抗草甘膦转基因大豆抗性鉴定与环境安全性评价

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随着世界农业的现代化发展,全球转基因大豆的种植面积持续增长。转基因大豆在提高粮食生产力和促进耕地自给自足方面做出了巨大贡献。种植转基因大豆给我们带来了巨大经济效益的同时,其潜在的生态风险和实际应用过程中的性状稳定性也备受人们关注。完成具有我国自主知识产权的转基因大豆抗性稳定性筛选及其环境安全性评价,对推动我国今后转基因大豆产业化发展具有重要理论和实践意义。本研究于2019~2021年对转基因大豆草甘膦抗性稳定性进行鉴定,通过ELISA方法对具有草甘膦抗性差异的转基因大豆体内G2-EPSPS蛋白和GAT蛋白的时空表达动态进行测定,探索转入同种基因大豆的抗性差异机制,对抗性很好品系中联豆1505的环境安全性进行评价,旨在为我国今后转基因大豆产业化发展提供理论依据。主要的研究成果如下:1.2019~2021年对120份转基因大豆品系进行草甘膦抗性稳定性鉴定,筛选出抗性很好品系63份,抗性较好品系35份,一般抗性品系15份,抗性较差品系7份,分别占比52.50%,29.17%,12.50%和5.83%。2.喷施草甘膦处理后中联豆1505和中联豆1703体内G2-EPSPS蛋白含量都表现出先下降后上升的趋势,GAT蛋白含量表现出先上升后下降的趋势。在不同部位比较中,清水处理下两个品系根部和叶片中G2-EPSPS蛋白含量均无显著性差异,5 d后中联豆1505茎部蛋白含量显著高于中联豆1703;两个品系茎部GAT蛋白含量无显著性差异,中联豆1505根部和叶片蛋白表达显著高于中联豆1703。在草甘膦推荐剂量下,中联豆1505植株体内G2-EPSPS蛋白含量降低幅度小于中联豆1703,且恢复时间相对较短;GAT蛋白含量变化较快,达到最大值的时间点早于中联豆1703。3.在荒地条件下,转基因大豆中联豆1505、受体大豆哈北46-1及常规大豆黑农69的生长由于杂草竞争而受到严重抑制,结荚数少且籽粒瘪小,成熟率低且未见落粒,说明三种大豆通过自然繁衍形成自生苗的可能性极小,中联豆1505杂草化风险较低。在栽培地条件下,中联豆1505、哈北46-1及黑农69的生长指标基本一致,中联豆1505并不存在生长优势,三种大豆繁育系数和落粒性均无显著性差异,且在调查期内未见自生苗。中联豆1505的生存竞争能力与受体大豆和常规大豆相比没有差异。4.中联豆1505喷施清水和草甘膦处理以及受体大豆哈北46-1的田间节肢动物Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀性指数和Simposn优势集中性指数的变化趋势一致;在同一时期的三种处理间大豆霜霉病、大豆孢囊线虫和病毒病的发生率及根瘤菌数量均无显著性差异。中联豆1505在有无喷施草甘膦的情况下,与受体大豆哈北46-1的生物多样性相比无显著性差异。
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