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轉(zhuǎn)基因玉米HGK60在不同遺傳背景下抗蟲性鑒定及農(nóng)藝性狀分析

2023-02-02 06:46李鵬程張明俊王銀曉李香銀李圣彥郎志宏
生物技術(shù)通報(bào) 2023年1期
關(guān)鍵詞:抗蟲性抗蟲自交系

李鵬程 張明俊 王銀曉 李香銀 李圣彥 郎志宏

(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所,北京 100081)

玉米是重要的糧食作物、飼料和工業(yè)原料,種植面積與產(chǎn)量居三大農(nóng)作物之首。蟲害是造成玉米產(chǎn)量損失的重要因素,近年來全國(guó)玉米病蟲害發(fā)生總體偏重,亞洲玉米螟、草地貪夜蛾、棉鈴蟲、黏蟲是危害玉米的主要害蟲,在局部地區(qū)造成玉米產(chǎn)量重大損失[1]。目前我國(guó)防控玉米害蟲主要采用化學(xué)殺蟲劑,但化學(xué)殺蟲劑的大量使用伴隨著一系列的環(huán)境污染、害蟲抗藥性增加等生態(tài)問題。隨著轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展,轉(zhuǎn)Bt(Bacillus thuringiensis)基因抗蟲玉米對(duì)有效防治玉米害蟲具有重要作用。

自1996年轉(zhuǎn)基因作物商業(yè)化種植以來,轉(zhuǎn)基因作物種植面積增長(zhǎng)迅速,2021年全球共有24 個(gè)國(guó)家種植了1.955 億hm2的轉(zhuǎn)基因作物,比2020年增加了3.7%(https://gm.agbioinvestor.com/)。轉(zhuǎn)基因玉米種植面積在6 000 萬hm2以上,僅次于轉(zhuǎn)基因大豆,其主要性狀為抗蟲和耐除草劑[2]。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明種植抗蟲轉(zhuǎn)基因玉米可顯著增加玉米產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益,據(jù)估算如果抗蟲轉(zhuǎn)基因玉米在我國(guó)商業(yè)化種植,GDP 可增加約86 億美元,玉米自給率可增加約2%[3]。目前抗蟲轉(zhuǎn)基因玉米選用的殺蟲基因主要為蘇云金芽胞桿菌的cry類基因和vip類基因,其中防治鱗翅目害蟲的cry1Ab基因是應(yīng)用最廣泛的殺蟲基因,例如先正達(dá)公司的Bt11、孟山都公司的MON810、大北農(nóng)公司的DBN9936 均含有cry1Ab基因,瑞豐125 含有cry1Ab與cry2Aj結(jié)構(gòu)域融合基因,瑞豐8 和ND207 含有cry1Ab與cry2Ab雙基因[4-5]。

我國(guó)在Bt 殺蟲基因的發(fā)掘和克隆等方面發(fā)展迅速,取得了較好的進(jìn)展,為抗蟲轉(zhuǎn)基因玉米的研發(fā)提供了基因資源。Btcry1Ah基因是從蘇云金芽胞桿菌BT8 菌株中克隆獲得的,與cry1Ab基因同屬于cry1A家族,對(duì)亞洲玉米螟、棉鈴蟲、二化螟和小菜蛾等鱗翅目害蟲具有高毒性[6-7]。在前期工作中將cry1Ah基因轉(zhuǎn)入玉米,通過對(duì)轉(zhuǎn)基因玉米轉(zhuǎn)化群體進(jìn)行抗蟲性篩選,獲得對(duì)玉米螟高抗的轉(zhuǎn)化事件HGK60,對(duì)主要的玉米害蟲亞洲玉米螟和棉鈴蟲具有高殺蟲活性[8-10]。

Bt 殺蟲基因在植物轉(zhuǎn)化體中是否能夠正常的表達(dá),以及在不同世代、不同回交轉(zhuǎn)育品系中能否穩(wěn)定表達(dá)受到多方面的影響,比如外源基因啟動(dòng)子的選擇、基因在玉米基因組中插入位置、密碼子偏好性選擇、回交受體的遺傳背景以及不同的發(fā)育時(shí)期等[11]。前人研究表明,不同的遺傳背景條件下,Bt殺蟲蛋白的表達(dá)量會(huì)有不同,蛋白表達(dá)量和抗蟲性正相關(guān)[12-14]。因此研究Bt 基因在不同遺傳背景下的表達(dá)及抗蟲穩(wěn)定性,對(duì)轉(zhuǎn)Bt 抗蟲基因作物的應(yīng)用推廣具有重要意義。

