转Bt基因【转双价双Bt基因(Cry1Ac+Cry2Ab)抗虫棉栽培地生存竞争能力研究】

　　摘要 为建立国家转双价双Bt抗虫基因棉环境安全评价技术，对转双价双Bt基因（Cry1Ac+Cry2Ab）抗虫棉栽培地生存竞争能力进行研究，结果表明，转双价双Bt基因棉花与对照赣棉11相比，各生育期株高生长具有显著竞争优势，优势值3.48～4.75 cm；吐絮期棉覆盖度竞争优势超对照46.77个百分点，达显著水平；产量竞争力优势籽棉超对照1 013.85 kg/hm2，皮棉超对照433.20 kg/hm2，均未达到显著水平；发芽率竞争优势极显著，超过对照2.75个百分点。与非转基因常规棉相比，转双价双Bt抗虫基因棉生存竞争能力优势显著。
　　关键词 转双价双Bt基因棉；生存竞争能力；生育期；株高；覆盖率；产量；发芽
　　中图分类号 S562 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2012）03-0078-02
　　
　　Study on Survival Competitive Ability of Transgenic Cotton Harboring Cry1Ac+Cry2Ab Double Bt Genes
　　in Cultivated Field
　　ZHANG Xing-hua TIAN Shao-ren ZHANG Tian-yu LI Jie YANG Zhao-guang QIAO Yan-yan
　　（Cotton Research Institute of Jiangxi Province，Jiujiang Jiangxi 332105）
　　Abstract The research studied for establishing the environmental safety assessment technologies of bivalent Bt genes（Cry1Ac+Cry2Ab）transferred cotton in China. The result showed that：the plant height competitive advantage of transgenic cotton harboring double genes（Cry1Ac+Cry2Ab）increased 3.48～4.75 cm in whole growth stages compared to the non- transgenic cotton significantly.The coverage competitive advantage was 46.77 pencentage points more than control significantly.The yield competitive advantage of seed cotton was 1 013.85 kg/hm2 more than control and the lint yield was 433.20 kg/hm2 more than control，but not significantly.The germination rate competitive advantage was 2.75 percentage points more than control，but the difference was not significant. The survival competitive ability of transgenic cotton harboring Cry1Ac+Cry2Ab double Bt genes was higher than the non-transgenic cotton significantly.
　　Key words bivalent insect-resistant Bt genes transferred cotton；survival competitive ability；growth period；plant height；cover rate；yield；germination
