转CryIAb水稻对稻田杂草群落组成及多样性的影响

尽管基因工程技术可以增加作物产量,但转基因作物是否对农田生态产生影响受到广泛关注。本研究通过田间定位试验,应用群落生态学方法研究了转CryIAb基因抗虫水稻"Mfb"连续2年在传统栽培和半野生条件下对稻田杂草群落组成及多样性的影响。调查结果显示:转CryIAb基因稻"Mfb"与非转基因稻"明恢86"田间杂草种类没有显著差异。稻田杂草的频度和密度与栽培方式有关,半野生稻田杂草的频度和密度显著高于传统稻田,但相同栽培条件下,转基因稻"Mfb"与非转基因稻"明恢86"田间杂草频度和密度在整个生长期内均无显著差异。半野生稻田物种丰富度(Sr)指数明显大于传统稻田;相同栽培条件下,相同生长时期抗虫转基因水稻"Mfb"与其非转基因对照"明恢86"对稻田杂草群落丰富度的影响差异不显著。稻田杂草群落优势度(D)、均匀度(J)以及多样性(H)各处理、各生长时期内转基因稻与非转基因稻相比均没有显著差异。稻田杂草Shannon-Wiener多样性指数变化无明显规律,相同栽培方式相同生长期的抗虫转基因水稻"Mfb"与其非转基因对照"明恢86"的Shannon-wiener指数差异不显著。综合上述分析,转CryIAb基因抗虫稻对稻田杂草群落的组成及多样性没有显著影响。

水稻抗除草剂基因bar的转育研究

本研究以转 bar基因水稻“HR”为供体 ,两系法亚种间杂交稻优势组合“两优培九”的恢复系“9311”为受体 ,经过 3次回交转育成了对 Basta除草剂具有抗性的 9311近等基因系“9311HR”,经 PCR分析确认已导入 bar基因。比较试验表明 ,9311HR及其与“培矮 6 4 S”配制的杂种的产量、米质、抗性等主要农艺性状分别与 9311和两优培九十分相似。表明通过回交将 bar基因转育到其它品种 。

转Bt基因水稻表达的毒蛋白Cry1Ab在害虫及其捕食者体内的积累动态

在室内对转基因水稻KMD1中的Cry1Ab毒蛋白经食物链在几种主要害虫及其捕食性天敌体内的积累进行了研究。结果表明 :无论是水稻孕穗期还是成熟期 ,二化螟Chilosuppressalis连续取食KMD1或取食KMD136h后移至对照品种秀水 11上取食不同时间后 ,幼虫体内的Cry1Ab含量均随取食时间延长逐渐下降。稻眼蝶Mycalesisgotama幼虫连续取食KMD1或在KMD1上取食两天后移至秀水 11上继续取食不同时间 ,体内的Cry1Ab含量也都随取食时间延长而下降 ,但下降速度较二化螟更快。取食KMD1的二化螟和稻眼蝶幼虫的粪便中均检测到较高浓度的Cry1Ab ,对照组中均无Cry1Ab。取食KMD1的二化螟幼虫血淋巴中检测到Cry1Ab ,含量为 3 5ng g。取食KMD1的褐飞虱Nilaparvatalugens、稻蚜Sitobionavenae以及饲喂取食过KMD1的二化螟或稻眼蝶幼虫的拟水狼蛛Piratasubpiraticus体内都含有一定浓度的Cry1Ab ,其中 ,拟水狼蛛体内的CrylAb含量以饲喂取食KMD1稻眼蝶幼虫的含量最高 ,约为饲喂取食KMD1二化螟幼虫的 6 0倍。这些结果表明Cry1Ab可以沿水稻 害虫