本研究利用轉(zhuǎn)Btcry1Ah基因玉米HGK60 回交轉(zhuǎn)育獲得的4 個(gè)自交系(HGK60-鄭58、HGK60-昌7-2、HGK60-lx03-2、HGK60-lx05-4)和雜交組合HGK60-鄭單958(HGK60-鄭58 × HGK60-昌7-2)和HGK60- 魯 單9066(HGK60-lx05-4 × HGK60-lx03-2),對(duì)其進(jìn)行DNA 分子水平檢測(cè)、外源蛋白含量檢測(cè)、抗蟲性鑒定以及農(nóng)藝性狀調(diào)查,分析HGK60 的遺傳和抗蟲穩(wěn)定性,為我國(guó)生物育種工作提供一定的指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 玉米材料 轉(zhuǎn)Btcry1Ah基因抗蟲玉米自交系HGK60-鄭58(BC6S3、BC6S4、BC6S5)、HGK60-昌7-2(BC6S3、BC6S4、BC6S5)、HGK60-lx03-2(BC6S3、BC6S4、BC6S5)、HGK60-lx05-4(BC6S3、BC6S4、BC6S5),玉米雜交種HGK60-鄭單958(HGK60-鄭58 × HGK60-昌7-2) 和HGK60- 魯單9066(HGK60-lx05-4 ×HGK60-lx03-2)及其玉米自交系鄭58 和昌7-2 由本實(shí)驗(yàn)室保存,玉米自交系lx03-2 和lx05-4 由山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所孟昭東課題組提供。

1.1.2 試蟲材料 亞洲玉米螟蟲卵購(gòu)自北京美延農(nóng)業(yè)科技有限公司。蟲卵置于人工培養(yǎng)箱(28℃)孵化。所有初孵幼蟲作為供試蟲源進(jìn)行生物活性測(cè)定。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)分小區(qū)種植,設(shè)置為3 次重復(fù),每小區(qū)種植4 種轉(zhuǎn)基因玉米自交系以及2 種雜交組合及其對(duì)應(yīng)的非轉(zhuǎn)基因?qū)φ沼衩?,?2 種材料,每個(gè)材料種植20 行,行長(zhǎng)為5 m,行距為0.6 m,株距0.25 m。

1.2.2 轉(zhuǎn)化體特異性PCR 鑒定 將供試玉米材料種植于大田,待玉米生長(zhǎng)至V4 期時(shí)取4 種轉(zhuǎn)基因自交系(HGK60-鄭58、HGK60-昌7-2H、HGK60-lx03-2、HGK60-lx05-4)和2 種雜交組合(HGK60-鄭單958 和HGK60-魯單9066)以及非轉(zhuǎn)基因?qū)φ锗?5 葉片速凍在液氮中,采用CTAB 法提取基因組DNA,選用轉(zhuǎn)化體特異性引物,引物序列為F: 5'-CGAAACAAGAAAAATGTTTCCTTAG-3' 和R:5'-GTGCGCGCTAGCTGGCGTGTT-3',進(jìn)行PCR 擴(kuò)增,擴(kuò)增產(chǎn)物長(zhǎng)度為628 bp,擴(kuò)增條件為:94℃ 5 min;94℃ 20 s,54℃ 20 s,72℃ 50 s,35 個(gè)循環(huán);72℃5 min。

1.2.3 ELISA 檢測(cè) 選取種植于大田的轉(zhuǎn)基因玉米及受體玉米V6 期葉片,液氮保存。植物總蛋白的提取以及Cry1Ah 蛋白含量檢測(cè),使用的是Cry1Ab/Cry1Ac ELISA 檢測(cè)試劑盒(AP 003,Envirologix,USA),將100 mg 玉米葉片研磨成粉末轉(zhuǎn)移至2.0 mL 離心管中,加入500 μL Extraction buffer 渦旋混勻,后續(xù)ELISA 步驟按照試劑盒說明書要求進(jìn)行。Cry1Ah 標(biāo)準(zhǔn)蛋白濃度為1 000 ppb,制作標(biāo)準(zhǔn)曲線的推薦濃度為50、25、10、5、2、1 和0.5 ppb。

