轉基因抗草甘膦棉花室內發芽鑒定抗性方法

摘要：以2個轉基因抗草甘膦棉花品系以及10個非轉基因抗草甘膦棉花品種為材料，進行了室內發芽抗性鑒定。結果表明，含草甘膦溶液的沙床，對棉種的萌發無顯著影響；置床8天時所有非轉基因抗草甘膦棉花的試驗品種均發芽不成苗且無側根，偶有成苗也是矮小無側根的畸形苗，且所有萌發的棉種均有明顯不規則干枯凹陷的藥害癥狀；轉基因抗草甘膦棉花的試驗品系均無藥害癥狀，證明利用室內發芽試驗鑒定轉基因抗草甘膦棉花抗性的方法是準確可行的。

關鍵詞：轉基因抗草甘膦；棉花；室內發芽；鑒定方法

中圖分類號：S562.043文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2013）01-0114-03

轉基因抗除草劑作物的培育已成為現代生物技術發展的一個重要方向[1]。草甘膦是一種可被莖葉內吸傳導、廣譜滅生型除草劑，是世界上應用規模最大的除草劑品種之一[2，3]。草甘膦還具有水劑質量穩定、易稀釋、施藥方便、生產使用成本低、對人畜低毒等多項優點，深受廣大用戶歡迎。種植轉基因抗草甘膦棉花可以大量減少除草用工，降低勞動強度，減少植棉成本，因此，研究應用轉基因抗草甘膦棉花，對增加棉花產業的經濟效益具有重要意義。全球抗草甘膦棉花品種早在1997年時已經問世[2～4]，而我國對轉基因抗草甘膦棉花的研究起步較晚，推廣應用的面積更是有限，預計不久的將來一定會有突破。

為及時有效地鑒定轉基因抗草甘膦棉花品種的抗性，我們以2個轉基因抗草甘膦棉花品系以及10個非轉基因抗草甘膦棉花品種為材料，進行了轉基因抗草甘膦棉花室內發芽鑒定抗性方法的初探。

1材料與方法

11試驗材料

轉基因抗草甘膦棉花的2個品系008、009；非轉基因抗草甘膦棉花的10個品種華棉3號、華棉5號、魯棉研24號、諾華棉1號、思壯棉3號、楚棉608、冀創18、蘇棉26、瑞雜816、新植雜2號；41%的草甘膦異丙胺鹽水劑。

12試驗方法

121鑒定草甘膦的真實性將41%草甘膦異丙胺鹽水劑有效成分的800倍液，向非轉基因抗草甘膦棉花的棉苗頂心嫩葉噴施，3日后觀察。

122尋找適宜藥液濃度的沙床及轉基因抗草甘膦棉花品系與非轉基因抗草甘膦棉花品種間的差異取用非轉基因抗草甘膦棉花的華棉5號和轉基因抗草甘膦棉花的009系棉種，分別置于6種不同濃度草甘膦異丙胺鹽溶液（有效成分的100、200、400、800、1 200倍液、清水對照）的沙床進行室內發芽對比試驗，重復2次。

將各濃度的藥液（按1 000 g沙子中加入100 ml藥液的比例）倒入005～08 mm砂徑的細沙中，充分混勻，平鋪發芽盒內厚約25 cm；將轉基因抗草甘膦的棉花品系009 和非轉基因抗草甘膦的棉花品種華棉5號 ，分別取12份，每份種子100粒，均勻擺入發芽盒內沙床之上，輕壓種子使之與沙面相平，分別用相應藥液濃度的沙子覆蓋1cm厚。貼好標簽，放入25～30℃的發芽箱進行發芽。

觀察記錄試驗種子的出苗情況。將每個處理的所有種子從沙床中取出，分別記錄正常棉苗、畸形苗（芽）、新鮮不發芽種子、霉爛籽、棉種萌發總數（即正常棉苗與畸形苗的和）。

123品種驗證試驗根據上述試驗結果選擇一個適宜濃度（41%草甘膦異丙胺鹽水劑有效成分的800倍液），用轉基因抗草甘膦棉花品系008、009和非轉基因抗草甘膦的棉花品種華棉3號、華棉5號、魯棉研24號、諾華棉1號、思壯棉3號、楚棉608、冀創18、蘇棉26、瑞雜816、新植雜2號進行驗證試驗，重復2次。