水稻白化转绿基因对农艺性状和外观米质的影响

在籼粳交后代中发现一个表现白化转绿(green-revertible albino)的变异材料,通过连续多代选留杂合株,最终育成一对白化转绿近等基因系Gra和gra。用120个InDel标记进行的多态性分析表明Gra和gra的近等性良好。通过比较近等基因系间叶绿素含量、农艺性状、外观米质发现,白化转绿基因gra(t)直接降低4叶1心期叶绿素含量近半,使苗期叶色失绿,间接影响移栽期白根数、出叶速度、分蘖能力,最终使有效穗降低,单株产量降低过半;近等基因系间,叶片长宽差异有的显著有的不显著,株高、穗实粒数、结实率、千粒重未受明显影响;白化转绿基因对米粒长、宽和垩白率无显著影响。

水稻白化转绿突变体v13(t)的生理特性和基因定位

【目的】在温敏型白化转绿突变体v13(t)的表型特征鉴定的基础上,对其控制基因V13(t)进行精细定位。【方法】在籼稻品种9311中获得一个白化转绿自然突变体,并对其进行表型特征、温度敏感临界值的确定,同时对不同温度下叶片中叶绿体的超微结构进行观察,并以v13(t)与武运粳7号的正反交F2群体对其进行遗传分析和基因的精细定位。【结果】在低温(<26℃)条件下,v13(t)前3张叶片均表现为白色,只有叶尖和叶鞘表现出少许绿色,以后逐渐死亡;在28℃条件下,1—3张叶片抽出时叶尖和边缘表现为白色,以后逐渐转绿;在30℃条件下,叶片表现正常。遗传分析表明,该突变体叶色性状受1对隐性核基因控制,利用SSR分子标记将V13(t)初步定位在水稻第5染色体上的RM3638与RM459标记之间,其遗传距离分别为3.2和0.5 cM。进一步利用已公布的SSR标记和新发展的InDel标记将V13(t)定位在InDel5-11与InDel5-8之间的98.9 kb范围内,同时获得一个与V13(t)共分离的标记InDel5-2。【结论】白化转绿突变体v13(t)受1对隐性核基因V13(t)控制,V13(t)被定位在AC130729上约98.9 kb的物理距离区间内。

药用野生稻(Oryza officinalis Wall)和转bar基因水稻(Oryza sativa L.)花粉杂交的基因漂移

采用生殖生物学方法研究了药用野生稻和转bar基因水稻花粉杂交的基因漂移。结果表明 ,供试水稻花粉在药用野生稻柱头上的萌发生长与药用野生稻自花授粉花粉的萌发生长有一定差异 ,表现在穿过柱头的花粉粒百分率及内容物释放和正在凝缩、释放的花粉粒百分率较少。虽然转基因水稻花粉能在药用野生稻柱头上正常萌发生长 ,并能释放内容物 ,但杂交后结实率为 0 ,表明转基因水稻和药用野生稻杂交不亲和。他们的不亲和性不是在花粉的萌发和穿过柱头这一阶段 ,具体原因有待进一步研究。在本实验条件下转基因水稻和药用野生稻没有发生成功的基因交流。

转ipt基因水稻植株耐冷性研究

在孕穗期和开花期分别用17.5和12℃恒温对水稻材料转ipt基因ey-105(鄂宜105)和组培苗(对照)各处理5 d,通过相对电导率、叶绿素含量、根系活力等生理指标的测定以及成熟后不同处理的粒重、单株产量、结实率等性状的观测,对转ipt基因ey-105与对照在低温下的耐冷性表现进行分析,并通过灰色关联度对不同的处理进行分析判断观测指标与单株产量的关系。结果表明:在孕穗期和开花期低温处理下,转ipt基因ey-105的相对电导率的变化量和叶绿体受低温的危害小于对照,而根系活力大于对照。对产量的影响则对照大于转ipt基因ey-105。在不同生育期的低温处理下电导率、根系活力、叶绿素a/b和百粒重对单株产量的影响较大。