1.2.4 室內(nèi)抗蟲性鑒定 亞洲玉米螟的室內(nèi)抗蟲性鑒定參照劉曉貝等[14]的方法。玉米植株生長(zhǎng)至V6期時(shí),選取植株幼嫩心葉,用剪刀剪成1 cm2大小后放入24 孔接蟲板中,然后用毛筆輕輕挑起玉米螟初孵幼蟲放到接蟲板中,每孔接一頭幼蟲,每個(gè)材料3 次生物學(xué)重復(fù),從第2 天開始觀察玉米螟初孵幼蟲的存活情況,連續(xù)觀察一周,并做好記錄和拍照。

1.2.5 田間抗蟲性鑒定 轉(zhuǎn)基因玉米生長(zhǎng)至小喇叭口期時(shí),將60 頭亞洲玉米螟初孵幼蟲接到玉米心葉中,非轉(zhuǎn)基因玉米作為陰性對(duì)照,3 d 后再接蟲一次,接蟲后第14 天和第21 天進(jìn)行調(diào)查玉米被害情況。試驗(yàn)設(shè)計(jì)、接蟲方法、調(diào)查方法、結(jié)果分析等按照《農(nóng)業(yè)部953 號(hào)公告-10.1-2007》要求開展。

1.2.6 轉(zhuǎn)基因玉米雜交組合農(nóng)藝性狀鑒定 分別在河北廊坊中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院國(guó)際農(nóng)業(yè)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園以及海南三亞中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所南繁基地種植配制好的雜交組合HGK60-鄭單958 和HGK60-魯單9066 以及非轉(zhuǎn)基因?qū)φ沼衩?。采用常?guī)的田間管理方式,不進(jìn)行任何害蟲防治措施,除草、水肥按正常田間管理方式進(jìn)行,待玉米收獲前測(cè)量株高穗位高,收獲后每個(gè)小區(qū)每個(gè)材料隨機(jī)選取40個(gè)玉米穗進(jìn)行穗長(zhǎng)、穗粗、禿尖長(zhǎng)、穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒重等農(nóng)藝性狀測(cè)量。使用SPSS 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果

2.1 轉(zhuǎn)基因玉米特異性PCR鑒定

對(duì)回交獲得的4 個(gè)轉(zhuǎn)基因自交系(HGK60-鄭58、HGK60- 昌7-2、HGK60-lx03-2、HGK60-lx05-4)、2 個(gè)雜交種HGK60-鄭單958 和HGK60-魯單9066 以及非轉(zhuǎn)基因?qū)φ锗?8 提取玉米基因組DNA,利用轉(zhuǎn)化體特異性擴(kuò)增引物進(jìn)行PCR 分析,以質(zhì)粒pm4AhG2 為陽性對(duì)照,鄭58 玉米基因組DNA 為陰性對(duì)照,ddH2O 為空白對(duì)照,檢測(cè)在不同的遺傳背景中外源基因cry1Ah是否穩(wěn)定插入,結(jié)果如圖1所示,在4 個(gè)轉(zhuǎn)基因自交系和2 個(gè)雜交種玉米中均能擴(kuò)增出628 bp 的目標(biāo)條帶,證明通過回交轉(zhuǎn)育的方式,Btcry1Ah抗蟲基因已經(jīng)成功轉(zhuǎn)入到不同的玉米品種中。

圖1 利用轉(zhuǎn)化體特異性PCR 鑒定4 個(gè)轉(zhuǎn)基因自交系和2個(gè)雜交組合Fig.1 Detection of 4 transgenic inbred lines and 2 hybrid combinations using event-special PCR

2.2 不同遺傳背景轉(zhuǎn)基因玉米中Cry1Ah蛋白表達(dá)量

取大田生長(zhǎng)至V6 期的轉(zhuǎn)基因玉米葉片通過ELISA檢測(cè)不同遺傳背景玉米中Cry1Ah蛋白表達(dá)量。結(jié)果顯示在4 個(gè)轉(zhuǎn)基因自交系和2 個(gè)雜交組合中,目的蛋白Cry1Ah 均有表達(dá),而對(duì)照材料鄭58 中無目的蛋白表達(dá)。其中,在自交系HGK60-lx03-2 中目的蛋白的表達(dá)量最高,平均值達(dá)到了3 528.9 ng/g FW(鮮重),自交系HGK60-lx05-4 中目的蛋白的表達(dá)量最低,平均值為2 895.8 ng/g FW。研究表明在不同自交系或者雜交種中,Cry1Ah 蛋白表達(dá)量無顯著差異,cry1Ah基因在轉(zhuǎn)基因玉米中已連續(xù)遺傳10代以上,其表達(dá)量與低世代轉(zhuǎn)化體相比,Cry1Ah 蛋白的表達(dá)量沒有顯著變化[9]。

