轉基因玉米試管苗移栽影響因素及移栽技術要點

李向龍，張中保，張 春，吳忠義

(北京市農林科學院生物中心，農業基因資源與生物技術北京市重點實驗室，北京 100097)

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轉基因玉米試管苗移栽影響因素及移栽技術要點

李向龍，張中保，張 春，吳忠義*

(北京市農林科學院生物中心，農業基因資源與生物技術北京市重點實驗室，北京 100097)

在海南省三亞地區，通過轉基因技術獲得規模化的轉基因玉米試管苗的移栽成活率往往不高，這主要由其自身條件和外界環境引起的。該研究探討了影響三亞地區轉基因玉米試管苗移栽成活率的因素及移栽技術要點，為提高試管苗在三亞地區的移栽成活率提供參考依據。

轉基因；玉米試管苗；移栽成活率；技術要點；影響因素

玉米是全球第一大糧食作物，在世界糧食安全中有著舉足輕重的地位[1-2]。分子育種技術作為玉米規模化轉基因技術體系，在玉米遺傳改良和新種質創制上得到了廣泛應用，并獲得了成功[3]。科研人員以玉米幼胚為受體，用基因槍、農桿菌介導、花粉管通道法等方法對玉米幼胚進行了遺傳轉化[4-6]。每年通過轉化得到大量的玉米試管苗，需帶到海南省三亞地區進行移栽，但由于種種原因，玉米試管苗在移栽后，往往成活率不高。如何有效提高試管苗在該地區的移栽成活率，總結出移栽技術要點顯得尤為重要，但目前關于玉米試管苗移栽技術的研究鮮有報道。筆者通過多年的實踐摸索，總結出轉基因玉米試管苗在海南省三亞地區的移栽技術要點和影響因素，以期提出一套實用的移栽管理技術，為提高玉米試管苗移栽成活率提供參考依據。

1　影響試管苗移栽成活率的因素

影響試管苗移栽成活率的因素很多，包括試管苗自身狀況和外界條件(如光照、溫度、土壤性質等)，盡可能滿足其生長環境，可以有較高的移栽成活率。

1.1試管苗質量試管苗從瓊脂培養基轉到大田土壤后，要依靠自身去存活，一般根系狀況和葉片數量是決定其移栽成活的關鍵。幼苗根系粗壯、新鮮，說明其生命力強，移栽成活率一般較高；綠色葉片數在3～4葉且葉色深綠時，其自身可制造光合產物，有適應外界環境的能力，此類試管苗移栽成活率也較高。筆者在移栽試驗中，發現主根3～4根，且側根正在生長的植株移栽成活率較高，而主根太少或太多及主根很短且不生長的植株移栽成活率很低；葉片數在4～5片且葉色深綠的植株移栽成活率較高，而葉色發黃且葉片數量較少的植株移栽成活率較低。可見，在室內培養出根系發育良好、葉片數適宜的壯苗是提高移栽成活率的關鍵。

1.2光照、溫度轉基因玉米試管苗不論在煉苗階段還是移栽到大田，其光照、溫度等氣候條件都發生了改變，試管苗只有處于適宜的光照和溫度下，才能有較高的移栽成活率。強光會使葉綠素受到破壞，引起葉片失綠、發黃，高溫會刺激蒸騰作用加強，從而使試管苗因水分失衡及菌類滋生等造成大量死亡，溫度過低會使其生長遲緩或不易成活。

1.3煉苗時間由于轉基因玉米試管苗一直在無菌、溫濕度適宜的環境中生長，一旦移栽到大田，往往因難以適應外界環境而大量死亡。為提高葉片的光合性能和幼苗對外界環境的適應能力，移栽前需要對試管苗進行煉苗，以提高其抗逆性。研究表明，煉苗時間為0、2、4、6d時，其移栽成活率逐漸升高，但煉苗時間繼續延長，移栽成活率呈下降趨勢(表1)，這可能與其營養消耗過大和根系衰老有關。一般煉苗時間為6～7d能保證轉基因試管苗有較高的移栽成活率。

表1煉苗時間對試管苗移栽成活率的影響

Table1Effectsofseedlingtimeontransplantingsurvivalrateoftubeseedlings

煉苗天數Seedlingdays∥d移栽株數Transplantingplants成活株數Survivalplants成活率Survivalrate∥%060915.02602541.74604168.36605591.78604371.710602948.3

煉苗時將玉米試管苗放置于陰涼處，打開無菌透氣膜，看情況給試管苗噴水，保證所需水分。因前期積存的營養，試管苗葉片在試管里會生長、伸長，為避免植株營養過分消耗，在不影響試管苗生長的情況下，要及時減去多余葉片，一般是減去葉片頂部的1/3。

1.4移栽時期轉基因玉米試管苗在三亞過早移栽，會因溫度、濕度過高，病蟲害較多，且可能會趕上雨水季節，容易使試管苗根系腐爛，從而影響成活率。移栽試驗表明，雖然移栽成活率在年份間有差異，但在同年不同移栽時期間表現趨勢相似(表2)。

表2不同年份分期移栽試管苗的成活率

Table2Thesurvivalrateoftubeseedlingstransplantedindifferentyears

年份Year移栽期Transplantingdate∥月-日成活率Survivalrate∥%201111-0586.511-1288.511-2283.612-0182.112-1754.3201211-0392.411-1791.912-0589.512-1870.412-2769.7201311-0298.111-1596.511-2690.412-0985.212-2460.4201411-0895.611-2096.411-3095.312-0891.812-2079.7

