抗草銨膦轉(zhuǎn)基因水稻向雜草稻和栽培稻的基因漂移及其田間除草劑施用技術(shù)研究.pdf

1、轉(zhuǎn)基因水稻具有非常大的社會、經(jīng)濟和環(huán)境效益，但是轉(zhuǎn)基因水稻的大規(guī)模環(huán)境釋放和商業(yè)化種植可能會引起一系列的環(huán)境安全問題。其中抗除草劑轉(zhuǎn)基因水稻的抗性基因通過花粉漂移到近緣種雜草——雜草稻中是田間釋放最值得關(guān)注的問題之一。因此任何轉(zhuǎn)基因水稻在環(huán)境釋放前必須評估抗性基因向雜草稻的漂移風險。為了評估中國科學院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所培育的抗草銨膦轉(zhuǎn)基因雜交稻香125S/Bar68-1向雜草稻基因漂移的風險，農(nóng)田環(huán)境條件下，采用同心圓種植和隔行種植方

2、式對其抗性基因向雜草稻漂移頻率進行了檢測。另一方面安全的施藥時期和除草劑劑量是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐中保證穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的關(guān)鍵，因此對抗除草劑轉(zhuǎn)基因水稻田間除草劑施用技術(shù)，包括施用時間和劑量進行研究是很有必要的。本文也探索了抗草銨膦轉(zhuǎn)基因水稻Y0003在直播和移栽兩種種植方式下的除草劑施用技術(shù)，得出的主要結(jié)果如下:
　　1.抗草銨膦轉(zhuǎn)基因雜交穡香125S/Bar68-1向雜草稻和常規(guī)栽培稻的基因漂移
　　在同心圓種植方式下，以抗草銨膦轉(zhuǎn)ba

3、r基因雜交稻香125S/Bar68-1為花粉供體，以湖南長沙、廣東肇慶、遼寧沈陽、安徽滁州、江蘇泰州、廣西桂林采集的雜草稻和常規(guī)水稻204早稻為花粉受體，檢測轉(zhuǎn)基因水稻向雜草稻和栽培稻的基因漂移距離和頻率。試驗結(jié)果表明，抗草銨膦轉(zhuǎn)基因雜交稻香125S/Bar68-1向不同花粉受體的最大基因漂移發(fā)生在湖南長沙雜草稻盛行風向1米處，漂移頻率為0.302％，最小基因漂移發(fā)生在安徽滁州雜草稻盛行風向12米處，漂移頻率為0.011％?；蚱祁l率

4、隨著離花粉源距離的增大呈現(xiàn)出顯著降低的趨勢。檢測到的最大基因漂移距離發(fā)生在湖南長沙雜草稻盛行風向14米處。研究不同方向發(fā)生基因漂移事件的概率表明，基因漂移事件在各個方向的分布明顯不均勻，更易發(fā)生在盛行風向的方向上?；蚱祁l率與轉(zhuǎn)基因水稻和花粉受體的花期相遇時間呈顯著相關(guān)性。以上研究結(jié)果表明轉(zhuǎn)基因雜交稻香125S/Bar68-1存在向雜草稻基因漂移的風險，其中向湖南長沙雜草稻漂移的風險最大，向廣西桂林雜草稻漂移的風險最小，因此在該轉(zhuǎn)基因

5、雜交稻香125S/Bar68-1大規(guī)模釋放過程中務必防范向雜草稻的基因漂移。
　　在隔行種植條件下，以抗草銨膦轉(zhuǎn)基因雜交稻香125S/Bar68-1為花粉供體，以湖南長沙和江蘇泰州雜草稻為花粉受體，檢測抗性基因漂移頻率。試驗結(jié)果表明，分別在與轉(zhuǎn)基因水稻第一批和第二批花期相遇的湖南長沙雜草稻隨機選取的20000多粒種子中檢測到28株和34株抗性苗，在與轉(zhuǎn)基因水稻第二批花期相遇的江蘇泰州雜草稻隨機選取的20000多粒種子中檢測到32株

6、抗性苗。從轉(zhuǎn)基因水稻第一批和第二批到湖南長沙雜草稻的平均基因漂移頻率分別為0.402±0.055％和0.470±0.065％;從轉(zhuǎn)基因水稻第二批到江蘇泰州雜草稻的平均基因漂移頻率為0.395±0.039％。統(tǒng)計分析表明基因漂移頻率與轉(zhuǎn)基因雜交稻香125S/Bar68-1和供試雜草稻的花期相遇時間有顯著的相關(guān)性。因此該轉(zhuǎn)基因水稻存在向雜草稻基因漂移的風險，在環(huán)境釋放或大規(guī)模商業(yè)化前應該采取必要的防范措施減小基因漂移的風險。
　　2.

