轉WYMV-Nib8基因抗黃花葉病小麥的農藝性狀

吳季榮　邢宇俊　梁杰　陸丹丹　董飛　徐劍宏　史建榮

摘要：與一般作物相比，轉基因作物在目標性狀得到改良的同時，其他農藝性狀可能會受到影響。前期研究發現，與受體小麥揚麥158相比，轉WYMV-Nib8基因小麥N12-1對小麥黃花葉病具有較強抗性。為了明確 N12-1的生存競爭能力及在長江中下游麥區的生態適應性，在2017—2018年以轉基因小麥N12-1及其受體揚麥158和3個當地主栽品種揚麥11、寧麥13、寧麥14為比較對象，對小麥的主要農藝性狀（基本苗數、株高、穗數、粒數、穗粒數、千粒質量）和對主要病害的抗性進行研究。2年的試驗結果表明，N12-1與揚麥158的基本苗數、穗數、粒數無顯著差異，但N12-1顯著矮于其受體揚麥158，而穗粒數顯著高于揚麥158。N12-1與當地主栽品種揚麥11相比，株高、穗粒數、千粒質量有顯著差異，其他性狀無顯著差異;N12-1與寧麥13僅在株高上有顯著差異，其他性狀均無顯著差異;N12-1與寧麥14僅千粒質量有顯著差異，其他性狀均無顯著差異。轉基因植物與受體之間對赤霉病、紋枯病的抗性均無顯著差異。研究結果可為該轉基因小麥申請安全證書提供基礎。

關鍵詞：轉基因小麥;黃花葉病;農藝性狀;病蟲害抗性;轉WYMV-Nib8基因

中圖分類號： S435.121.4+9? 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2020）19-0115-04

收稿日期：2019-12-30

基金項目：轉基因生物新品種培育重大專項（編號：2016ZX08011-003）。

作者簡介：吳季榮（1981—），男，江蘇鹽城人，博士，副研究員，主要從事轉基因安全評價研究。Tel：（025）84392003;E-mail：yangzhouwjr@126.com。

通信作者：史建榮，博士，研究員，主要從事農產品質量安全研究。Tel：（025）84392001;E-mail：shiji@jaas.ac.cn

目前，應用基因工程技術改良作物性狀已經成為重要的育種方法之一。轉基因技術的目的是在不改變受體作物遺傳背景的情況下改變目標性狀，如產量、品質、抗性等[1]。隨著轉基因技術的發展，轉基因作物的種植面積不斷增加。截至2018年，世界上26個國家的轉基因作物種植面積已經超過1.9億hm2[2]。小麥轉基因研究也得到了快速發展，目前已經出現了一批具有優良性狀的轉基因小麥品系，特別是抗病轉基因小麥育種已經取得了較快發展[3]。

轉WYMV-Nib8基因抗黃花葉病小麥N12-1是中國農業科學院作物科學研究所培育的抗病轉基因小麥[4]，其受體為長江中下游地區前期主要推廣的品種揚麥158。在前期的研究中發現，N12-1對靶標病害小麥黃花葉病具有優良的抗性，相較于受體親本揚麥158的高發病率（98.0%），N12-1發病率可低至6.2%，甚至對小麥黃花葉病完全免疫[5]。轉基因過程在改良目標性狀的同時，外源基因的插入可能導致基因組其他基因的表達產生變化，從而影響非靶標性狀，相比于轉基因受體來說，其生態適應性和生存競爭能力可能發生改變，長勢比受體差[6]。根據農業農村部《農業轉基因生物安全評價管理辦法》的要求，轉基因農作物在獲得生產許可前必須進行生物安全評價試驗，生態適應性、生存競爭能力等的研究是生物安全評價試驗的主要內容[7]。本研究擬通過對轉基因抗黃花葉病小麥N12-1進行農藝性狀、非靶標病蟲害的抗性研究，以確定其在長江中下游麥區的生態適應性與生存競爭能力。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

本試驗于2016年10月至2017年6月、2017年10月至2018年6月在位于南京市六合區的江蘇省農業科學院六合轉基因試驗基地進行，土壤肥力中等。試驗材料分別為高抗小麥黃花葉病轉WYMV-Nib8基因品系N12-1（由中國農業科學院作物科學研究所提供）及其受體品種揚麥158與南京當地3個主栽品種——揚麥11、寧麥13和寧麥14。這5個品種（系）分別種植4個小區，每個小區種植7行，每行2 m，行距30 cm，株距3 cm，按隨機區組設計。前茬作物為水稻，基肥為復合肥，施用量為 300 kg/hm2，其余按常規操作進行管理。

1.2 試驗方法

1.2.1 基本苗數調查 在小麥生長苗期進行基本苗數調查，每個小區選擇出苗比較一致的2行進行調查，每行調查1 m長度范圍內的苗數，以2個點的平均值代表基本苗數。選取的調查點以插牌固定，用于后期相關農藝性狀調查。

1.2.2 株高調查 在小麥成熟期進行株高調查，每個小區選擇4個角及中間共計5個點進行測量，取土壤表面到穗最高處（不包括芒）的株高，以平均值代表各小區小麥的整體株高，單位為cm。

1.2.3 產量相關性狀調查 在小麥成熟期，統計每個小區調查基本苗數時已經固定的2個點內的穗數，計算每個小區2個點的平均值，得到1 m范圍內的穗數，單位為穗/m;收獲每個小區固定調查點的小麥，脫粒后統計2個點內小麥的籽粒數，計算每個小區2個點的平均值，得到1 m范圍內的籽粒數，單位為粒/m;各測定點粒數與穗數的比值為各調查點的穗粒數，計算每個小區2個點的平均值，得到1 m范圍內的穗粒數;每個點隨機挑選1 000粒小麥籽粒，稱質量后得到該點的千粒質量，以各小區2個點千粒質量的平均值代表各小區小麥的千粒質量，單位為g。

1.2.4 蚜蟲數量調查 于2016—2017年調查蚜蟲的自然發生數量。在小麥生長灌漿期，調查供試的5個品種（品系）小麥的各個重復的蚜蟲數量，各小區取4個角和中心共5個點進行調查，每個點取20根莖稈調查葉片、穗部的蚜蟲數量，以各小區所有莖稈上的總蚜蟲數量代表各小區蚜蟲的發生數。

1.2.5 主要病害的調查 于2017—2018年接種后調查N12-1與揚麥158對赤霉病、紋枯病的抗性。赤霉病接種、調查方法按文獻[8]進行;紋枯病接種、調查采用大田播撒病麥粒法[9]進行。