　　我国在转基因抗虫棉环境安全评价技术上，仅在2007年公布了1项技术标准，即农业部953号公告-12-2007[1]，这项环境安全评价检测技术标准仅适用于单价转Bt基因抗虫棉，对于双价转基因抗虫棉国内暂缺环境安全评价技术标准。国家农业部从“十一五”开始设立双价转基因棉花环境安全评价技术研究项目。本研究是为转双价双Bt基因抗虫基因（Cry1Ac+Cry2Ab）棉环境安全评价技术的建立提供依据而进行的。
　　1 材料与方法
　　1.1 试验材料
　　供试材料为：转双价双Bt抗虫基因棉花（中国农业科学院棉花研究所提供）；未含转基因的常规棉花――赣棉11号（江西省棉花研究所品种）。
　　1.2 试验设计
　　试验地设在江西省棉花研究所内，共设2个处理，即每个品种材料为1个处理，以赣棉11号作对照（CK）。随机排列，4次重复，小区面积8.4 m2（7.0 m×1.2 m），总面积68 m2。单行种植，每小区单行植棉花20株，株距0.35 m，常规耕作管理。
　　1.3 试验实施
　　2011年4月15日将事先用硫酸脱绒、种衣剂包衣好的棉种进行苗床营养钵播种，撒施3%克百威颗粒剂22.5 kg/hm2防治地下害虫，籽土喷70%敌克松500倍液进行土壤消毒，苗床双膜覆盖，待子叶平展齐苗后撤去地膜，4月30日棉苗二叶一心期用卡那霉素4 000 mg/L稀释液喷施，剔除转双价双Bt抗虫基因棉中的杂株。于5月11日移栽。
　　1.4 调查内容与方法
　　1.4.1 生育期。各生育期按国内栽培公认标准方法进行。
　　1.4.2 株高。于4～6片真叶期、现蕾期、花铃期及吐絮期调查，每小区调查10株棉花。
　　1.4.3 覆盖率。国标：转基因植物及其产品环境安全检测抗虫棉花第2部分――生存竞争能力――栽培地生存竞争能力测定――棉株覆盖率为“估算”。笔者认为估算的棉株覆盖率不准确，因为无标准测量值，目测人为误差很大。棉花覆盖度是冠面积棉株投影，据笔者观察：棉株的投影面积随太阳升起而缩小，一天中正午投影面积最小，而后投影面积又随太阳下落而渐渐变大。因此，用投影来估算覆盖率不准确。实践中，棉花在种植行上的覆盖率随棉株生长而变大，直至封行。之中有几个固定因素值：①小区面积（长×宽）；②小区植株数；③棉株冠直径。从这3个固定因素值可以用测量的方法准确计算出棉株在小区上的覆盖度：先用游标卡尺逐株测出棉株冠直径，求出平均值，然后用平均值半径的平方×3.1416得出单株株冠面积（圆面积），用单株株冠面积×小区总株数得出小区总棉花株冠面积，再用小区总株冠面积÷小区面积×100=棉花实际覆盖率（度）。依靠游标卡尺测量计算出的覆盖率与估算法相比更精确。故在棉花覆盖率上采用游标卡尺计算法是一种创新。
　　1.4.4 发芽率检测。按GB/T3543.4-1995方法[2]，2011年11月22日至12月5日用试验地中当年收获棉种进行发芽率测试。
　　1.4.5 室内考种。按处理和对照各小区收取50个吐絮铃晒干后考种。考种内容包括单铃重、单铃壳重、单铃籽棉重、单铃皮棉重。
　　1.4.6 数据处理。对试验数据进行方差分析，LSD最小显著性极差测验[3]。
　　2 结果与分析
　　2.1 各生育期竞争力表现
　　从播种至吐絮期，转双价双Bt抗虫基因棉与对照全生育期均为145 d，二者无差异，其中仅二叶一心期转双价双Bt抗虫基因棉比对照晚1 d（表1）。总体上转双价双Bt抗虫基因棉与对照比，在棉各生育期上无竞争力优势表现。
　　2.2 株高竞争力表现
　　4月15日播种至6月3日苗期共50 d生长，转双价双Bt抗虫基因棉株高22.08 cm，高于对照4.63 cm，差异显著，显示在苗期转双价双Bt抗虫基因棉株高具有显著的竞争优势。从6月3日苗期至30日蕾期共28 d生长，转双价双Bt抗虫基因棉株高34.45 cm，高于对照3.62 cm，差异显著，显示在蕾期转双价双Bt抗虫基因棉株高继续具有显著的竞争优势。6月30日蕾期至7月15日花铃期共16 d生长，转双价双Bt抗虫基因棉株高62.28 cm，高于对照3.48 cm，差异显著，显示在花铃期转双价双Bt抗虫基因棉株高依然具有显著的竞争优势。7月15日花铃期至9月6日吐絮期共54 d生长，转双价双Bt抗虫基因棉株高117.93 cm，高于对照4.75 cm，差异不显著，显示在吐絮期转双价双Bt抗虫基因棉株高竞争优势不显著（表2）。转双价双Bt抗虫基因棉从苗期至花铃期共92 d生长中，与对照相比其株高生长具有显著的竞争力优势，之后竞争力优势减弱，至吐絮期共54 d，其株高生长竞争优势仍不显著。
　　
　　2.3 覆盖率竞争力表现