觀察記錄試驗種子的出苗情況。將每個處理分別記錄正常棉苗、畸形苗（芽）、新鮮不發芽的種子、霉爛籽、萌發棉芽受藥害數。

2結果與分析

21鑒定草甘膦真實性的試驗結果

經觀察，噴施41%草甘膦異丙胺鹽水劑有效成分800倍液的棉苗3日內未出現萎蔫狀，3日后心葉明顯發黃，生長受抑制，頂部嫩葉邊緣失綠黃化，表明供試草甘膦異丙胺鹽水溶液是純正單一的藥液，并未有復配其它除草劑，可以用此瓶藥液進行試驗。

22室內發芽試驗結果

所有藥液處理對棉種萌發均無顯著影響，各處理棉種萌芽總數均在70%以上（表1）。方差分析結果F=172

不同藥液濃度的處理對華棉5號與009系棉種的成苗存在差異。非轉基因抗草甘膦的華棉5號均發芽不成苗，偶有成苗亦植株矮小、無側根、根部有明顯不規則干枯凹陷的藥害狀，屬于畸形苗，且出苗株數會隨藥液濃度降低而增加；轉基因抗草甘膦棉花009系，除100倍和200倍的沙床處理，因攪拌時沙床略呈糊狀，透氣性差，對成苗略受影響外，其余4個處理經方差分析，差異不顯著。

華棉5號畸形苗（芽）與009系苗（芽）間存在差異。經觀察，所有藥液處理均會導致非轉基因抗草甘膦棉花品種華棉5號萌發后轉變成畸形苗（芽），根尖生長受抑制、無側根且有明顯不規則干枯凹陷的藥害癥狀；但所有藥液處理對轉基因抗草甘膦棉花009系萌發的種子成苗無影響。

經觀察，置床8天時為最佳檢測時間。12天時，藥害癥狀表現過重，加之爛種爛苗情況過重，會增加識別難度，影響結果分析；置床時間太短，藥害癥狀表現不明顯，不易做出準確判別。

對于沙床適宜藥液濃度的選擇，從藥害癥狀上來看，5種濃度均可以判斷。從操作方便、節約成本及藥害癥狀顯現上考慮，選用800倍藥液沙床較為適宜。

23 品種驗證試驗結果

經對置于含草甘膦有效成分800倍液沙床培植的12個品種（系）8天后的觀察發現，非轉基因抗草甘膦的10個品種出苗受到嚴重抑制，而轉基因抗草甘膦的2個品系均能正常出苗（表2）。

非轉基因抗草甘膦的10個品種所有萌發的棉芽均顯現了極明顯的藥害癥狀且不生側根，而轉基因抗草甘膦棉花的008、009系均無此藥害癥狀。藥害癥狀是非轉基因抗草甘膦棉花對草甘膦藥液危害顯現的共同特征，可以作為鑒定棉種是否含抗草甘膦基因的依據。3小結

試驗結果表明，含100倍到1 200倍草甘膦藥液濃度的沙床對棉種的萌發均無顯著影響；置于800倍草甘膦藥液濃度沙床的棉種，8天后檢驗，所有非轉基因抗草甘膦棉花的試驗品種均發芽不成苗且無側根，偶有成苗也是矮小無側根的畸形苗，并且所有萌發的棉種均有明顯不規則干枯凹陷的藥害癥狀；轉基因抗草甘膦棉花的試驗品系均無藥害癥狀。

因此，利用室內發芽試驗鑒定轉基因抗草甘膦棉花抗性的方法是準確簡便易行的。用于轉基因抗草甘膦棉花品種的室內純度鑒定，將會大大提高工作效率。

參考文獻：

[1] 王秀麗，王留明，王家寶，等轉基因抗草甘膦棉花鑒定方法研究[J]山東農業科學，2008，9：79-80

[2]李儒海，武懷恒，楮世海，等轉基因抗草甘膦棉花與常規棉花對草甘膦耐受性的比較研究[EB/OL]百度文庫.

[3]任不凡，雷崧僧草甘膦及研究進展[J]農藥，1998，37（7）：1-3

[4] Dida D L，Kolacz K H，Buehler R E，et alGlyphosate-tolerant cotton：genetic characterization and protein expresson [J]Journal of Agricultural and Food Chemistry，1996，44：1960-1966

[5]王宗文.國內外抗除草劑棉花研究應用現狀[J].山東農業科學，2011，1：81-85