抗草銨膦轉(zhuǎn)基因水稻向雜草稻和栽培稻的基因漂移及其田間除草劑施用技術(shù)研究.pdf

1、轉(zhuǎn)基因水稻具有非常大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益，但是轉(zhuǎn)基因水稻的大規(guī)模環(huán)境釋放和商業(yè)化種植可能會(huì)引起一系列的環(huán)境安全問(wèn)題。其中抗除草劑轉(zhuǎn)基因水稻的抗性基因通過(guò)花粉漂移到近緣種雜草——雜草稻中是田間釋放最值得關(guān)注的問(wèn)題之一。因此任何轉(zhuǎn)基因水稻在環(huán)境釋放前必須評(píng)估抗性基因向雜草稻的漂移風(fēng)險(xiǎn)。為了評(píng)估中國(guó)科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所培育的抗草銨膦轉(zhuǎn)基因雜交稻香125S/Bar68-1向雜草稻基因漂移的風(fēng)險(xiǎn)，農(nóng)田環(huán)境條件下，采用同心圓種植和隔行種植方

2、式對(duì)其抗性基因向雜草稻漂移頻率進(jìn)行了檢測(cè)。另一方面安全的施藥時(shí)期和除草劑劑量是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中保證穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的關(guān)鍵，因此對(duì)抗除草劑轉(zhuǎn)基因水稻田間除草劑施用技術(shù)，包括施用時(shí)間和劑量進(jìn)行研究是很有必要的。本文也探索了抗草銨膦轉(zhuǎn)基因水稻Y0003在直播和移栽兩種種植方式下的除草劑施用技術(shù)，得出的主要結(jié)果如下:
　　1.抗草銨膦轉(zhuǎn)基因雜交穡香125S/Bar68-1向雜草稻和常規(guī)栽培稻的基因漂移
　　在同心圓種植方式下，以抗草銨膦轉(zhuǎn)ba

3、r基因雜交稻香125S/Bar68-1為花粉供體，以湖南長(zhǎng)沙、廣東肇慶、遼寧沈陽(yáng)、安徽滁州、江蘇泰州、廣西桂林采集的雜草稻和常規(guī)水稻204早稻為花粉受體，檢測(cè)轉(zhuǎn)基因水稻向雜草稻和栽培稻的基因漂移距離和頻率。試驗(yàn)結(jié)果表明，抗草銨膦轉(zhuǎn)基因雜交稻香125S/Bar68-1向不同花粉受體的最大基因漂移發(fā)生在湖南長(zhǎng)沙雜草稻盛行風(fēng)向1米處，漂移頻率為0.302％，最小基因漂移發(fā)生在安徽滁州雜草稻盛行風(fēng)向12米處，漂移頻率為0.011％。基因漂移頻率

4、隨著離花粉源距離的增大呈現(xiàn)出顯著降低的趨勢(shì)。檢測(cè)到的最大基因漂移距離發(fā)生在湖南長(zhǎng)沙雜草稻盛行風(fēng)向14米處。研究不同方向發(fā)生基因漂移事件的概率表明，基因漂移事件在各個(gè)方向的分布明顯不均勻，更易發(fā)生在盛行風(fēng)向的方向上?；蚱祁l率與轉(zhuǎn)基因水稻和花粉受體的花期相遇時(shí)間呈顯著相關(guān)性。以上研究結(jié)果表明轉(zhuǎn)基因雜交稻香125S/Bar68-1存在向雜草稻基因漂移的風(fēng)險(xiǎn)，其中向湖南長(zhǎng)沙雜草稻漂移的風(fēng)險(xiǎn)最大，向廣西桂林雜草稻漂移的風(fēng)險(xiǎn)最小，因此在該轉(zhuǎn)基因

5、雜交稻香125S/Bar68-1大規(guī)模釋放過(guò)程中務(wù)必防范向雜草稻的基因漂移。
　　在隔行種植條件下，以抗草銨膦轉(zhuǎn)基因雜交稻香125S/Bar68-1為花粉供體，以湖南長(zhǎng)沙和江蘇泰州雜草稻為花粉受體，檢測(cè)抗性基因漂移頻率。試驗(yàn)結(jié)果表明，分別在與轉(zhuǎn)基因水稻第一批和第二批花期相遇的湖南長(zhǎng)沙雜草稻隨機(jī)選取的20000多粒種子中檢測(cè)到28株和34株抗性苗，在與轉(zhuǎn)基因水稻第二批花期相遇的江蘇泰州雜草稻隨機(jī)選取的20000多粒種子中檢測(cè)到32株

6、抗性苗。從轉(zhuǎn)基因水稻第一批和第二批到湖南長(zhǎng)沙雜草稻的平均基因漂移頻率分別為0.402±0.055％和0.470±0.065％;從轉(zhuǎn)基因水稻第二批到江蘇泰州雜草稻的平均基因漂移頻率為0.395±0.039％。統(tǒng)計(jì)分析表明基因漂移頻率與轉(zhuǎn)基因雜交稻香125S/Bar68-1和供試雜草稻的花期相遇時(shí)間有顯著的相關(guān)性。因此該轉(zhuǎn)基因水稻存在向雜草稻基因漂移的風(fēng)險(xiǎn)，在環(huán)境釋放或大規(guī)模商業(yè)化前應(yīng)該采取必要的防范措施減小基因漂移的風(fēng)險(xiǎn)。
　　2.

