转基因抗草甘膦棉花室内发芽鉴定抗性方法

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摘要：以2个转基因抗草甘膦棉花品系以及10个非转基因抗草甘膦棉花品种为材料，进行了室内发芽抗性鉴定。结果表明，含草甘膦溶液的沙床，对棉种的萌发无显著影响；置床8天时所有非转基因抗草甘膦棉花的试验品种均发芽不成苗且无侧根，偶有成苗也是矮小无侧根的畸形苗，且所有萌发的棉种均有明显不规则干枯凹陷的药害症状；转基因抗草甘膦棉花的试验品系均无药害症状，证明利用室内发芽试验鉴定转基因抗草甘膦棉花抗性的方法是准确可行的。

关键词：转基因抗草甘膦；棉花；室内发芽；鉴定方法

中图分类号：S562.043文献标识号：A文章编号：1001-4942（2013）01-0114-03

转基因抗除草剂作物的培育已成为现代生物技术发展的一个重要方向[1]。草甘膦是一种可被茎叶内吸传导、广谱灭生型除草剂，是世界上应用规模最大的除草剂品种之一[2，3]。草甘膦还具有水剂质量稳定、易稀释、施药方便、生产使用成本低、对人畜低毒等多项优点，深受广大用户欢迎。种植转基因抗草甘膦棉花可以大量减少除草用工，降低劳动强度，减少植棉成本，因此，研究应用转基因抗草甘膦棉花，对增加棉花产业的经济效益具有重要意义。全球抗草甘膦棉花品种早在1997年时已经问世[2～4]，而我国对转基因抗草甘膦棉花的研究起步较晚，推广应用的面积更是有限，预计不久的将来一定会有突破。

为及时有效地鉴定转基因抗草甘膦棉花品种的抗性，我们以2个转基因抗草甘膦棉花品系以及10个非转基因抗草甘膦棉花品种为材料，进行了转基因抗草甘膦棉花室内发芽鉴定抗性方法的初探。

1材料与方法

11试验材料

转基因抗草甘膦棉花的2个品系008、009；非转基因抗草甘膦棉花的10个品种华棉3号、华棉5号、鲁棉研24号、诺华棉1号、思壮棉3号、楚棉608、冀创18、苏棉26、瑞杂816、新植杂2号；41%的草甘膦异丙胺盐水剂。

12试验方法

121鉴定草甘膦的真实性将41%草甘膦异丙胺盐水剂有效成分的800倍液，向非转基因抗草甘膦棉花的棉苗顶心嫩叶喷施，3日后观察。

122寻找适宜药液浓度的沙床及转基因抗草甘膦棉花品系与非转基因抗草甘膦棉花品种间的差异取用非转基因抗草甘膦棉花的华棉5号和转基因抗草甘膦棉花的009系棉种，分别置于6种不同浓度草甘膦异丙胺盐溶液（有效成分的100、200、400、800、1 200倍液、清水对照）的沙床进行室内发芽对比试验，重复2次。

将各浓度的药液（按1 000 g沙子中加入100 ml药液的比例）倒入005～08 mm砂径的细沙中，充分混匀，平铺发芽盒内厚约25 cm；将转基因抗草甘膦的棉花品系009 和非转基因抗草甘膦的棉花品种华棉5号 ，分别取12份，每份种子100粒，均匀摆入发芽盒内沙床之上，轻压种子使之与沙面相平，分别用相应药液浓度的沙子覆盖1cm厚。贴好标签，放入25～30℃的发芽箱进行发芽。

观察记录试验种子的出苗情况。将每个处理的所有种子从沙床中取出，分别记录正常棉苗、畸形苗（芽）、新鲜不发芽种子、霉烂籽、棉种萌发总数（即正常棉苗与畸形苗的和）。

123品种验证试验根据上述试验结果选择一个适宜浓度（41%草甘膦异丙胺盐水剂有效成分的800倍液），用转基因抗草甘膦棉花品系008、009和非转基因抗草甘膦的棉花品种华棉3号、华棉5号、鲁棉研24号、诺华棉1号、思壮棉3号、楚棉608、冀创18、苏棉26、瑞杂816、新植杂2号进行验证试验，重复2次。