转Bt基因水稻对二化螟绒茧蜂生物学特性的影响

用转Bt基因 (cry1Ab)水稻KMD1饲喂 3龄、4龄和 5龄二化螟Chilosuppressalis一定时间后 ,作为二化螟绒茧蜂Apanteleschilonis的寄主 ,研究了转基因水稻经寄主对绒茧蜂生物学特性的影响。结果发现 :KMD1处理后 ,三个龄期幼虫的寄生率都显著下降 ,其中 4龄和 5龄达极显著水平 ;3龄和 4龄上的结茧率显著低于对照 ;蜂蛹历期均短于对照 ,但仅 3龄差异显著 ;从 5龄幼虫所羽化的雄蜂寿命显著短于对照 ;蜂茧长显著短于对照 ;而对卵 +幼虫期、茧块茧数。

水稻叶蝉抗性基因回交转育和CAPS标记辅助选择

以综合性状好但对黑尾叶蝉 (NephotettixcincticepsUhler)敏感的品种台中 6 5作为轮回亲本 ,与抗性品种DV85连续回交 ,得到回交高代BC6F2 群体 ,进行抗叶蝉性状的回交转育。将抗黑尾叶蝉基因Grh2两侧的RFLP标记C189和G14 6 5成功地转换为在亲本间具有多态的CAPS标记。在进行表型选择的同时 ,利用CAPS标记对BC6F2 进行了标记辅助选择 ,分析了CAPS标记与Grh2间的遗传距离和标记辅助选择的效果。所选出的个体具有台中 6 5的遗传背景且携带纯合Grh2基因 ,可作为聚合抗叶蝉基因培育新品种的重要中间材料。

转CryIAb水稻在不同生长条件下的适合度

携带提高适合度抗性基因的转基因植物如果长期处于栽培系统之外,可能带来很大的生态问题。为了评价转CryIAb抗虫基因水稻的生态适合度,本研究以转CryIAb水稻Mfb及其非转基因对照MH86为材料,连续2年定点实验,通过常规栽培和半野生生长等不同生长方式以及虫害及杂草的自然压力下比较转CryIAb基因水稻与非转基因水稻的营养生长、繁殖能力、种子延续能力,评价转基因水稻在自然环境下的生存竞争能力。2年观测数据显示:常规栽培和模拟自然生长条件下,转CryIAb基因水稻的植株高度、分蘖数与非转基因水稻相比没有显著差异。转基因与非转基因水稻繁殖能力则与栽培方式、虫害发生程度密切相关。在常规栽培条件下,虫害发生较重的2011年,转基因稻单株总粒数、实粒数和穗重分别为1890.3、1182.6和30.1g,显著高于非转基因稻的1402.8、864.5和23.6g;在虫害发生轻的2012年,转基因稻与非转基因稻繁殖指标没有显著差异。半野生生长条件下,虫害发生重的年份,转基因稻繁殖能力指标有升高趋势,但没有达到显著差异水平。在虫害发生轻的年份,转基因稻的大部分繁殖指标与非转基因稻相当或下降,其中结实率为57.3%显著低于非转基因稻的73.2%,显示出一定的适合度成本。转基因稻与非转基因稻的种子萌发能力没有显著差异。不论何种种植方式,2年均未调查到田间自身苗发生。研究结果表明在半野生条件下转基因水稻存在适合度负效应。

转Bt基因水稻Cry1Ab杀虫蛋白在水稻土中的降解

室内研究了转 Bt基因水稻克螟稻 2号和华池B6 叶片中的Cry1Ab杀虫蛋白在稻田水稻土中的降解动态。分别将克螟稻 2号的粉碎叶片和华池B6 的整张叶片埋入 3种土壤 (即老黄筋泥田、青紫泥田和黄松田 )中 ,此后每隔 6～ 10d测定土壤或叶片中的Cry1Ab含量。克螟稻 2号粉碎叶片中的Cry1Ab均以处理后的前 36d,尤其是前 6d的降解较快 ,其中在青紫泥田中最快 ,黄松田中最慢。在处理后 6～ 36d内 ,不同土壤中的Cry1Ab残留量有显著差异 ,黄松田中的明显最高 ,老黄筋泥田中的次之 ,青紫泥田中的为最低 ;此后土壤间的残留量差异逐渐缩小 ,至处理后 78d差异已不明显。土壤淹水可显著加快华池B6 叶片中Cry1Ab的降解 ,且淹水后其降解动态在不同土壤之间十分相似 ;淹水对Cry1Ab降解的促进作用仅发生在前 12d之内 ,此后多数时间内残留量在淹水与非淹水处理间无显著差异。建立了各处理中Cry1Ab降解的动力学指数方程 ,相应地得出了其降解的半衰期。还讨论了土壤有机质和微生物等因子对土壤中Cry1Ab降解的影响。

