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《第九届全国植物结构与生殖生物学学术研讨会论文摘要集》2010年
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生殖生物学在转基因植物环境安全评价中的应用

强胜  宋小玲  刘琳莉  
【摘要】:全球转基因作物的种植面积增长迅速已超过1.25亿公顷,我国于2009年批准颁发了转基因水稻安全生产证书,意味着最重要的作物将可以商业化种植。这引起了人们对转基因作物安全性问题关注度的高涨。环境安全是其中最重要的一个方面,主要生态风险有:转基因作物本身成为杂草;转基因作物使其亲缘野生种成为杂草或超级杂草;转基因作物可能产生新的病毒或疾病;转基因作物对非目标生物的危险;转基因作物作为外来种对新生境的入侵,使生物多样性受到威胁;转基因作物对生态系统及生态过程的影响等。环境安全性评价要回答的核心问题是转基因植物释放到田间是否会将外源基因转移到野生植物中,或是否会破坏自然生态环境,打破原有生物种群的动态平衡。基因漂移是转基因植物导致环境风险的主要途径,而种间亲和性又是基因漂移的首要条件。因此研究转基因植物与其野生近缘种是否具有亲和性,将为风险评估提供最重要的理论基础。种间亲和性可以从两个方面研究和评价:一是自然条件下的杂交亲和性,这种方法即可测试花粉传播距离,又可反映自然条件下转基因植物与受体的杂交亲和性,但由于不同传粉机制的作物其传粉受环境因子、气候因子等的影响。二是人工授粉的杂交亲和性。在生殖生长过程中,杂交亲和性的障碍可能出现在几个阶段:花粉到达柱头上后不能萌发和花粉管不能进入柱头;花粉管在花柱中生长受阻,不能进入胚囊实现受精,或者配子相互不融合致使受精失败;受精后可能杂种不活,即杂种合子和发育形成的胚、种子、直至成株生活力很低,在发育的过程中夭亡。只要在从花粉粘合柱头到胚胎发育的任何一阶段出现障碍,抗性基因的漂移都不可能发生,所以在人工授粉条件下的杂交,可以为转基因植物与其野生近缘种是否具有亲和性建立客观、快速的评价基因漂移的体系。我们研究了抗除草剂转基因水稻和油菜向野生近缘种基因漂移的风险。通过柱头整体压片、子房解剖、同位素标记,在光学和荧光显微镜观察结合杂交研究比较转基因水稻向稗草(Echinochloa crusgalli var.mitis)、药用野生稻(Oryza officinalis)、不同类型杂草稻(Oryza sativa f.spontanea)等不同亲缘关系植物的花粉萌发和生长行为和杂交结实率,结实率与转基因水稻花粉在它们的柱头、花柱和子房直至受精阶段亲和性以及合子发育成胚呈递进关系。转基因甘蓝型油菜与芥菜型油菜(B.juncea),白菜型油菜(B.campetris)、野芥菜(B.juncea var.gracilis Tsen et Lee)和诸葛菜(Orychophragmus violaceus)类似的研究及其结果。这为转基因作物环境安全评价提供了评价方法和可能的指标。
【作者单位】:南京农业大学杂草研究室
【分类号】:S188

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