幾種外來雜草及轉基因玉米、大豆生活力測定研究

王成華，劉露希，邵寶林，張 婧

(四川出入境檢驗檢疫局檢驗檢疫技術中心/國家稻種檢疫及種質鑒定檢測重點實驗室/食品安全檢測四川省重點實驗室，四川 成都 610041)

1 前言

近年來，隨著糧食國際貿易的不斷發展，我國進境糧食貿易量也快速增長。四川是全國13個糧食主產區之一，由于種植結構調整和對不同種類糧食的需求，四川進口糧食逐年增加。2014年底瀘州、宜賓進境糧食指定口岸的開檢運行，四川成為我國西部地區進境糧食重要集散地。2015年以來，2個口岸進境糧食數量、批次分別從2015年的4.23萬t、72批次升至2017年的9.17萬t、161批次，升幅分別達116.8%和123.6%，2018年1～10月進境糧食達6.2萬t，詳見表1。

隨著進境糧食數量、種類和批次的增長，外來有害生物入侵、轉基因安全和糧食中有毒有害物質等方面的風險與日俱增，特別是檢出外來雜草種類和批次也大幅增長,對我國農業生產、生態環境和人體健康造成嚴重威脅。種子生活力強弱是確定其侵染力的重要指標，為防止外來有害雜草在國內入侵、定殖和擴散，以及轉基因玉米、大豆轉基因逃逸造成的生態風險，對截獲的綠穗莧、鬼針草和牽牛等外來雜草種子及轉基因玉米、大豆進行生活力測定研究，結果可為進境糧食口岸檢疫及除害處理提供技術支撐。

2 試驗材料與方法

2.1 儀器設備與試驗材料

2.1.1 儀器設備 恒溫恒濕光照培養箱(品牌Memmert，型號HPP260)。

2.1.2 用具及耗材 發芽盒，50mL量筒，鑷子，計時器，吸水紙，蒸餾水等。

表1 四川糧食生產及進口情況統計表

2.1.3 試驗材料 供試種子由中儲糧成都直屬庫和中紡糧油四川分公司收集提供，詳見表2。

2.2 試驗方法

2.2.1 試驗設計

2.2.1.1 溫濕度 設定22.5℃、25℃和27.5℃等3個溫度梯度，濕度設定為85%。

表2 供試種子情況一覽表

2.2.1.2 光照 設定光照培養和黑暗培養2個處理。光照培養為光照/黑暗各12h，黑暗培養為24h全黑暗培養。光照強度5,000Lux。

2.2.1.3 處理 每種供試種子設6個處理，每個處理設3次重復，每個重復設20粒種子。

2.2.2 選材與分樣 選取收集的三葉鬼針草、綠穗莧、裂葉牽牛、轉基因玉米及大豆種子，混勻試驗樣品，每個樣品保留約500粒以上作為供試材料。

2.2.3 種子前處理 將供試種子隨機各取360粒，發芽盒中加入10～50mL(視種子大小而定)蒸餾水，放入供試種子浸泡2h。

2.2.4 種子擺放 在發芽盒中放入兩層相應大小吸水紙，加蒸餾水充分濕潤后倒掉多余的水，隨機取經浸泡的20粒供試種子，用鑷子均勻擺放在1個發芽盒內，蓋上發芽盒蓋。

2.2.5 恒溫培養 1個處理溫度下光照培養和黑暗培養共用1個培養箱，光照培養處理的15個發芽盒直接放入培養箱培養。相同溫度下全黑暗培養處理的15個發芽盒裝入相應大小的紙箱中，上放硬紙板防止透光，再蓋上紙箱蓋板保持全黑暗，放入培養箱中。按照試驗設計的溫度、濕度和光照條件設置后進行培養。

2.2.6 試驗觀察 每24h觀察1次，以胚根伸出1mm作為萌發標準，記錄萌發種子數并用鑷子將已萌發種子取出，及時補水保持發芽盒內濕度，直到再無種子萌發為止。

2.2.7 統計方法 萌發勢及萌發率計算方法(鄧朝暉等，2012)：

萌發勢=(實驗最初1/3時間內的發芽種子數/供試種子數)×100%

萌發率=(萌發實驗結束后發芽種子總數/供試種子數)×100%

對各溫度處理下光照培養和黑暗培養的種子萌發情況進行方差分析。

3 試驗分析

3.1 萌發率與萌發勢分析

3種雜草的萌發率和萌發勢都保持較高水平，達到50%以上的萌發率及大致相同的萌發勢；轉基因玉米達到20%的萌發率，萌發勢保持在10%以上；而經滅活處理后的轉基因大豆仍有最高5%的萌發率。供試種子萌發情況詳見表3。

