一年生普通野生稻（Oryza nivara）和转抗虫基因栽培稻杂交后代的适合度分析

摘要

多种转基因稻已经被研制出来并正在等待商业化生产。然而，有关转基因稻的生态风险问题的相关研究的相对滞后已大大制约了转基因稻的生产应用。已有的研究证实水稻转基因存在通过基因流向其野生近缘种或杂草型逃逸的风险。接下来人们需要研究转基因逃逸后是否导致明显的适合度效应，从而较全面地评价转基因稻的生态风险和为转基因稻安全生产提供指导。本研究运用转抗虫基因(CpTI和Bt/CpTI)稻(Oryzasativa)与一年生普通野生稻(O.nivara)杂种的F2代、F3代为材料，通过设计实验比较了它们在生长、繁殖以及下一代种子萌发等生活史阶段的表现，分析了抗虫转基因对杂种后代的适合度效应、以及适合度在世代间的变化，取得如下结果。 1) 转基因对转基因稻与普通野生稻杂种后代在株高、分蘖数、始花期、成熟期、结实率和种子重量等指标上没有显著影响，转基因仅对部分杂交组合的后代种子的萌发率有一定的影响，但是其影响规律不明显，总体上说明转基因对杂种后代没有明显的适合度正效应或负效应。 2) 各个适合度指标在世代间都存在显著差异，生长、繁殖等指标明显随世代增加而下降，F2代材料的分蘖数显著多于F3代，F2代材料的始花期和成熟期显著早于F3代，F2代材料的结实率和种子重量显著大于F3代，而种子休眠性随世代增加而下降，总体上杂种后代的相对适合度表现出随世代增加而下降的趋势。 3) 正反交间各个适合度指标都有显著差异，以野生稻作为母本杂种后代与以转基因稻作为母本的杂种后代相比，表现出较高的植物株高、较强的分蘖能力、较早的始花期和成熟期、以及较高的结实率和种子产量，说明野生稻作为母本的杂种后代相对适合度较高；同时，不同基因型的野生稻作母本的转基因杂种后代问适合度存在差异，提示转基因杂种后代适合度可能与母本效应有关。 本研究通过对转抗虫基因稻与普通野生稻杂种的适合度效应分析，为水稻转基因逃逸的生态风险评价提供了重要参考资料，同时也初步为分析转基因杂种适合度在多个世代间的变化规律建立了技术平台，并对进一步的研究提出了建议。

目录

声明

摘要

1.前言

1.1.转基因作物的生态风险问题

1.2.适合度分析与转基因作物的生态风险

1.3.转基因稻生态风险评价

1.4.一年生普通野生稻的生物学背景

1.5.本研究的内容和意义

2.材料和方法

2.1.研究材料

2.2.人工杂交

2.3.种子萌发

2.4.移栽育秧

2.5.转基因杂种鉴定

2.5.1. DNA提取

2.5.2. PCR扩增

2.5.3.琼脂糖凝胶电泳

2.5.4.聚丙烯酰胺变性凝胶电泳

2.6. F2代和F3代材料准备

2.7.田间实验设计

2.8.指标检测

2.9.种子萌发实验

2.10.数据分析

3.实验结果

3.1. F2代和F3代种子的萌发率

3.2.白鹤实验地点稻纵卷叶螟和钻蛀性螟虫危害情况

3.3.生长和繁殖指标在实验地点间的比较

3.4.株高检测结果

3.5.分蘖数检测结果

3.6.始花期统计结果

3.7.成熟期统计结果

3.8.结实率检测结果

3.9.种子重量检测结果

3.10. F3代和F4代种子的萌发率

4.讨论

4.1.转基因对杂种后代适合度的影响

4.2.螟虫的危害对杂种后代适合度的影响

4.3.杂种后代适合度在世代间的变化规律

4.4.杂种后代适合度在组合间的变化规律

4.5.转基因杂种后代适合度的总体评价

4.6.初步结论与进一步研究建议

参考文献

致谢

已发表，投稿的相关论文

附表