在11月初至12月上旬移栽玉米試管苗，其成活率較高且變化不大，因為這個時期溫度、光照適宜，且雨水較少。隨著移栽月份延后，在12月中下旬后移栽，試管苗雖可成活，但成活率有所降低，一般要較之前降低12%～30%，這主要是由于此時氣溫逐漸降低，光照不足，試管苗特別是弱苗難以適應低溫寡照的環境，最終影響成活率。轉基因玉米試管苗最佳移栽時間一般在10月底至12月上旬，12月中旬以后可以作為應急性移栽期。

2　移栽技術要點

2.1試驗地選擇和準備 由于海南省三亞地區雨水較多，而玉米又是不耐澇作物，因此盡量選擇保水性好的半黏性土壤較好。移栽前要精細整地，保證土壤疏松，為便于澆水和排水，要事先起壟，壟背寬60cm，壟溝寬為40～50cm。起壟的同時要施足底肥和辛硫磷，保證土壤肥力，防治地下害蟲。

2.2洗凈根部瓊脂培養基移栽前準備好長鑷子、剪刀及盛水的水盆。先用鑷子夾住試管苗根部，小心將其從試管里取出，不要傷到根部，然后將附著于根部的瓊脂培養基用水洗干凈，注意幼苗上部葉片盡量不要沾水。為避免葉片消耗營養過多、蒸騰量過大及移栽后幼苗“頭重腳輕”，應依據葉片的長度再次(煉苗時第1次剪)剪去頂部葉片，以保留葉片的2/3為宜。

2.3移栽及密度控制在壟背上挖個小坑，坑的大小和深淺以埋住試管苗根系并能存留適當水分較好。將試管苗放入坑內，并舒展根系，再埋上土，輕輕壓實土壤。由于試管苗株高一般不超過1.2m，所以株、行距可以比大田播種稍小些，株距為20～25cm、行距為35～40cm即可。移栽后要立即澆水，使土壤和根系充分接觸，澆水時從坑的邊緣慢澆，盡量避免將根系沖出，待水滲下后，再澆2次，保證澆水澆透。澆水時如有傾斜或者露根的幼苗，要及時扶正或蓋土。

2.4遮陰及移栽后管理由于三亞地區11～12月份陽光仍然充足，溫度較高，而試管苗剛移栽后較為虛弱，將它們直接移栽到自然環境中，如遇陽光直射，試管苗會因蒸滕作用大、失水率高而容易死亡。因此，試管苗移栽完后要及時搭建遮陰網，降低外界高溫和強光照射。剛移栽后的試管苗對水分需求很大，海南中午的風也很大，水分散失較快，因此每天同一時間要澆1次水，注意要避開1d中最熱的時候澆水，一般安排在16：00～17：00為好。遮陰10d以后，當試管苗生長健壯，基本適應外界環境，開始正常生長時，可去除遮陰網，幼苗長出新葉且植株有所增高即是移栽成活的標志。

3　結語

試管苗是玉米獲得遺傳轉化的主要方式，也是檢驗轉基因后代是否含有目的基因的關鍵一環，而目前轉基因試管苗移栽成活率較低是玉米遺傳轉化過程中面臨的重要問題。試管苗從室內移栽到大田過程較為復雜，影響其移栽成活率的因素很多，因而總結出移栽成活率高而穩定的移栽方法是十分重要的。此外，在試管苗生長期間，還需要結合田間的精細管理，如肥水管理、病蟲害防治等，從而獲得較多既可成活又可結實的植株。

[1] 劉允軍，賈志偉，劉艷，等.玉米規模化轉基因技術體系構建及其應用[J].中國農業科學，2014，47(21)：4172-4182.

[2] 尹祥佳，翁建峰，謝傳曉，等.玉米轉基因技術研究及其應用[J].作物雜志，2010(6)：1-9.

[3] 劉亞，趙久然.轉基因玉米新種質創制若干技術環節的探討[J].中國農業科技導報，2011，13(4)：46-52.

[4] 左嬌，郭運玲，孔華，等.轉基因玉米安全性評價研究進展[J].玉米科學，2014，22(1)：73-78.

[5] 劉小丹，李淑華，徐國良，等.轉基因玉米育種研究進展[J].玉米科學，2016，20(6)：1-8.

[6] 張元昶，張首國，李振科，等.轉基因玉米遺傳轉化的研究進展[J].重慶工商大學學報(自然科學版)，2006，23(5)：473-476.

TechnicalPointsandInfluencingFactorsofTransplantingofTransgenicMaizeTubeSeedlings

LIXiang-long,ZHANGZhong-bao,ZHANGChun,WUZhong-yi*

(BeijingKeyLaboratoryofAgriculturalGeneticResourcesandBiotechnology,BiologicalResearchCenter,BeijingAcademyofAgricultureandForestrySciences,Beijing100097)

TransplantingsurvivalrateofthescaletransgenicmaizetubeseedlingsisnothighinSanya,Hainanbytransgenictechnology,whichwasmainlycausedbyitsownconditionsandexternalenvironment.Thisstudydiscussesthetheinfluencefactorsanditskeytechnologypointsoftubeseedlingstransplantingsurvivalrate,whichisexpectedtobehelpfulforincreasingthesurvivalrateofthetransplantedtubeseedlingsinSanyaofHainanProvince.

Transgene;Maizetubeseedlings;Transplantingsurvivalrate;Technicalpoints;Influencingfactors

國家轉基因重大專項重點課題(2014ZX0800303B)；北京市科委項目(Z121100001512012，Z111100066111005)；北京市農林科學院科研能力創新項目(KJCX20140202)。

李向龍(1981- )，男，蒙古族，內蒙古磴口人，助理研究員，碩士，從事玉米分子育種研究。*通訊作者，研究員，從事玉米轉基因研究。

2016-05-18

S513

A

0517-6611(2016)18-021-02