基因棉抗枯黄萎病分析范文

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在转基因棉花环境安全评价上，我国于2007年出台了目前唯一的仅适用于单价转Bt基因抗虫棉的环境安全评价技术标准———《农业部935号公告－2－2007》［1］。然而，随着转基因研究在棉花上的发展，我国已研发了双价抗虫基因（Cry1Ac＋CpTI）棉、双价抗病基因（Chi＋Glu）棉、双价Bt基因（Cry1Ac＋Cry2Ab）棉及双价抗虫抗除草剂基因（Cry1Ac＋EPSPS）棉等一系列新的转基因棉品种。这些新的转基因棉花品种在商业化推广种植之前，必须进行相应的环境安全风险评估。为此，农业部从“十一五”起，对这些新的转基因棉花品种设立了环境安全评价研究项目。此研究就是为我国转双价抗病基因（Chi＋Glu）棉花环境安全评价技术标准的建立提供有关依据而进行的。

1材料和方法

1．1材料①转双价抗病基因（Chi＋Glu）棉材料（中国农业科学院棉花研究所提供）；②受体棉材料———中棉所24（中国农业科学院棉花研究所提供）；③非转基因常规棉材料———赣棉11号（江西省棉花研究所品种）。

1．2方法试验分别设在江西省棉花研究所棉枯萎病和黄萎病病圃中。2011年4月14日于病圃附近大田中进行常规营养钵育苗，5月13日将以上材料分别移栽入枯萎病圃和黄萎病圃，2种病圃每个材料4次重复，随机排列，每行为1个重复，株距30cm，行距80cm，每小区植棉20株。棉枯萎病在7月5日发病盛期调查1次，棉黄萎病从发病后的8－9月份调查3次，并在10月下旬测产，室内考种。发病株调查采用国内枯、黄萎病统一分级标准［2］。计算公式：发病株率（％）＝（发病株数／调查总株数）×100，病指＝［∑（各级病株数×相应病级）／调查总株数×最高病级］×100。数据进行方差分析和LSD最小显著极差测验比较［3］。2结果与分析

2．1抗棉枯萎病竞争能力表现7月5日调查，转双价抗病基因（Chi＋Glu）棉品系无发病株；受体对照中棉所24发病株率为1．32％，病指为0．33；非转基因棉赣棉11号发病株率为1．25％，病指为0．94。经统计测验，3个品种的发病株率和病指均无显著差异（表1）。尽管受体对照自身对棉花枯萎病的抗病性很强，发病株率和病指均很低，但是转入双价抗病基因（Chi＋Glu）的棉花品系无发病，说明转入双价抗病基因后棉花抗枯萎病能力得到进一步的提高。

2．2抗黄萎病能力表现

2．2．1发病中前期表现。发病初期于8月4日第1次调查，转双价抗病基因棉品系发病株率为1．32％，病指为0．33，比受体对照中棉所24发病株率低2．65百分点，病指低0．98，二者之间发病株率与病指差异均不显著；比非转基因棉赣棉11号发病株率低1．89百分点，病指低0．95，二者之间差异亦不显著（表2）。可见，转双价抗病基因棉品系与2个对照相比，在棉黄萎病发病初期已显示有不显著的抗病竞争力优势。发病中期于9月5日第2次调查：转双价抗病基因棉品系发病株率为4．17％，32d内仅上升2．85百分点；受体对照中棉所24发病株率为13．06％，上升9．09百分点；非转基因棉赣棉11号发病株率为14．21％，上升10．39百分点。转双价抗病基因棉品系发病株率比受体棉对照低8．89百分点，32d内发病株上升率比受体棉对照低6．24百分点；转双价抗病基因棉品系比非转基因常规棉对照发病株率低10．04百分点，32d内发病株率上升比常规棉对照低7．54百分点。经统计测验：三者之间发病株率差异不显著。转双价抗病基因棉品系病指为1．74，32d内上升1．41；受体对照中棉所24病指为6．11，32d内上升4．8；非转基因棉赣棉11号病指为6．15，32d内上升4．87。转双价抗病基因棉品系病指低于受体棉对照4．37，32d内病指上升比受体棉对照低3．39；转双价抗病基因棉品系病指低于非转基因常规棉4．41，32d内病指上升比非转基因常规棉低3．46。经统计测验：三者之间病指差异不显著（表2）。可见，发病中期，转双价抗病基因棉品系与2个对照相比，抗病竞争力优势比发病早期更大，但仍未达差异显著水平。发病中前期表现评价：与2个对照相比，转双价抗病基因棉品系在棉花黄萎病发病中前期发病轻，而且病情发展缓慢，表现出一定的抗病竞争力优势。