7、草銨膦對(duì)稻田雜草的防除效果及對(duì)抗草銨膦轉(zhuǎn)基因水稻安全性研究
　　以抗草銨膦轉(zhuǎn)基因雜交稻香125S/Bar68-1為試驗(yàn)材料，分別在移栽和直播水稻不同生育期噴施不同劑量的草銨膦（75ml/畝、150ml/畝和300ml/畝），生測(cè)草銨膦對(duì)稻田雜草——雜草稻和稗草的防除效果以及不同劑量草胺膦處理對(duì)抗草銨膦轉(zhuǎn)基因水稻的安全性。結(jié)果表明，在直播方式下，在水稻3-4葉期、5-6葉期和1-2個(gè)分蘗期施藥，75ml/畝草銨膦處理對(duì)2種雜草的防除

8、效果都最差，株防效均小于50％;150ml/畝和300ml/畝草銨膦處理對(duì)雜草的株防效均可以達(dá)到100％。與無(wú)草對(duì)照相比，不同草銨膦劑量處理的水稻株高和產(chǎn)量都有不同程度的降低，水稻5-6葉期施用150ml/畝草銨膦處理的水稻株高和產(chǎn)量高于75ml/畝和300ml/畝草銨膦處理。在移栽方式下，分別在水稻1-2分蘗期、孕穗期和抽穗開(kāi)花期施用75ml/畝草銨膦對(duì)2種雜草防除效果都最差，基本在50％。在水稻1-2分蘗期和孕穗期施藥，150ml/

9、畝草銨膦和300ml/畝草銨膦處理對(duì)雜草的防除效果均達(dá)到90％以上。在抽穗開(kāi)花期施用150ml/畝和300ml/畝草銨膦對(duì)雜草的防除較差，分別在50％-60％和80％-90％。與無(wú)草對(duì)照相比，在水稻1-2分蘗期和抽穗開(kāi)花期施用不同草銨膦劑量處理對(duì)水稻最終株高和產(chǎn)量有不同程度的影響。在水稻孕穗期施藥的150ml/畝草銨膦處理的水稻株高和產(chǎn)量與無(wú)草對(duì)照相比沒(méi)有明顯差異。
　　3.抗草銨膦轉(zhuǎn)基因水稻Y0003田間除草劑施用技術(shù)研究

10、>　　在直播方式下，以抗草銨膦轉(zhuǎn)基因水稻Y0003為試驗(yàn)材料，在水稻3-4葉期、5-6葉期和分蘗期噴施不同劑量的草銨膦（75ml/畝、150ml/畝和300ml/畝），研究在抗草銨膦轉(zhuǎn)基因水稻田不同生育期施用不同劑量草銨膦的除草效果和對(duì)該轉(zhuǎn)基因水稻生長(zhǎng)發(fā)育的影響。結(jié)果表明，在水稻3-4葉期施藥，3個(gè)供試劑量草胺膦的除草效果都較差，且由于土壤中大量后期新生雜草的競(jìng)爭(zhēng)嚴(yán)重抑制了水稻的生長(zhǎng)，導(dǎo)致水稻減產(chǎn)。在水稻5-6葉期和分蘗期，75ml/畝

11、草銨膦處理對(duì)雜草防除效果最差，由于雜草的競(jìng)爭(zhēng)使水稻生長(zhǎng)受到嚴(yán)重抑制，減產(chǎn)嚴(yán)重。在水稻5-6葉期施藥，150ml/畝和300ml/畝草銨膦處理對(duì)主要雜草的防效均在90％以上;且對(duì)水稻沒(méi)有藥害，與無(wú)草對(duì)照相比水稻的產(chǎn)量顯著增加。在水稻分蘗期施藥，田間雜草長(zhǎng)期的競(jìng)爭(zhēng)使水稻生長(zhǎng)受到明顯抑制，這2個(gè)劑量處理的水稻產(chǎn)量都較無(wú)草對(duì)照嚴(yán)重減少。無(wú)論何時(shí)施藥，土壤處理+150ml/畝草銨膦處理雖然對(duì)雜草防除效果較好，但對(duì)水稻出苗產(chǎn)生輕微藥害，導(dǎo)致水稻減產(chǎn)

12、。因此在轉(zhuǎn)基因抗草胺膦直播田建議在水稻5-6葉期施用150-300ml/畝的草胺膦來(lái)控制田間雜草。
　　在移栽方式下，以抗草銨膦轉(zhuǎn)基因水稻Y0003為試驗(yàn)材料，在水稻5-6葉期和分蘗期噴施不同劑量的草銨膦，研究在抗草銨膦轉(zhuǎn)基因水稻移栽田不同生育期施用不同劑量草銨膦的除草效果和對(duì)該轉(zhuǎn)基因水稻生長(zhǎng)發(fā)育的影響。結(jié)果表明，在2個(gè)施藥時(shí)期，75ml/畝草銨膦處理對(duì)雜草的防除效果都較差，雜草長(zhǎng)期的競(jìng)爭(zhēng)使水稻生長(zhǎng)明顯受到抑制，與無(wú)草對(duì)照相比產(chǎn)量

13、嚴(yán)重下降。在2個(gè)施藥時(shí)期，150ml/畝草銨膦和300ml/畝草銨膦處理對(duì)水稻田主要雜草的防效在90％以上。與無(wú)草對(duì)照相比，在2個(gè)施藥時(shí)期施用150ml/畝和300ml/畝草銨膦處理的水稻生長(zhǎng)和產(chǎn)量受到不同程度的影響，但相比而言，在5-6葉期施用150ml/畝草銨膦的影響最小。在2個(gè)施藥時(shí)期，土壤處理+150ml/畝草銨膦處理對(duì)水稻早期生長(zhǎng)產(chǎn)生輕微藥害，而且在施用草銨膦后有新生雜草發(fā)生，水稻生長(zhǎng)受到影響，導(dǎo)致水稻產(chǎn)量與無(wú)草對(duì)照相比有所降