圖2 不同遺傳背景轉(zhuǎn)基因玉米葉片中Cry1Ah 蛋白表達(dá)分析Fig.2 Expression analysis of Cry1Ah protein in the transgenic maize leaves with different genetic backgrounds

2.3 轉(zhuǎn)基因玉米室內(nèi)玉米螟抗蟲性鑒定

為了進(jìn)一步檢測(cè)HGK60 轉(zhuǎn)基因玉米的抗蟲性,分別在海南三亞和河北廊坊兩年連續(xù)三代種植轉(zhuǎn)基因玉米,生長(zhǎng)至V6 葉期時(shí),取玉米心葉接蟲后進(jìn)行室內(nèi)玉米螟抗蟲性鑒定,統(tǒng)計(jì)玉米螟死亡情況。連續(xù)3 代的玉米螟生測(cè)結(jié)果顯示HGK60 的4 個(gè)轉(zhuǎn)基因自交系和2 個(gè)轉(zhuǎn)基因雜交組合中,接蟲第2 天開始玉米螟幼蟲出現(xiàn)死亡,供試葉片HGK60 有微小蟲孔,接蟲第3 天,不同遺傳背景的HGK60 玉米已經(jīng)表現(xiàn)出高殺蟲活性,在2020年海南和2021年廊坊兩地死亡率達(dá)到了100%,在2021年海南的死亡率到90%以上,個(gè)別試蟲存活,但活力下降,接蟲第4 天,供試玉米螟死亡率達(dá)100%,而非轉(zhuǎn)基因?qū)φ沼衩咨嫌衩酌劳雎实陀?0%(表1)。

表1 亞洲玉米螟室內(nèi)生測(cè)結(jié)果Table 1 Results of laboratory bioassay of Asian corn borer(Ostrinia furnacalis)

2.4 轉(zhuǎn)基因玉米田間玉米螟抗蟲性鑒定

玉米螟室內(nèi)生測(cè)的同時(shí),我們也在海南三亞和河北廊坊兩地連續(xù)三代進(jìn)行了轉(zhuǎn)基因玉米田間玉米螟抗蟲性鑒定。在小喇叭口期向玉米心葉接玉米螟,每株玉米接蟲60 頭左右,第14 天和第21 天后觀察玉米葉片咬食情況,心葉抗蟲級(jí)別鑒定依據(jù)《農(nóng)業(yè)部953 號(hào)公告-10.1-2007》中9 級(jí)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),1 為高抗,9 為高感。結(jié)果表明4 種轉(zhuǎn)基因自交系及其配制的2種轉(zhuǎn)基因雜交種對(duì)玉米螟的抗性等級(jí)均在1-2 之間,為高抗級(jí)別,非轉(zhuǎn)基因?qū)φ談t在6 級(jí)和7 級(jí),為感蟲級(jí)別(表2)。證明田間4 個(gè)轉(zhuǎn)基因自交系以及雜交種HGK60-鄭單958 和HGK60-魯單9066 對(duì)玉米螟高抗。

表2 小喇叭口期亞洲玉米螟的食葉級(jí)別Table 2 Leaf feeding grades of the Asian corn borer in the maize small trumpet stage

2.5 轉(zhuǎn)基因玉米雜交組合農(nóng)藝性狀

為了鑒定轉(zhuǎn)基因玉米在農(nóng)藝性狀上的是否與非轉(zhuǎn)基因?qū)φ沼胁町?,連續(xù)三代對(duì)轉(zhuǎn)基因及非轉(zhuǎn)基因玉米株高穗位高以及其他產(chǎn)量相關(guān)性狀進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果表明同一時(shí)期和地點(diǎn)的轉(zhuǎn)基因玉米雜交種HGK60-鄭單958 和HGK60-魯單9066 與非轉(zhuǎn)基因?qū)φ沼衩妆容^時(shí),株高、穗位高、穗長(zhǎng)、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、禿尖長(zhǎng)、百粒重、單株產(chǎn)量上均無顯著差異(表3),同時(shí)在不同的地點(diǎn)(河北廊坊和海南三亞)之間農(nóng)藝性狀表現(xiàn)出差異,造成該結(jié)果的主要原因是兩地的自然條件存在明顯差異,通過連續(xù)三代的農(nóng)藝性狀分析說明轉(zhuǎn)基因玉米與非轉(zhuǎn)基因?qū)φ沼衩紫啾龋瑑烧咧g農(nóng)藝性狀沒有顯著差異,外源基因的插入未對(duì)玉米受體材料農(nóng)藝性狀產(chǎn)生影響。