2．2．2发病后期表现。（1）转双价抗病基因棉品系与受体棉对照比较。9月16日调查，转双价抗病基因棉品系病株率14．92％，比9月5日上升10．75百分点；受体对照中棉所24病株率15．58％，比9月5日上升2．52百分点。从9月5－16日，转双价抗病基因棉品系发病株率增加值比受体棉对照高8．23百分点。转双价抗病基因棉品系病指4．47，比9月5日上升了2．73；受体棉对照病指6．68，比9月5日上升了0．57；转双价抗病基因棉品系病指增加值比受体棉对照高2．16（表2）。显示：转双价抗病基因棉品系在黄萎病发病后期发病程度进展迅速，抗黄萎病能力明显下降，但发病株率和病指仍低于受体棉对照。经统计测验：2个品种9月16日在病株率和病指上无显著差异，但仍可看出与受体棉对照相比，转入双价抗病基因（Chi＋Glu）棉花品系，仍能表现出一定的抗病竞争力优势。（2）转双价抗病基因棉品系与非转基因常规棉对照比较。转双价抗病基因棉品系黄萎病后期发病轻：9月16日非转基因常规棉对照赣棉11号发病株率为51．23％，比9月5日上升37．02百分点，而同期转双价抗病基因棉品系发病株率为14．92％，仅比9月5日上升10．75百分点，转双价抗病基因棉发病株率上升速度比非转基因对照赣棉11号低26．27百分点；9月16日非转基因棉对照赣棉11号病指20．03，比9月5日上升13．88，同期转双价抗病基因棉品系病指为4．47，仅比9月5日上升2．73，转双价抗病基因棉品系发病指数上升比非转基因对照赣棉11号低11．15。经统计测验，9月16日2个品种之间发病株率和病指差异显著（表2）。与非转基因常规棉对照相比，黄萎病发生后期转双价抗病基因棉品系对棉黄萎病有显著的抗病竞争能力。发病后期表现评价：转双价抗病基因棉品系在发病后期，抗病竞争能力与受体棉对照比优势不显著，但与非转基因常规棉对照比优势显著。

2．2．3产量竞争力。转双价抗病基因棉品系平均单株成铃31．85个，比受体对照中棉所24多5．25个，差异不显著；比非转基因对照赣棉11号少3．1个，差异亦不显著；但2个对照之间受体中棉所24比非转基因赣棉11号平均单株成铃低8．35个，二者差异显著。子棉产量：转双价抗病基因棉品系平均单株子棉产量为198．11g，比受体对照高69．37g，增产53．8％，二者差异极显著；比非转基因对照赣棉11号高35．24g，增产21．6％，二者差异显著；2个对照之间差异不显著。皮棉产量：转双价抗病基因棉品系平均单株皮棉产量为78．04g，比受体对照中棉所24高29．63g，增产61．2％，二者差异极显著；比非转基因对照赣棉11号高10．58g，增产15．8％，差异不显著；2个对照之间差异显著（表3）。产量竞争能力表现评价：试验显示棉花转入双价抗病基因后，由于抗黄萎病竞争能力的提高，使之在子棉产量上具有了显著甚至极显著的增产竞争力。

3小结与讨论

试验表明，棉花转入双价抗病（Chi＋Glu）基因后，其抗棉枯黄萎病的竞争能力得到了一定程度的提高，尤其是抗棉黄萎病的竞争力与受体对照相比有不显著的提高，与非转基因常规棉对照相比抗病竞争力提高在5％水平上显著。转双价抗病基因棉子棉产量，与受体对照相比增产53．8％，增产效应极显著；与非转基因常规棉对照相比，增产21．6％，增产效应显著。在抗棉花枯萎病、黄萎病竞争能力和抗病增产效应上总体评价：转双价抗病基因棉品系表现优于2个对照，具有较好的推广种植前景。棉花品种之间在抗病力、产量、衣分、子指等性状上有差异，如本文中的受体对照中棉所24在抗棉枯萎病和黄萎病性上强于非转基因常规棉赣棉11号，而子棉产量和衣分却是前者比后者低，这将导致在不同品种之间比较时，品种的产量高低不能真实说明该品种的抗病力，本试验中抗棉黄萎病性竞争下的产量亦仅能作为参考。并且可以推测，双价抗病基因（Chi＋Glu）转入不同的棉花品种中，可能会出现抗病力和产量等性状变化幅度上效果不同的状况。所以双价抗病基因转入不同的受体棉花品种后都必须进行全面的生存竞争能力检测评价，这样才可以确定其推广价值和杂草化潜力。