抗除草剂转基因大豆向野生大豆基因漂移的风险评估
为更加全面地评价抗除草剂转基因大豆向野生大豆的基因漂移风险，以抗草甘膦转基因大豆（T14R 1251-70）为花粉供体、地理来源不同的野生大豆（黑龙江巴彦-19、吉林白城-2、辽宁沈阳、河北保定、山东东营）为花粉受体，研究了人工杂交后两者的亲和性。进一步，以4种F1（黑龙江巴彦-21 F1、吉林白城-1 F1、辽宁铁岭 F1、江苏金坛 F1，以抗草甘膦转基因大豆为花粉供体，野生大豆为花粉受体获得）为试验材料，研究了野生大豆与转基因大豆的F1的适合度。试验结果表明，5种野生大豆与转基因大豆杂交均可以结荚并形成饱满种子，平均结荚率为9.9%，平均结实率为21.6%。供试的F1能完成营养生长和生殖生长，单株平均能产生225粒饱满种子。综上所述，抗除草剂转基因大豆向野生大豆的基因漂移风险不容忽视。
目录
摘要3
关键词3
Abstract3
Key words3
引言（或绪论）3
1材料与方法4
1.1材料 4
1.2方法 5
1.2.1抗草甘膦转基因大豆与野生大豆的杂交亲和性5
1.2.2 F1的适合度5
1.2.3数据处理6
2结果与分析6
2.1抗草甘膦转基因大豆与野生大豆的杂交亲和性6
2.1.1杂交结荚率6
2.1.2杂交结实率7
2.2 F1适合度7
2.2.1营养生长指标7
2.2.2生殖生长指标8
3讨论11
3.1抗除草剂转基因大豆的杂交亲和性11
3.2 F1适合度12
致谢12
参考文献13
抗除草剂转基因大豆向野生大豆基因漂移的风险评估
引言
引言：从1996年开始，转基因大豆种植面积上升迅速。根据ISAAA（isaaa.org）以及联合国粮农组织(faostat.fao.org)有关数据显示：在转基因大豆释放第二年即1997年其种植面积就达到了510百万公顷，占总转基因作物面积的46.36%，占全球大豆种植面积的8%；到2016年转基因大豆的种植面积已经发展到9140百万公顷，占全 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
球总转基因作物面积的49.38%，占全球大豆种植面积的78.00%。转基因大豆主要包括抗除草剂、抗虫、高油以及复合性状，其中抗除草剂性状占总转基因大豆的90%以上，所抗除草剂主要为草甘膦，其它还有草丁膦、咪唑啉酮类、异噁唑草酮、硝磺草酮、2，4D、吡啶氧乙酸和氯代乙酰胺等除草剂 [1]。由于我国大豆生产中受到病、虫、杂草的威胁，特别是杂草对大豆整个生于期及产量都有很大影响，为了防治杂草不得不用23次除草剂，导致大豆生产成本很高，严重阻碍了我国大豆生产[2]。目前我国大豆产量远不能满足市场的消费需求，FAO(faostat.fao.org)提供的数据表明在2017年国内大豆市场对国际大豆市场的进口依存度为85%。鉴于抗除草剂转基因大豆的技术优势明显，又不直接食用其蛋白产品，因此有必要逐步推进抗除草剂转基因大豆的商业化释放。
我国是野生大豆的起源国，种质资源数量巨大且地理分布广泛。野生大豆和栽培大豆虽分属两个种，但染色体数均为2n=40，同属G染色体组，无明显的生殖隔离[3]。大豆虽然是高度自花授粉作物，但也存在杂交的情况，栽培大豆自身种群内的异交率小于3%[4]，野生大豆自身种群内异交率在2.4%19%之间[5]，外源转基因一旦漂移到野生大豆，将会污染野生大豆资源。同时也可能提高野生大豆的适合度，给生态环境造成威胁。目前已有抗除草剂转基因大豆向野生大豆和栽培大豆基因漂移的报道。陈新等（2004）证实抗草甘膦大豆ARG04的抗性基因漂移到了野生大豆Y8104中[6]。周波等（2005）将紫茎、紫花的抗草甘膦转基因大豆D001种在田间中心位置，周围8个方向设6个不同距离种植绿茎、白花的非转基因大豆、半野生大豆和野生大豆。将成熟时收获的非转基因大豆种子再播于田间，根据茎色筛选杂合(紫茎)植株。检测结果表明，抗性基因向野生大豆、半野生大豆和栽培大豆的基因漂移存在差异，漂移率介于01.35%之间，且随着距离的增加而降低，如从5米处的0.58%降至25米处的0.07%。可见，抗草甘膦转基因大豆向非转基因大豆发生了基因漂移，且漂移率随隔离距离的增大而减小[7]。综上在我国转基因大豆商业化释放之前，对转基因大豆的基因漂移进行全面、科学的评价非常必要。