7、草銨膦對稻田雜草的防除效果及對抗草銨膦轉(zhuǎn)基因水稻安全性研究
　　以抗草銨膦轉(zhuǎn)基因雜交稻香125S/Bar68-1為試驗材料，分別在移栽和直播水稻不同生育期噴施不同劑量的草銨膦（75ml/畝、150ml/畝和300ml/畝），生測草銨膦對稻田雜草——雜草稻和稗草的防除效果以及不同劑量草胺膦處理對抗草銨膦轉(zhuǎn)基因水稻的安全性。結(jié)果表明，在直播方式下，在水稻3-4葉期、5-6葉期和1-2個分蘗期施藥，75ml/畝草銨膦處理對2種雜草的防除

8、效果都最差，株防效均小于50％;150ml/畝和300ml/畝草銨膦處理對雜草的株防效均可以達到100％。與無草對照相比，不同草銨膦劑量處理的水稻株高和產(chǎn)量都有不同程度的降低，水稻5-6葉期施用150ml/畝草銨膦處理的水稻株高和產(chǎn)量高于75ml/畝和300ml/畝草銨膦處理。在移栽方式下，分別在水稻1-2分蘗期、孕穗期和抽穗開花期施用75ml/畝草銨膦對2種雜草防除效果都最差，基本在50％。在水稻1-2分蘗期和孕穗期施藥，150ml/

9、畝草銨膦和300ml/畝草銨膦處理對雜草的防除效果均達到90％以上。在抽穗開花期施用150ml/畝和300ml/畝草銨膦對雜草的防除較差，分別在50％-60％和80％-90％。與無草對照相比，在水稻1-2分蘗期和抽穗開花期施用不同草銨膦劑量處理對水稻最終株高和產(chǎn)量有不同程度的影響。在水稻孕穗期施藥的150ml/畝草銨膦處理的水稻株高和產(chǎn)量與無草對照相比沒有明顯差異。
　　3.抗草銨膦轉(zhuǎn)基因水稻Y0003田間除草劑施用技術(shù)研究

10、>　　在直播方式下，以抗草銨膦轉(zhuǎn)基因水稻Y0003為試驗材料，在水稻3-4葉期、5-6葉期和分蘗期噴施不同劑量的草銨膦（75ml/畝、150ml/畝和300ml/畝），研究在抗草銨膦轉(zhuǎn)基因水稻田不同生育期施用不同劑量草銨膦的除草效果和對該轉(zhuǎn)基因水稻生長發(fā)育的影響。結(jié)果表明，在水稻3-4葉期施藥，3個供試劑量草胺膦的除草效果都較差，且由于土壤中大量后期新生雜草的競爭嚴重抑制了水稻的生長，導致水稻減產(chǎn)。在水稻5-6葉期和分蘗期，75ml/畝

11、草銨膦處理對雜草防除效果最差，由于雜草的競爭使水稻生長受到嚴重抑制，減產(chǎn)嚴重。在水稻5-6葉期施藥，150ml/畝和300ml/畝草銨膦處理對主要雜草的防效均在90％以上;且對水稻沒有藥害，與無草對照相比水稻的產(chǎn)量顯著增加。在水稻分蘗期施藥，田間雜草長期的競爭使水稻生長受到明顯抑制，這2個劑量處理的水稻產(chǎn)量都較無草對照嚴重減少。無論何時施藥，土壤處理+150ml/畝草銨膦處理雖然對雜草防除效果較好，但對水稻出苗產(chǎn)生輕微藥害，導致水稻減產(chǎn)

12、。因此在轉(zhuǎn)基因抗草胺膦直播田建議在水稻5-6葉期施用150-300ml/畝的草胺膦來控制田間雜草。
　　在移栽方式下，以抗草銨膦轉(zhuǎn)基因水稻Y0003為試驗材料，在水稻5-6葉期和分蘗期噴施不同劑量的草銨膦，研究在抗草銨膦轉(zhuǎn)基因水稻移栽田不同生育期施用不同劑量草銨膦的除草效果和對該轉(zhuǎn)基因水稻生長發(fā)育的影響。結(jié)果表明，在2個施藥時期，75ml/畝草銨膦處理對雜草的防除效果都較差，雜草長期的競爭使水稻生長明顯受到抑制，與無草對照相比產(chǎn)量

13、嚴重下降。在2個施藥時期，150ml/畝草銨膦和300ml/畝草銨膦處理對水稻田主要雜草的防效在90％以上。與無草對照相比，在2個施藥時期施用150ml/畝和300ml/畝草銨膦處理的水稻生長和產(chǎn)量受到不同程度的影響，但相比而言，在5-6葉期施用150ml/畝草銨膦的影響最小。在2個施藥時期，土壤處理+150ml/畝草銨膦處理對水稻早期生長產(chǎn)生輕微藥害，而且在施用草銨膦后有新生雜草發(fā)生，水稻生長受到影響，導致水稻產(chǎn)量與無草對照相比有所降