观察记录试验种子的出苗情况。将每个处理分别记录正常棉苗、畸形苗（芽）、新鲜不发芽的种子、霉烂籽、萌发棉芽受药害数。

2结果与分析

21鉴定草甘膦真实性的试验结果

经观察，喷施41%草甘膦异丙胺盐水剂有效成分800倍液的棉苗3日内未出现萎蔫状，3日后心叶明显发黄，生长受抑制，顶部嫩叶边缘失绿黄化，表明供试草甘膦异丙胺盐水溶液是纯正单一的药液，并未有复配其它除草剂，可以用此瓶药液进行试验。

22室内发芽试验结果

所有药液处理对棉种萌发均无显著影响，各处理棉种萌芽总数均在70%以上（表1）。方差分析结果F=172

不同药液浓度的处理对华棉5号与009系棉种的成苗存在差异。非转基因抗草甘膦的华棉5号均发芽不成苗，偶有成苗亦植株矮小、无侧根、根部有明显不规则干枯凹陷的药害状，属于畸形苗，且出苗株数会随药液浓度降低而增加；转基因抗草甘膦棉花009系，除100倍和200倍的沙床处理，因搅拌时沙床略呈糊状，透气性差，对成苗略受影响外，其余4个处理经方差分析，差异不显著。

华棉5号畸形苗（芽）与009系苗（芽）间存在差异。经观察，所有药液处理均会导致非转基因抗草甘膦棉花品种华棉5号萌发后转变成畸形苗（芽），根尖生长受抑制、无侧根且有明显不规则干枯凹陷的药害症状；但所有药液处理对转基因抗草甘膦棉花009系萌发的种子成苗无影响。

经观察，置床8天时为最佳检测时间。12天时，药害症状表现过重，加之烂种烂苗情况过重，会增加识别难度，影响结果分析；置床时间太短，药害症状表现不明显，不易做出准确判别。

对于沙床适宜药液浓度的选择，从药害症状上来看，5种浓度均可以判断。从操作方便、节约成本及药害症状显现上考虑，选用800倍药液沙床较为适宜。

23 品种验证试验结果

经对置于含草甘膦有效成分800倍液沙床培植的12个品种（系）8天后的观察发现，非转基因抗草甘膦的10个品种出苗受到严重抑制，而转基因抗草甘膦的2个品系均能正常出苗（表2）。

非转基因抗草甘膦的10个品种所有萌发的棉芽均显现了极明显的药害症状且不生侧根，而转基因抗草甘膦棉花的008、009系均无此药害症状。药害症状是非转基因抗草甘膦棉花对草甘膦药液危害显现的共同特征，可以作为鉴定棉种是否含抗草甘膦基因的依据。3小结

试验结果表明，含100倍到1 200倍草甘膦药液浓度的沙床对棉种的萌发均无显著影响；置于800倍草甘膦药液浓度沙床的棉种，8天后检验，所有非转基因抗草甘膦棉花的试验品种均发芽不成苗且无侧根，偶有成苗也是矮小无侧根的畸形苗，并且所有萌发的棉种均有明显不规则干枯凹陷的药害症状；转基因抗草甘膦棉花的试验品系均无药害症状。

因此，利用室内发芽试验鉴定转基因抗草甘膦棉花抗性的方法是准确简便易行的。用于转基因抗草甘膦棉花品种的室内纯度鉴定，将会大大提高工作效率。

参考文献：

[1] 王秀丽，王留明，王家宝，等转基因抗草甘膦棉花鉴定方法研究[J]山东农业科学，2008，9：79-80

[2]李儒海，武怀恒，楮世海，等转基因抗草甘膦棉花与常规棉花对草甘膦耐受性的比较研究[EB/OL]百度文库.

[3]任不凡，雷崧僧草甘膦及研究进展[J]农药，1998，37（7）：1-3

[4] Dida D L，Kolacz K H，Buehler R E，et alGlyphosate-tolerant cotton：genetic characterization and protein expresson [J]Journal of Agricultural and Food Chemistry，1996，44：1960-1966

[5]王宗文.国内外抗除草剂棉花研究应用现状[J].山东农业科学，2011，1：81-85