表3 轉(zhuǎn)基因玉米雜交組合農(nóng)藝性狀分析Table 3 Agronomic traits analysis of transgenic maize hybrid lines

3 討論

世界農(nóng)業(yè)育種技術(shù)的發(fā)展主要經(jīng)歷了原始育種階段、傳統(tǒng)育種階段及分子育種階段[15]。轉(zhuǎn)基因育種屬于第一代分子育種技術(shù),是改變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式最大的生物育種技術(shù)。2019-2022年我國(guó)已經(jīng)批準(zhǔn)了11 個(gè)抗蟲、耐除草劑轉(zhuǎn)基因玉米的生產(chǎn)應(yīng)用安全證書,產(chǎn)業(yè)化試點(diǎn)工作正穩(wěn)步推進(jìn)中。在轉(zhuǎn)基因玉米產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用中轉(zhuǎn)化體與回交轉(zhuǎn)育的玉米品種同等重要,在不同的玉米品種中外源基因是否可以穩(wěn)定遺傳、目標(biāo)性狀是否穩(wěn)定、是否對(duì)玉米的農(nóng)藝性狀產(chǎn)生非預(yù)期影響等,這些問題的回答既需要針對(duì)不同轉(zhuǎn)化體和受體品種一一對(duì)應(yīng)來觀察,也需要積累更多的研究數(shù)據(jù),形成一些共性的結(jié)論,為轉(zhuǎn)基因玉米產(chǎn)業(yè)化穩(wěn)步推進(jìn)和安全應(yīng)用打好基礎(chǔ)。

回交轉(zhuǎn)育是將轉(zhuǎn)基因性狀導(dǎo)入商業(yè)化品種中所采用的最主要的方法。Venkatesh 等[16]將3 個(gè)不同性狀轉(zhuǎn)基因玉米(抗旱玉米MON 87460、耐草甘膦玉米NK603、抗蟲玉米MON 89034)分別回交轉(zhuǎn)育至6 個(gè)玉米骨干自交系,回交6 代后的轉(zhuǎn)育材料與受體親本基因型相似性理論值為99%,通過全基因組序列分析,不同回交轉(zhuǎn)育的自交系與受體親本基因型相似性在93.7%-99.35%之間。這表明通過多代的回交轉(zhuǎn)育可使轉(zhuǎn)育材料與親本基因型基本達(dá)到一致。在本研究中抗蟲玉米HGK60 已回交轉(zhuǎn)育自交系6 代并自交3 代,表型和基因型與親本材料趨于相同。通過轉(zhuǎn)化體特異性PCR 檢測(cè),證明抗蟲基因已穩(wěn)定整合至玉米基因組中,4 個(gè)轉(zhuǎn)基因自交系及2 個(gè)雜交種與回交受體遺傳背景相同,具有轉(zhuǎn)基因性狀,是研究不同遺傳背景對(duì)目標(biāo)性狀影響的合適材料。

在轉(zhuǎn)基因育種過程中,外源基因插入到受體基因組上之后,可能會(huì)發(fā)生基因重組、沉默甚至丟失,導(dǎo)致外源蛋白在不同受體品種中不能表達(dá)或表達(dá)量低從而影響轉(zhuǎn)基因性狀的表現(xiàn)[17],因此選擇表達(dá)量高的受體品種是首要任務(wù)[18]。本研究選用的HGK60 轉(zhuǎn)基因玉米含有Bt 殺蟲基因cry1Ah,ELISA研究表明在不同玉米受體品種中Cry1Ah 蛋白表達(dá)量沒有顯著差異,六葉期葉片中Cry1Ah 蛋白表達(dá)為2 895.8 ng/g-3 528.9 μg/g,與宋苗等[9]在T2代檢測(cè)結(jié)果一致,說明cry1Ah基因在轉(zhuǎn)基因玉米中穩(wěn)定遺傳和穩(wěn)定表達(dá)?;贑ry1Ah 蛋白的穩(wěn)定表達(dá),室內(nèi)抗蟲性鑒定結(jié)果說明,第3 天時(shí)玉米螟初孵幼蟲的死亡率達(dá)到100%,證明HGK60 轉(zhuǎn)基因玉米在不同遺傳背景下的殺蟲活性是穩(wěn)定的。Bt 蛋白在不同遺傳背景玉米中表達(dá)量存在波動(dòng)情況,如王培等[19]采用ELISA 方法研究在不同遺傳背景下Cry1Ac 蛋白的表達(dá)量存在差異,波動(dòng)范圍為44.07-438.00 ng/g FW,但不影響殺蟲效果。本研究導(dǎo)入4 個(gè)自交系和2 個(gè)雜交種中Cry1Ah 蛋白表達(dá)量沒有比較大的波動(dòng),抗蟲性穩(wěn)定。

