4個地理種群野芥菜和抗草甘膦轉(zhuǎn)基因油菜回交后代的適合度研究.pdf

1、抗除草劑轉(zhuǎn)基因油菜（Brassica napus）田間釋放后基因漂移的安全問題日益受到人們的重視，雖然國內(nèi)外對轉(zhuǎn)基因油菜與野生近緣種（或具有親和性的雜草）回交代的適合度研究已有一定數(shù)量的報道，但對攜帶抗性基因的野芥菜（Brassica juncea var.gracilis Tsen et Lee）和轉(zhuǎn)基因油菜的回交后代能否在自然界中生存定植尚無明確定論。轉(zhuǎn)基因定植于野生近緣種的可能性很大程度上依賴于作物與野生近緣種雜交代或回交后代的適

2、合度。適合度可以定義為在特定環(huán)境中一個個體能夠生存并成功進行繁殖后代的相對能力。它是衡量轉(zhuǎn)基因能否在自然環(huán)境中生存定植的重要因子。適合度不但和滲入的基因本身關(guān)系密切，也和親本的基因型、環(huán)境條件及相互作用密切相關(guān)。
　　 本實驗選用4個對草甘膦耐性存在差異的野芥菜種群（其中西安和青海種群對675g a.i.ha-1草甘膦為敏感型種群，茅山和南通對該劑量草甘膦為耐性種群）和抗草甘膦轉(zhuǎn)基因油菜的回交后代為研究對象，研究了轉(zhuǎn)基因油菜的抗

3、性基因能否在回交后代中傳遞下去，并測定了攜帶抗性基因的回交后代的營養(yǎng)生長性狀（株高、葉綠素熒光、蓮座狀直徑，莖粗和單株一次分枝數(shù)）和生殖生長性狀（角果長、每角果粒數(shù)、單株有效角果數(shù)、單株種子重量和千粒重），分析攜帶抗性基因的回交后代在溫室和田間的適合度，綜合判斷攜帶抗性基因的回交后代在自然環(huán)境中生存定植的可能性。主要的研究結(jié)果如下：
　　 1、經(jīng)1500g a.i.ha-1的草甘膦篩選后，回交1代存活的比例在26.3-60.6％

4、之間。在溫室條件下，西安和青海種群的回交1代以及茅山種群的反向回交1代的總適合度不及各自的親本野芥菜；茅山種群的正向回交1代以及南通種群的回交1代的總適合度與各自的親本野芥菜無顯著差異。對4個種群的正向回交1代來說，總適合度沒有顯著差異，而反向回交1代中，西安種群的總適合度遠大于茅山和南通種群的總適合度。這說明轉(zhuǎn)基因油菜的抗性基因能傳遞到回交1代中，且攜帶抗性基因的茅山和南通種群回交1代在適宜環(huán)境條件下生存定殖的可能性和相應(yīng)的親本野芥菜

5、相當；回交方向和親本的基因型對回交1代的適合度有一定影響。
　　 2、4個地理種群野芥菜及其與抗草甘膦轉(zhuǎn)基因油菜的回交1代子1代和回交2代經(jīng)1500g a.i.ha-1的草甘膦篩選后，各回交1代子1代存活植株比例在55.6-98％之間，回交2代在44.4-82.4％之間。在溫室條件下，只有西安的回交1代子1代和茅山的反向回交1代子1代的總適合度不及相應(yīng)的親本野芥菜，其它各回交1代子1代的總適合度和親本野芥菜無明顯差異。對回交2代

6、，4個種群的正反回交2代的總適合度扣各自的親本野芥菜相當。敏感種群西安和青海的反向回交2代的總適合度比正向回交2代的高，而耐性種群正反回交2代間總適合度卻沒有顯著差異。比較回交1代子1代和回交2代的總適合度發(fā)現(xiàn)，各種群正向回交2代的總適合度和正向回交1代子1代的相差不大，但西安、青海、茅山的反向回交2代的總適合度明顯高于各自反向回交1代子1代。
　　 在田間條件下，只有西安回交1代子1代的總適合度不及親本野芥菜，其它種群回交1代

7、子1代的總適合度與各自親本野芥菜相當或明顯高于親本野芥菜。供試種群的正反回交2代總適合度和各自親本野芥菜相當或明顯大于親本野芥菜，其中青海的反向回交2代和茅山的反向回交2代的總適合度已達1.293和1.46，遠遠高于各自親本野芥菜。說明各回交代都有近50％或高于50％的植株攜帶抗性基因，抗性基因能在各種群回交后代中傳遞下去。除西安種群外的其它3個種群的回交1代子1代以及4個種群的回交2代都有在適宜條件和田間生存的能力，抗性基因漂移到各種

8、群中并定植的可能性較大。
　　 對4個地理種群野芥菜的回交后代進行了比較，發(fā)現(xiàn)在溫室和田間條件下，回交1代子1代間沒有顯著差異，但回交2代卻差異明顯。田間條件下攜帶抗性基因的茅山種群總適合度表現(xiàn)突出，抗性基因在該種群中定植的可能性更大。說明適合度與親本的基因型和環(huán)境條件關(guān)系密切。
　　 3、對于西安種群，在5株/m2下，正反回交1代子1代的總適合度明顯低于親本野芥菜的總適合度，回交2代的總適合度與親本的相當。在10株/m

9、2下，各回交后代都與親本的總適合度無差異。對于茅山種群，在5株/m2下，反向回交2代總適合度明顯高于回交1代子1代和親本野芥菜。在10株/m2下，各回交后代間及與親本的總適合度均無明顯差異。從以上結(jié)果初步得出密度對不同種群的回交后代競爭能力有一定影響，但還有待于進行深入的田間試驗研究。
　　 4、南通種群混種條件下，當比例為1:1:1:1:1:1時（轉(zhuǎn)基因油菜：野芥菜：正向回交1代子1代：反向回交1代子1代：正向回交2代：反向回