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bar基因在水稻杂种优势利用中的应用

黎垣庆  郑枫  段俊  
【摘要】:中科院华南植物园用基因枪介导法将抗除草剂(Liberty)的bar 基因转入水稻恢复系明恢86,通过遗传分析及分子检测等方法,筛选性状类似原受体品种明恢86的转bar 基因单拷贝纯合体的植株,已获得抗除草剂Liberty 的转bar 基因水稻目标株系—明恢86B。用明恢86B 与不育系杂交,选配了抗除草剂Liberty 的转bar 基因杂交稻新组合——Ⅱ优86B 及特优86B。明恢86B、Ⅱ优86B 及特优86B 已通过中间试验和环境释放试验,2005年进入生产试验。明恢86B 及由其所配的转barr 基因杂交组合,经过多代喷药鉴定,都充分表现对除草剂-草丁膦的抗性,说明转入的bar 基因能够稳定遗传,并表现为完全显性。在秧苗期、分蘖期和孕穗期,同时对明恢86B 及其受体品种明恢86(CK)喷施0.3%草丁膦,对照品种各个生育阶段在喷药后5d 全部致死,而转bar 基因水稻喷药后均能成活,生长发育正常,结实率在85%以上,说明转入的bar 基因在水稻不同生育阶段不同器官都能表达对除草剂的抗性。经中间试验及环境释放试验结果表明:带bar 基因的水稻和不带bar 基因的水稻及杂草一样都能被其它除草剂如克无踪完全杀死,bar 基因也不会通过花粉扩散到其它作物和杂草中去,带bar 基因的稻草对土壤微生物没有明显影响。试验结果还表明,转bar 基因恢复系明恢86B 基本上保持原受体恢复系明恢86的特征特性。由86B 选配的转bar 基因杂交组合——Ⅱ优86B 及特优86B,与原组合比较,在每株穗数、每穗粒数、结实率及千粒重等方面基本上保持了原组合的水平。由于转bar 基因杂交稻对除草剂的抗性,通过苗期喷除草剂,能达到除杂保纯,充分发挥杂种优势的增产效益,因此,转bar 基因杂交稻能比原组合增产。培育抗除草剂转bar 基因杂交稻在生产上有着广泛的应用前景。1 缩短杂种纯度鉴定时间并简化纯度鉴定程序通常水稻杂种纯度是在异地(如海南岛)栽培进行鉴定,需要约一个生长周期(3~4个月)才能取得结果。抗除草剂转bar 基因杂交稻,只需不到一个月的时间在当地做一个简单的苗期喷施除草剂的试验,就能及时对杂种纯度做出准确的评级,既省时省工,又大幅度降低种子纯度鉴定费用,同时由于缩短了种子纯度鉴定的时间,使得杂交水稻种子早制晚用的可能性大为提高。2 使两系杂交稻生产更为安全两系不育系的育性易受温度影响而自交结实,从而导致杂种不纯,培育抗除草剂两系杂交稻,在秧田喷除草剂就能把不育系自交种子或其它假杂种淘汰掉,确保移栽大田的秧苗都是真杂种,使两系杂交稻生产更为安全。3 有利超级杂交稻的培育这项技术可放宽对不育系育性的严格要求,极大地丰富了不育系亲本的来源,使成功培育超级杂交稻的可能性大为提高。4 能最大限度地降低杂交水稻制种的风险这项成果的应用,能保证不会有任何种子报废。即使万一由于生物学混杂或机械混杂导致生产出的种子纯度不符合生产上的要求,但因恢复系含有bar 基因,在秧苗期喷施除草剂草丁膦,真杂种因含bar 基因不被杀死,而生物学混杂或机械混杂的假杂种因不含bar 基因则被草丁膦杀死,从而能使大田中种植的杂种纯度达到生产上的要求。

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