　　6月3日苗期，转双价双Bt抗虫基因棉覆盖率1.64%，低于对照0.47个百分点，差异不显著；6月30日蕾期，转双价双Bt抗虫基因棉覆盖率20.43%，低于对照2.10个百分点，差异不显著；7月15日花铃期，转双价双Bt抗虫基因棉覆盖率49.48%，低于对照2.70个百分点，差异不显著；9月6日吐絮期，转双价双Bt抗虫基因棉覆盖率291.00%，高于对照46.77个百分点，差异显著，显示转双价双Bt抗虫基因棉具有显著的竞争力优势（表3）。转双价双Bt抗虫基因棉与对照比，从苗期至花铃期生长阶段，覆盖率无竞争能力，棉花生长势弱，但从花铃期至吐絮期生长阶段覆盖率竞争能力强，具有显著的生长竞争优势。
　　
　　2.4 产量竞争力表现
　　9月15日调查，转双价双Bt抗虫基因棉平均单株成铃52.35个，高于对照12.5个，差异显著，显示转双价双Bt抗虫基因棉在成铃数增加产量指标上具有显著的竞争力优势表现；考种结果表明，转双价双Bt抗虫基因棉平均单铃籽棉重4.81 g，低于对照0.44 g，差异极显著，显示转双价双Bt抗虫基因棉在单铃籽棉重产量指标上具有极显著的负竞争力弱势表现；转双价双Bt抗虫基因棉平均单铃皮棉重2.03 g，低于对照0.18 g，差异极显著，显示转双价双Bt抗虫基因棉在单铃皮棉重产量指标上亦具有极显著的负竞争力弱势表现。籽棉理论产量转双价双Bt抗虫基因棉为5 994.15 kg/hm2，高于对照1 013.85 kg/hm2，差异不显著，显示转双价双Bt抗虫基因棉籽棉产量有竞争力优势，但这种优势未达到显著水平；皮棉理论产量转双价双Bt抗虫基因棉为2 529.75 kg/hm2，高于对照433.20 kg/hm2，差异不显著，显示转双价双Bt抗虫基因棉皮棉产量有竞争力优势，但这种优势亦未达到显著水平（表4）。转双价双Bt抗虫基因棉，籽棉、皮棉产量竞争力优势不显著。
　　2.5 考种竞争力表现
　　转双价双Bt抗虫基因棉平均单铃重6.21 g，低于对照0.54 g，差异极显著，显示转双价双Bt抗虫基因棉在单铃重量上呈现极显著的负竞争优势；转双价双Bt抗虫基因棉单铃壳重1.40 g，低于对照0.10 g，差异不显著，显示转双价双Bt抗虫基因棉单铃壳重减轻优化上有竞争力优势，但这种优势达不到显著水平（表5）。
　　2.6 种子发芽竞争力表现
　　转双价双Bt抗虫基因棉发芽势92.0%，高于对照3.0个百分点，差异不显著，说明转双价双Bt抗虫基因棉与对照比，发芽势竞争优势不显著；转双价双Bt抗虫基因棉发芽率95.25%，高于对照2.75个百分点，差异极显著，说明转双价双Bt抗虫基因棉与对照相比，发芽率竞争优势极显著（表6）。
　　
　　3 结论与讨论
　　研究结果表明，转双价双Bt抗虫基因棉具有显著或极显著生存竞争能力优势表现的有苗期至成铃期株高生长、花铃期至吐絮期覆盖率、单株成铃数、发芽率；具有竞争优势表现，但竞争力达不到显著水平的有成铃期至吐絮期株高生长、籽棉产量、皮棉产量、发芽势；无竞争力表现的有各生育期、苗期至花铃期覆盖率、单铃壳重；具有显著或极显著负竞争弱势表现的有单铃重、单铃籽棉重、单铃皮棉重。由于转双价双Bt抗虫基因棉与非转基因常规棉相比，在株高、总覆盖度生长上，生存竞争能力优势显著和极显著；籽棉产量和皮棉产量竞争力优势明显；种子发芽率竞争优势极显著，使转双价双Bt抗虫基因棉在总体上表现为生存竞争能力优势显著[4-7]。
　　4 参考文献
　　[1] 中华人民共和国.农业部953号公告─12.1─2007转基因植物及其产品环境安全检测抗虫棉花[S].北京：中华人民共和国农业部，2007.
　　[2] 国家技术监督局.GB/T 3543.4─1995农作物种子检验规程 发芽试验[S].北京：中国标准出版社，1995.
　　[3] 南京农业大学.田间试验和统计方法[M].2版.北京：农业出版社，1978.
　　[4] 王玉琴，王启亮，杨军章.不同抗虫棉生长发育特性研究[J].河南农业科学，2004（8）：32-35.
　　[5] 李哲，崔秀珍，常俊香，等.半合子Bt基因抗虫杂交棉产量主要构成因素分析[J].河南农业科学，2007（8）：46-49.
　　[6] 谢德意，房卫平，唐中杰.棉花遗传转化研究进展及其应用[J].河南农业科学，2007（11）：5-12.
　　[7] 王春风.标记杂交抗虫棉的引进与应用[J].内蒙古农业科技，2002（2）：20-21.

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