转基因作物基因漂移受其和近缘种的亲和性、花期重叠程度、释放面积、环境（如风力、风向）条件等以及携带抗性基因后代的适合度的影响[89]。在诸多影响因素中，由遗传背景决定的亲和性是决定性因素[1011]。研究表明抗性作物和近缘种的亲和性信息能提供抗性基因漂移可能性的最直接证据。因此在评估基因漂移的风险时，首先应该考虑转基因大豆与野生及栽培大豆的亲和性。在容易控制的环境中，以较短的时间，明确亲和性程度，再选择亲和性较好的近缘种进行环境安全性评估，这样得出的结果才能把基因漂移的最大风险尽可能地估测出来。目前对我国培育的转基因大豆和不同地理来源的野生大豆的亲和性没有深入细致的研究[12]。
除亲和性外，要科学全面地评价抗除草剂转基因大豆基因漂移的风险，不仅要探究转基因大豆能否与其野生近缘种发生杂交，还要对其杂交后代的生存和生殖能力进行研究，因此对携带抗性基因后代的适合度进行评价也格外重要，适合度是指在特定环境中一个个体能够生存并成功繁殖后代的相对能力，受亲本的基因型、竞争、种植密度以及环境压力等因素的影响[9,13]。
目前基本没有对转基因大豆与野生大豆杂交后代生存适合度的研究。本试验以抗草甘膦转基因大豆为花粉供体，以地理来源不同的野生大豆为花粉接受者，研究了杂交亲和性以及F1的适合度，对不同地区的转基因大豆基因漂移风险进行评价，本试验所进行的研究将对我国科学开展转基因大豆基因漂移的风险评价有重要的指导和现实意义。
1 材料与方法
1．1 试验材料
选自东北、华北和华东地区的5个野生大豆品种（表1），用于亲和性研究；所在课题组2016年所获得的4种F1（表2），用于适合度研究；抗草甘膦转基因大豆（T14R 125170）；受体大豆：5G16P048南农NJR441。试验材料均种植于大学牌楼试验基地。所有试验是在可控环境下进行的，周围50m范围内无豆科其它植物，试验结束后对残株进行集中销毁。试验中收获的种子保存在专用冰箱。
目录
摘要3
关键词3
Abstract3
Key words3
引言（或绪论）3
1材料与方法4
1.1材料 4
1.2方法 5
1.2.1抗草甘膦转基因大豆与野生大豆的杂交亲和性5
1.2.2 F1的适合度5
1.2.3数据处理6
2结果与分析6
2.1抗草甘膦转基因大豆与野生大豆的杂交亲和性6
2.1.1杂交结荚率6
2.1.2杂交结实率7
2.2 F1适合度7
2.2.1营养生长指标7
2.2.2生殖生长指标8
3讨论11
3.1抗除草剂转基因大豆的杂交亲和性11
3.2 F1适合度12
致谢12
参考文献13
抗除草剂转基因大豆向野生大豆基因漂移的风险评估
引言
引言：从1996年开始，转基因大豆种植面积上升迅速。根据ISAAA（isaaa.org）以及联合国粮农组织(faostat.fao.org)有关数据显示：在转基因大豆释放第二年即1997年其种植面积就达到了510百万公顷，占总转基因作物面积的46.36%，占全球大豆种植面积的8%；到2016年转基因大豆的种植面积已经发展到9140百万公顷，占全 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