表3 5種供試種子萌發情況統計表

序號試驗種子名稱萌發數處理種子萌發力總萌發粒數(粒)前1/3時間萌發粒數平均萌發勢(%)平均萌發率(%)25℃333253.355.027.5℃323050.053.3光照培養22.5℃17711.728.325℃15813.325.04轉基因玉米27.5℃12711.720.0全黑暗22.5℃161016.726.725℃292745.048.327.5℃252236.741.7光照培養22.5℃323.35.05轉基因大豆25℃111.71.727.5℃0000全黑暗22.5℃323.35.025℃211.73.327.5℃111.71.7

3.2 方差分析

對試驗材料進行溫度和光照二因素試驗分析。

3.2.1 鬼針草 鬼針草在光照培養和全黑暗培養處理間差異不顯著，而溫度處理間差異顯著。

表4 鬼針草萌發與溫度、光照/黑暗處理間分析

表5 鬼針草不同溫度萌發數差異顯著性分析

表6 綠穗莧萌發與溫度、光照/黑暗處理間分析

測驗表明，鬼針草在22.5℃和25℃萌發率無顯著差異，但22.5℃和27℃達到α=0.01顯著差異。鬼針草在22.5℃萌發率最高。

3.2.2 綠穗莧 綠穗莧在光照培養和全黑暗培養處理間差異不顯著，而溫度處理間差異顯著。

表7 綠穗莧不同溫度萌發數差異顯著性分析

綠穗莧萌發在22.5℃和25℃達到α=0.01顯著差異，25℃和27℃達到α=0.01顯著差異，22.5℃和27℃達到α=0.01顯著差異。綠穗莧在22.5℃萌發率最高。

3.2.3 裂葉牽牛 裂葉牽牛在溫度處理間及光照培養、全黑暗培養處理間的差異都不顯著。因此不再做進一步差異顯著性測驗。

3.2.4 轉基因玉米 轉基因玉米在溫度處理間及溫度×光照/黑暗處理間的差異顯著。

表8 裂葉牽牛萌發與溫度、光照/黑暗處理間分析

表9 轉基因玉米萌發與溫度、光照/黑暗處理間分析

表10 轉基因玉米不同溫度種子萌發數差異顯著性分析

差異顯著性測驗

A.溫度處理間分析

轉基因玉米萌發在22.5℃和25℃達到α=0.05顯著差異，25℃和27℃達到α=0.05顯著差異,22.5℃和27℃之間無顯著差異。轉基因玉米在25℃萌發率最高。B.溫度×光照/黑暗培養處理間分析測驗結果，轉基因玉米在光照培養時，3個溫度條件下的種子萌發差異不顯著；在黑暗培養時，22.5℃和25℃達到α=0.01顯著差異，22.5℃和27℃達到α=0.05顯著差異，25℃和27℃之間無顯著差異。

因此，轉基因玉米在黑暗環境、溫度25℃培養萌發率最高。

3.2.5 轉基因大豆 轉基因大豆整體萌發差，最高僅5%的萌發率，但由于萌發數量較少，不再做進一步數據分析。

表11 轉基因玉米光照/黑暗培養萌發數差異顯著性分析

4 結果與討論

盡管進境糧食攜帶雜草種子的截獲率較高，但截獲的大多數雜草種子數量不能滿足試驗需求，無法對截獲的多數雜草種子進行分析，因此選取綠穗莧、三葉鬼針草、裂葉牽牛等3種外來雜草種子作為供試對象，進行生活力測定研究。

本研究中3種雜草生活力對光照不敏感，但對溫度較敏感，3種雜草在22.5℃溫度條件下培養萌發率最高，其萌發勢均保持在較高水平，說明進境糧食攜帶的雜草生活力強，外來雜草入侵風險較大；試驗中的轉基因玉米和大豆均具有明顯的生活力，尤其是轉基因大豆雖在進境前做了滅活處理，但試驗結果表明，大規模滅活處理并不能達到100%的滅活效果，仍然有1.7%以上的萌發率和萌發勢，存在轉基因逃逸的風險。因此加強口岸檢疫時嚴格檢疫處理措施是防止外來有害生物入侵和轉基因逃逸的最有效的手段。