【摘 要】
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我国作为大豆的原产国,已有五千多年的种植历史。现阶段,中国大豆行业的发展面临着严峻的考验。2021年中国进口大豆9652万吨,国内大豆自给率不足17%。自从转基因大豆问世以来,已经获得空前的成功,它改变了世界范围内的大豆生产模式和贸易结构。我们国家也从全球最大的大豆出口国转变为最大进口国。在这样严峻的局面下,我国转基因大豆的发展刻不容缓。虽然转基因大豆的种植能够给我们带来巨大的经济收益,但其推广栽
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我国作为大豆的原产国,已有五千多年的种植历史。现阶段,中国大豆行业的发展面临着严峻的考验。2021年中国进口大豆9652万吨,国内大豆自给率不足17%。自从转基因大豆问世以来,已经获得空前的成功,它改变了世界范围内的大豆生产模式和贸易结构。我们国家也从全球最大的大豆出口国转变为最大进口国。在这样严峻的局面下,我国转基因大豆的发展刻不容缓。虽然转基因大豆的种植能够给我们带来巨大的经济收益,但其推广栽培后可能带来的生态风险也不能忽视。因此,对可能具有生产使用价值的转基因大豆品系进行环境安全性评估试验十分必要。本研究以本课题组已经进入到环境释放阶段的抗逆转TaDREB3a基因大豆Bert-DB3-2为材料,鉴定转基因大豆Bert-DB3-2的遗传稳定性、抗旱性、除草剂耐受性;并对抗旱转基因大豆Bert-DB3-2与受体在传播能力、生殖率、休眠期、适应性的影响差异进行系统评价,主要研究结果如下:1.应用PCR技术对转基因大豆Bert-DB3-2的T2～T4代植株中的目的基因TaDREB3a和标记基因Bar进行检测分析,PCR检测结果表明,目的基因TaDREB3a和标记基因Bar在转基因大豆Bert-DB3-2后代中能够连续3代稳定遗传。2.qPCR检测结果表明,目的基因TaDREB3a和标记基因Bar在转基因大豆Bert-DB3-2T2～T4代的不同组织中均有表达,在叶片中的表达量较高,而在籽粒中表达量则相对较低。Western Blot结果表明,TaDREB3a蛋白和Bar蛋白在Bert-DB3-2株系的T2～T4代叶片组织中稳定表达。利用Elisa方法对T4代转基因大豆Bert-DB3-2中TaDREB3a蛋白含量进行定量检测,TaDREB3a蛋白和Bar蛋白在T4代转基因植株的根、茎、叶、花、荚皮和籽粒中均有表达,且叶片在苗期、开花结荚期和鼓粒期中TaDREB3a蛋白含量最高,成熟期叶片和开花结荚期荚皮中TaDREB3a蛋白含量较高。3.对转基因材料Bert-DB3-2分别进行芽期、苗期及全生育期抗旱胁迫处理,在室内和田间评价Bert-DB3-2株系抗旱性。T2～T4代转基因大豆Bert-DB3-2芽期的抗旱水平显著高于受体大豆Bert,抗旱性均为极强,而受体大豆Bert抗旱级别为强。T4代转基因大豆Bert-DB3-2苗期两次干旱胁迫处理后,干旱存活率为85%±5%,抗旱级别为强,而受体大豆Bert干旱存活率为43.3%±5.8%,抗旱级别为弱。全生育期抗旱处理后转基因大豆Bert-DB3-2分枝数、单株荚数、单株粒数、粒重显著高于受体大豆Bert,表明转基因大豆Bert-DB3-2具有良好的全生育期抗旱性。4.对转基因大豆Bert-DB3-2进行靶标及非靶标除草剂抗性及耐受性分析,T4代转基因Bert-DB3-2植株对靶标除草剂1500 ppm BASTA具有很好的耐受性。转基因大豆Bert-DB3-2、受体大豆Bert对非靶标除草剂草甘膦、烯禾啶、灭草松的耐受性没有显著性差异,表明在受体Bert中表达TaDREB3a基因和Bar基因没有改变非靶标除草剂抗性。5.对转基因大豆Bert-DB3-2的传播能力进行分析,转基因大豆Bert-DB3-2和受体大豆Bert花粉粒直径大小与花粉活力差异不显著。转基因大豆Bert-DB3-2和受体大豆Bert在25℃、30℃、35℃放置1 h、3 h和6 h处理条件下,花粉萌发率差异不显著,表明在受体大豆Bert中表达TaDREB3a基因和Bar基因后,没有改变其传播能力。6.对转基因大豆Bert-DB3-2的生殖率进行分析,转基因大豆Bert-DB3-2的结实率为83.82%±8.93%a,与受体的结实率无明显差异;转基因大豆Bert-DB3-2与受体大豆Bert的发芽率无明显差异;分析结果表明在受体大豆Bert中表达TaDREB3a基因后,没有改变其生殖率。7.对转基因大豆Bert-DB3-2的休眠期和适应性进行分析,在受体大豆Bert中表达TaDREB3a基因只是增加了抗旱能力,没有改变其休眠期和适应性。8.对转基因大豆Bert-DB3-2的籽粒蛋白质和油脂含量进行分析,Bert-DB3-2的蛋白质和油脂含量分别为40.90±0.44、20.37±0.12,与受体大豆Bert蛋白质和油脂含量无显著差异,说明在Bert中表达TaDREB3a基因未改变转基因植株的营养成分。
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