水稻叶色白化转绿突变体WGL的遗传分析与基因定位

[目的]对水稻叶色白化转淡绿突变体WGL进行遗传分析与基因定位,为水稻叶绿素合成与质体发育的分子机制研究奠定基础。[方法]水稻白化转淡绿突变体WGL与‘日本晴’、‘越光’杂交构建F2群体,取隐性极端个体定位基因WGL。[结果]白化转淡绿叶突变体WGL由甲基磺酸乙酯(EMS)诱变籼稻‘南京11’获得,2叶1心期叶片开始转绿,但叶缘和叶尖仍表现白化。4叶期后,WGL叶色表现为淡绿色。与野生型相比,WGL的株高显著降低,剑叶长、剑叶宽、穗长、有效分蘖、千粒质量等均有不同程度的降低。3叶期和抽穗期光合色素含量测定结果表明:与野生型相比,3叶期WGL的叶绿素a、b和类胡萝卜素含量均显著下降,抽穗期叶绿素b显著下降。遗传分析表明,突变性状受1对隐性核基因控制。利用基因定位群体,将该突变基因定位在第3染色体短臂RM6472与N3-15两个标记之间大约680 kb范围内。[结论]水稻白化转淡绿叶WGL突变性状受1对隐性核基因控制,基因定位在第3染色体短臂上680 kb区间内。WGL的发现对丰富和深入理解水稻叶色形成和调控的机制及丰富特异种质资源具有一定的意义。

转Bt基因水稻克螟稻对黑尾叶蝉种群增长的影响

以克螟稻1和克螟稻2及其亲本秀水11为材料,研究了转Bt基因水稻上黑尾叶蝉种群的表现.田间种群动态调查表明,转Bt基因水稻克螟稻2上的黑尾叶蝉(Nephotettix cincticeps)的种群数量比其母本秀水11高0.5～1.0倍以上.室内试验结果表明克螟稻1上取食的黑尾叶蝉和克螟稻2上的相比,两者在卵、若虫发育历期、雌成虫寿命、产卵量、产卵持续时间及种群内禀增长力方面均存在明显的差异.其中,取食克螟稻1的黑尾叶蝉的雌成虫寿命、产卵量、产卵持续时间均显著长于或高于以秀水11为食的黑尾叶蝉.以克螟稻为食的黑尾叶蝉的净生殖率为以秀水11为食的黑尾叶蝉的4～8倍.

转bar基因水稻杂交后代的除草剂抗性遗传

通过回交将抗Basta除草剂的bar基因转育到其它品种 ,是获得新的抗除草剂转基因材料的一种简便有效的方法。通过对转bar基因水稻人工杂交与回交后代除草剂抗性的连续跟踪鉴定 ,研究了bar基因在水稻杂种后代的遗传表现。结果表明 ,bar基因在杂种的早期世代基本符合 1对显性基因的遗传规律 ,但在杂种的自交世代中普遍观察到bar基因的异常分离现象 ,即已经纯化稳定的抗性植株的后代重复出现抗性分离 ,其分离比例多为 1∶1,极少数为 2∶1。

