褐飞虱为负作用,表现为褐飞虱取食添加挥发性物质的人工饲料后,其死亡率均增加,生长发育受阻,且随着浓度的增加,不良影响加大.触角电位试验结果表明褐飞虱的电位反应总的趋势是对相同浓度的TN1挥发性物质的触角电位反应值比IR36大,且触角电位值基本都随着挥发性物质浓度的升高而增大;短翅型成虫电位值强于长翅型成虫,雄性成虫的电位值强于雌性成虫.挥发性物质气质联用检测分析结果发现抗虫与感虫水稻中挥发性次生物质的化学组成及含量相差较大,从抗感两个品种的挥发性物质中共检到44种已知化合物,部分化合物对褐飞虱有引诱作用.     

不同谷子（Setaria italica(L.)Beauv）品种对除草剂的耐药性

试验对34个谷子品种进行盆栽试验,研究两种土壤处理除草剂扑草净、速收对谷子安全性的影响.测定相关的生理和生化指标,通过聚类分析比较不同谷子品种之间的耐药性的差异.试验结果表明:这两种除草剂对大部分谷子的株高、叶面积有一定的抑制作用.不同除草剂对同一种谷子的生理指标影响是有差异的.大部分谷子品种对扑草净(0.07g/m2)有一定的耐药性,扑草净药剂处理后,大部分谷子品种的POD酶活性有所提高,可溶性糖含量提高,蒸腾强度、气孔导度也有一定程度的提高.大多数谷子品种施用速收(0.015g/m2)后其SOD酶活性下降,其蒸腾强度、气孔导度有所提高.同一种除草剂对不同谷子品种的生理指标影响也是不同的,对其进行聚类分析后,聚类结果各为四大类,表明不同谷子品种之间存在耐药性差异.     

除草剂抗性基因的研究进展

概述了除草剂抗性基因的种类,主要来源以及抗除草剂基因的应用。并对新的抗除草剂基因的发掘、既有的抗除草剂基因的改良、除草剂抗性机理研究以及新的抗除草剂作物的培育等方面的进一步研究进行了探讨。     

花粉管通道法转基因改良小麦品质的初步研究

为在短期内提高小麦品质,本研究构建了一个含有反义蜡质基因、HMWGS1Dy10基因和抗除草剂基因的重组质粒pWXAB,以优良小麦品种(冀麦24、白玉149、9411等)为材料,采用花粉管通道法进行转基因研究。对转基因后代进行除草剂筛选和SDSPAGE电泳。结果表明,除草剂基因及反义蜡质基因已经整合到小麦基因组中,从抗性水平而言,其转化频率为0.5%。     

转基因作物中2种除草剂抗性基因aad1和dmo的PCR检测方法

【背景】抗除草剂转基因作物是全球种植面积最大的一类转基因植物,以除草剂抗性基因作为检测靶标的分子鉴定方法的研究与应用,对转基因生物安全的检测与监测有重要意义。【方法】根据除草剂抗性基因aad1和dmo的核苷酸序列设计PCR检测引物,并进行PCR反应体系优化、方法特异性、灵敏度、再现性等方面的测试,分别建立aad1基因和dmo基因的特异性PCR检测方法。【结果】建立的PCR检测方法在56~64℃的退火温度范围内均能获得一致性结果,具有良好的稳健性。该方法可将含有aad1基因和dmo基因的转基因作物与其他转基因作物区分开,其灵敏度可分别达到20个拷贝和40个拷贝。通过将aad1基因和dmo基因的检测引物放入同一管PCR反应体系中,还能在一次PCR中同时检测这2个靶标基因,双重PCR的检测灵敏度与单一PCR一致。【结论与意义】建立的分子方法可精准检测出含有aad1基因和dmo基因的转基因作物,具有特异性强、灵敏度高的特点,为抗除草剂转基因作物的筛选检测提供了可靠的技术支撑。     

抗除草剂高羊茅基因转化体系的建立

杂草防除是草坪建植与养护管理中的一个关键环节,对于直播草坪或新建植草坪,杂草的危害非常严重。通过抗除草剂基因工程,创造抗除草剂草坪草的新品种,这是最根本、最经济的控制杂草的方法。高羊茅(Festuca arundinacea Schreb．)是一种优良的冷季型草坪草,在国内外得到了大面积的种植,但是杂草危害非常     

灰葡萄孢BC7-3菌株除草活性组分的纯化与结构鉴定

[目的]植物病原真菌毒素是一类重要的微生物源除草剂,本研究旨在找到一个新的具有除草活性的化合物结构.[方法]在前期薄层层析法、柱层析法和高效液相色谱法分析的基础上对灰葡萄孢诱变菌株BC7-3的代谢产物中具有除草活性的5个不同组分分别进行了液相色谱制备.[结果]本研究得到了一个纯度达99.38%对单子叶杂草马唐具有较强杀除活性的纯组分,通过对纯组分的物理性状测定并结合紫外-可见吸收光谱、红外光谱以及核磁共振波谱等分析方法鉴定化学结构为10-顺-二氢化灰霉二醛.[结论]研究的结果为微生物除草剂的创新和开发奠定了理论基础.     

抑制光合链型除草剂的快速生物检定研究

近10年来,我国对除草剂的研究、引进、生产和应用发展迅速,品种结构发生了很大变化。但其室内生物检测的手段却很落后,仍采用大田施药试验为主要方法。这种方法周期长、耗资大、难于适应对除草剂的研究、生产和应用的需要。在国外,早在60年代已发展了对除草剂的快速生测技术。Gooden(1961)用离体叶绿体研究了除草剂的结构与