本實(shí)驗(yàn)室前期分別在海南三亞和河北廊坊兩地對(duì)轉(zhuǎn)HGK60 玉米鄭單958H 與非轉(zhuǎn)基因?qū)φ詹牧相崋?58 進(jìn)行接蟲處理后測(cè)量株高、穗位高、穗長(zhǎng)、穗粗、單株產(chǎn)量等農(nóng)藝性狀,結(jié)果顯示轉(zhuǎn)HGK60 玉米鄭單958H 的單株產(chǎn)量明顯高于非轉(zhuǎn)基因?qū)φ詹牧相崋?58,其余農(nóng)藝性狀除株高鄭單958H 要相對(duì)高一些外無顯著差異[10]。在本研究中轉(zhuǎn)基因雜交種HGK60-鄭單958 和HGK60-魯單9066 與非轉(zhuǎn)基因?qū)φ詹牧舷啾?,株高和穗位高以及果穗的穗長(zhǎng)、穗粗、行粒數(shù)、粒行數(shù)、禿尖長(zhǎng)等相比無顯著差異,說明cry1Ah基因的導(dǎo)入沒有影響玉米的農(nóng)藝性狀,但在3 地環(huán)境中HGK60-魯單9066 的百粒重和單株產(chǎn)量稍低于魯單9066 的百粒重和單株產(chǎn)量,差異不顯著,在下一步工作中需要增加試驗(yàn)點(diǎn)和加大試驗(yàn)群體來明確兩者是否存在差異以及差異產(chǎn)生的原因。

HGK60 玉米具有抗蟲性狀,對(duì)于蟲害發(fā)生不嚴(yán)重年份,轉(zhuǎn)基因玉米與非轉(zhuǎn)基因玉米的產(chǎn)量沒有顯著差異,但在蟲害發(fā)生嚴(yán)重時(shí),非轉(zhuǎn)基因玉米的穗部受害蟲危害嚴(yán)重,產(chǎn)量會(huì)顯著降低。本研究結(jié)果表明,在鄭單958 和魯單9066 背景下HGK60 轉(zhuǎn)基因玉米不會(huì)影響受體材料的農(nóng)藝性狀,并不能代表HGK60 轉(zhuǎn)育到其他受體材料中仍然會(huì)有同樣的結(jié)果,所以對(duì)于后續(xù)其他玉米品種的回交轉(zhuǎn)育還是需要進(jìn)行評(píng)估。隨著轉(zhuǎn)基因抗蟲玉米產(chǎn)業(yè)化臨近,優(yōu)異抗蟲轉(zhuǎn)化體需要導(dǎo)入更多的骨干自交系和雜交種中,在轉(zhuǎn)育過程中需重點(diǎn)關(guān)注外源基因遺傳穩(wěn)定性、抗蟲效果及對(duì)農(nóng)藝性狀的影響,使優(yōu)異轉(zhuǎn)化體和優(yōu)秀品種結(jié)合,保證轉(zhuǎn)基因玉米產(chǎn)業(yè)化穩(wěn)步推進(jìn)。

4 結(jié)論

以轉(zhuǎn)Btcry1Ah基因的轉(zhuǎn)基因玉米HGK60 為供體,將cry1Ah基因分別導(dǎo)入4 個(gè)玉米自交系并雜交獲得2 個(gè)雜交種,cry1Ah基因在不同遺傳背景玉米中穩(wěn)定遺傳和表達(dá);田間和室內(nèi)玉米螟抗蟲性鑒定表明不同遺傳背景的轉(zhuǎn)基因玉米對(duì)玉米螟高抗;不同遺傳背景轉(zhuǎn)基因玉米與其受體對(duì)照玉米相比,兩者之間農(nóng)藝性狀沒有顯著差異。

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陳曉亞院士課題組發(fā)現(xiàn)植物抗蟲調(diào)控新機(jī)制
基因槍法和農(nóng)桿菌介導(dǎo)的Bt抗蟲基因轉(zhuǎn)化芥藍(lán)
玉米自交系保純和提純
茶樹的抗蟲性和抗性育種研究
轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲棉對(duì)棉鈴蟲的抗性分析