球总转基因作物面积的49.38%，占全球大豆种植面积的78.00%。转基因大豆主要包括抗除草剂、抗虫、高油以及复合性状，其中抗除草剂性状占总转基因大豆的90%以上，所抗除草剂主要为草甘膦，其它还有草丁膦、咪唑啉酮类、异噁唑草酮、硝磺草酮、2，4D、吡啶氧乙酸和氯代乙酰胺等除草剂 [1]。由于我国大豆生产中受到病、虫、杂草的威胁，特别是杂草对大豆整个生于期及产量都有很大影响，为了防治杂草不得不用23次除草剂，导致大豆生产成本很高，严重阻碍了我国大豆生产[2]。目前我国大豆产量远不能满足市场的消费需求，FAO(faostat.fao.org)提供的数据表明在2017年国内大豆市场对国际大豆市场的进口依存度为85%。鉴于抗除草剂转基因大豆的技术优势明显，又不直接食用其蛋白产品，因此有必要逐步推进抗除草剂转基因大豆的商业化释放。
我国是野生大豆的起源国，种质资源数量巨大且地理分布广泛。野生大豆和栽培大豆虽分属两个种，但染色体数均为2n=40，同属G染色体组，无明显的生殖隔离[3]。大豆虽然是高度自花授粉作物，但也存在杂交的情况，栽培大豆自身种群内的异交率小于3%[4]，野生大豆自身种群内异交率在2.4%19%之间[5]，外源转基因一旦漂移到野生大豆，将会污染野生大豆资源。同时也可能提高野生大豆的适合度，给生态环境造成威胁。目前已有抗除草剂转基因大豆向野生大豆和栽培大豆基因漂移的报道。陈新等（2004）证实抗草甘膦大豆ARG04的抗性基因漂移到了野生大豆Y8104中[6]。周波等（2005）将紫茎、紫花的抗草甘膦转基因大豆D001种在田间中心位置，周围8个方向设6个不同距离种植绿茎、白花的非转基因大豆、半野生大豆和野生大豆。将成熟时收获的非转基因大豆种子再播于田间，根据茎色筛选杂合(紫茎)植株。检测结果表明，抗性基因向野生大豆、半野生大豆和栽培大豆的基因漂移存在差异，漂移率介于01.35%之间，且随着距离的增加而降低，如从5米处的0.58%降至25米处的0.07%。可见，抗草甘膦转基因大豆向非转基因大豆发生了基因漂移，且漂移率随隔离距离的增大而减小[7]。综上在我国转基因大豆商业化释放之前，对转基因大豆的基因漂移进行全面、科学的评价非常必要。
转基因作物基因漂移受其和近缘种的亲和性、花期重叠程度、释放面积、环境（如风力、风向）条件等以及携带抗性基因后代的适合度的影响[89]。在诸多影响因素中，由遗传背景决定的亲和性是决定性因素[1011]。研究表明抗性作物和近缘种的亲和性信息能提供抗性基因漂移可能性的最直接证据。因此在评估基因漂移的风险时，首先应该考虑转基因大豆与野生及栽培大豆的亲和性。在容易控制的环境中，以较短的时间，明确亲和性程度，再选择亲和性较好的近缘种进行环境安全性评估，这样得出的结果才能把基因漂移的最大风险尽可能地估测出来。目前对我国培育的转基因大豆和不同地理来源的野生大豆的亲和性没有深入细致的研究[12]。
除亲和性外，要科学全面地评价抗除草剂转基因大豆基因漂移的风险，不仅要探究转基因大豆能否与其野生近缘种发生杂交，还要对其杂交后代的生存和生殖能力进行研究，因此对携带抗性基因后代的适合度进行评价也格外重要，适合度是指在特定环境中一个个体能够生存并成功繁殖后代的相对能力，受亲本的基因型、竞争、种植密度以及环境压力等因素的影响[9,13]。
目前基本没有对转基因大豆与野生大豆杂交后代生存适合度的研究。本试验以抗草甘膦转基因大豆为花粉供体，以地理来源不同的野生大豆为花粉接受者，研究了杂交亲和性以及F1的适合度，对不同地区的转基因大豆基因漂移风险进行评价，本试验所进行的研究将对我国科学开展转基因大豆基因漂移的风险评价有重要的指导和现实意义。
1 材料与方法
1．1 试验材料
选自东北、华北和华东地区的5个野生大豆品种（表1），用于亲和性研究；所在课题组2016年所获得的4种F1（表2），用于适合度研究；抗草甘膦转基因大豆（T14R 125170）；受体大豆：5G16P048南农NJR441。试验材料均种植于大学牌楼试验基地。所有试验是在可控环境下进行的，周围50m范围内无豆科其它植物，试验结束后对残株进行集中销毁。试验中收获的种子保存在专用冰箱。
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