转SCK基因水稻后代农艺性状变异的研究

研究了转 SCK水稻及其对照栽培后的各项农艺性状的变化。对转基因水稻及其对照的生育期、主茎叶数、株高、剑叶长、剑叶宽、穗数、穗长、穗粒数、穗实粒数、千粒重、着粒密度等农艺性状进行了研究。结果表明 :与对照相比 ,转基因水稻植株都在 1个或多个农艺性状上发生不同程度的变异 ,其中株高均趋向矮化 ,穗数增加 ,其它性状变异的方向和幅度并不一致 ,如转 SCK的 C1 62的穗粒数、实粒数及千粒重都明显少于对照 ;转 SCK的 R5 2 7和 M81结实率下降 ;转 SCK的 O2 42 8的实粒数、结实率和千粒重增加 ;转 SCK的 D62实粒数。

转BADH基因水稻叶片气孔特征的扫描电镜观察研究

用扫描电镜研究了3个转BADH基因水稻品系52-7、51-15和51-22叶片的气孔特征,观察发现52-7具有少气孔性和小气孔性,气孔不具明显的边缘优势效应;而51-15和51-22不具这些特性。52-7叶片的气孔特征能增强其保水能力,加强代谢和运输,促进植株的生长发育,提高单株籽粒产量;BADH基因的表达能提高52-7、51-15和51-22的耐旱性,达到高产。

转BAR基因水稻的抗性遗传、生理特性和农艺性状研究

为了明确BAR基因对水稻的影响,对转BAR基因的Bengal HU-10、Bengal HC-11、CypressPB-6、Cypress PB-13的抗性遗传、生理特性和农艺性状进行了研究,结果表明,它们对除草剂Liberty的抗性均受一对显性核基因控制,在这4个实验材料中,BAR基因在染色体上的整合位置互不等位,株高、生育期和每穗粒数等农艺性状也不相同.转BAR基因水稻与原亲本比较,叶片中叶绿素含量、光合速率和叶绿素荧光参数、GS酶活性等均未有明显差异,但用Liberty处理2 d后,上述生理性状变化明显,且在这4个转BAR基因材料之间也有显著差异,说明与BAR基因的插入位置有关.

水稻单叶独立转绿型黄化突变体grc2的鉴定与基因精细定位

转绿型叶色突变体是研究植物叶绿体分化与发育的基础材料。grc2是利用60Co-γ射线诱变籼型三系保持系T98B后获得的单叶独立转绿型黄化突变体。grc2植株上任一叶片刚抽出时为黄色,在生长10 d左右后变绿,具有单叶不依赖于植株特定发育阶段而独立转绿的特性。与野生型T98B相比,grc2黄化叶片的总叶绿素和叶绿素b含量显著降低,叶绿体滞留在黄化质体阶段,表明grc2可能在叶片早期发育中起关键作用。遗传分析表明,grc2受1对隐性核基因独立控制;利用源于grc2/Nipponbare的F2群体的960个突变单株,将grc2基因定位在STS标记S254与S258之间约31 kb的范围内,该区域含有5个未报道过的注释基因。这些结果为grc2的克隆及功能研究提供了重要信息。

通过转bar基因水稻与稗草杂交的亲和性研究评价基因漂移

采用生殖生物学方法研究了转bar基因水稻品种Y0 0 0 3和 99 t(父本 )与无芒稗 (母本 )的基因漂移。通过光学显微镜观察稗草与转bar基因水稻手工杂交后 30min、1～ 4h水稻花粉在稗草柱头上的萌发、生长情况 ,并与稗草开花后相应时间的花粉萌发、生长情况相比较。结果表明 ,2个水稻品种的花粉在稗草柱头上的萌发生长情况相似 ,且与稗草自花授粉相应时间的花粉萌发、生长情况有极明显差异。稗草自花授粉后花粉粒萌发生长正常 ,在 30min时 85 %的花粉粒花粉管穿过柱头 ,正在凝缩和释放内容物或内容物已经释放的花粉粒百分率逐渐增加 ;杂交后转基因水稻花粉在稗草柱头上都不能正常萌发生长并未能穿过稗草柱头。从而判定稗草与转bar基因水稻的不亲和性 ,表现在水稻花粉不能在稗草柱头上正常萌发生长 ,更不能穿过稗草柱头。