转cry2A*/bar基因水稻与杂草稻杂交后代的苗期生长特性

【目的】考查转cry2A*/bar基因水稻T2A-1与杂草稻的杂交后代苗期特性,为评估T2A-1抗性基因向杂草稻漂移可能引起的生态风险提供参考。【方法】在水培条件下,以T2A-1、受体水稻明恢63(MH63)、来源于江苏泰州、广东茂名、湖南益阳的3种杂草稻(分别命名为WRTZ,WRMM,WRYY)及其杂交F_(1)~F_(4)为试验材料(以T2A-1为父本或母本的携带转基因的为抗性杂交后代,以受体水稻为父本或母本的为非抗性杂交后代),测定供试材料种子发芽力,幼苗在正常氮(40 mg/L)和低氮(20 mg/L)下的株高、整株干物质量以及根长、不定根数、平均直径等8个根系指标,计算根系总体发育指标,评价T2A-1与杂草稻抗性杂交后代的苗期生长特性。【结果】抗性杂交后代的发芽力与非抗性杂交后代相当,但较杂草稻弱。在正常氮条件下,T2A-1与MH63以及抗性杂交后代与非抗性杂交后代的苗期生长指标相当;抗性杂交后代与相应杂草稻相比,WRMM杂交后代的株高显著低于WRMM,但整株干物质量与根系总体发育指标相当;WRYY杂交后代各苗期生长指标均与WRYY相当;WRTZ杂交后代株高显著高于WRTZ,但整株干物质量及根系指标均显著低于WRTZ。在低氮环境下,抗性杂交后代各苗期生长指标均显著低于或相当于非抗性杂交后代;抗性和非抗性杂交后代的相对根系发育指标均显著低于相应的杂草稻。【结论】T2A-1与杂草稻的抗性杂交后代的苗期生长特性在正常氮条件下相当于或低于亲本杂草稻,但在低氮条件下,总体上均显著弱于杂草稻。

复合性状转cry2A^(*)/bar基因水稻T2A-1与杂草稻F_(1)、F_(2)、F_(3)的适合度

[目的]本文旨在评价复合性状转cry2A^(*)/bar基因水稻T2A-1向杂草稻基因漂移的生态风险。[方法]在农田非竞争环境下,以T2A-1、受体水稻‘明恢63’及其分别与江苏泰州(WRTZ)、广东茂名(WRMM)、湖南益阳(WRYY)杂草稻的杂交后代(以T2A-1为父本的抗性后代F_(1)+、F_(2)+、F_(3)+,以MH63为父本的非抗性后代F_(1)-、F_(2)-、F_(3)-)为材料,评价T2A-1与杂草稻杂交后代的适合度。[结果]抗性基因在杂交后代中的传递符合孟德尔遗传规律;外源抗虫基因的导入显著降低抗性杂交后代的靶标虫压。虽然抗性杂交后代与相应非抗性杂交后代的部分适合度指标存在差异,但总相对适合度均无显著差异;抗性杂交后代总相对适合度显著高于或相当于相应杂草稻,且随杂交代数的增加无显著变化。抗性杂交后代与相应非抗性杂交后代的落粒率均无显著差异,除F 1TZ+、F 2TZ+与WRTZ相当外,其他杂交后代的落粒率均显著低于相应杂草稻。F 2和F 3在3和20 cm埋藏120 d后,只有27.75%~41.75%的F 2TZ+和F 3TZ+种子具有活力。[结论]在低虫压下,WRMM、WRYY的抗性杂交后代与杂草稻相比尽管具有相似或较高的营养和生殖能力,但落粒性和种子越冬能力较低,而WRTZ的抗性杂交后代种子虽然具有越冬能力,但落粒率较低,且从三代抗性杂交后代适合度变化来看,并无适合度提高的风险。因此在无除草剂选择压下T2A-1向杂草稻基因漂移可能引起的生态风险较低。