Insect-resistant identification and heterosis of transgenic Bt maize
-
摘要:目的
研究转Bt基因玉米Zea may材料表达、产量潜力及杂种优势表现，为转基因材料遗传改良提供参考。
方法以Reid群骨干系PH6WC及育成的自交系J1490、J1495、4DH10和外引系PH1CPS作母本，以Non-Reid为基础的转Bt基因材料6DH85、J1401、6DH222、8DH273和8DH279以及自选系J9D207、J1628、J1668为父本，按NCⅡ设计组配40(5×8)个杂交组合，对转Bt基因材料抗虫表现和产量潜力进行研究。
结果通过回交转育系谱法处理后代获得转基因材料中的部分Bt基因丢失或者沉默，没有在子代中成功表达出相应蛋白。转Bt基因的杂交组合在一定程度上可以避免因虫害造成的产量损失，与对照品种相比，组合4DH10×8DH279表现最好，增产31.10%；组合J1495×J1401虽然含有Bt基因，且与其不含Bt基因的同父本组合相比增产效果明显，最高可增产65.77%，但与对照品种相比，仅增产10.04%。
结论玉米转基因育种与常规育种相结合，对其跟踪测配，才有望培育出高产、抗虫优良品种。
Abstract:ObjectiveTo study the material expression, yield potential and heterosis of transgenic Bt maize(Zea may), and provide references for genetic modification of transgene materials.
MethodThe Reid group elite line PH6WC, the bred inbred lines J1490, J1495 and 4DH10, as well as the introduced line PH1CPS were used as female parents. The Non-Reid based transgenic Bt materials, including 6DH85, J1401, 6DH222, 8DH273 and 8DH279, as well as the self-selected lines J9D207, J1628 and J1688 were used as male parents. Totally 40(5×8) cross combinations according to the NCⅡ design were assembled. The insect-resistant performance and yield potential of transgenic Bt materials were studied.
ResultPart of the Bt genes were deleted or silenced in transgene materials obtained through backcrossing pedigree method, and no corresponding protein was successfully expressed in the filial generations. The cross combination of transgenic Bt materials could partially avoid yield loss due to pest. Comparing to the control variety, combination 4DH10×8DH279 had the best performance with 31.10% yield increase. For combination J1495×J1401, although it contained the Bt gene and it displayed obvious yield increase (65.77% at the highest) compared with the combination without Bt gene of the same male parent, however, it only had 10.04% yield increase compared with the control variety.
ConclusionHigh-yield and insect-resistant maize varieties can be bred through combining transgene breeding with conventional breeding as well as tracking and testing.
-
Keywords:
- maize /
- Bt gene /
- transgenic /
- insect resistance /
- yeild /
- heterosis
-
水溶性有机物（Water extractable organic matter，WEOM）是土壤有机质的重要组成部分，一般不超过200 mg·kg-1，是土壤微生物可直接利用的有机碳源[1]。WEOM不仅可以影响C、N、P和K等营养元素的生物有效性及重金属等污染物的迁移能力，而且还是矿物风化、成土过程以及微生物生长代谢、土壤有机质分解和转化等过程的重要影响因素[2]。土壤中WEOM来源于林木枯枝落叶、根系分泌物、土壤微生物活动以及有机质的分解[3]。张金波等[4]研究表明，湿地土壤及水体中水溶性有机碳的产生、迁移与转化对湿地土壤碳通量具有重要影响。土壤中WEOM的质量分数与土壤类型有关[5]。黄学夏等[6]研究表明不同耕作、施肥方式将影响紫色水稻土的WEOM的含量。倪进治等[7]研究表明土壤中水溶性有机碳含量与总有机碳和微生物量碳含量呈正相关，水溶性有机碳主要由碳水化合物碳、羧基碳和长链脂肪碳组成。研究表明冻融交替可增加水稻土中水溶性有机碳的质量分数[8-9]。陈涛等[10]研究表明施用有机肥有利于增加土壤中WEOM的质量分数。已有运用三维荧光光谱技术分析WEOM组成和结构的研究。张甲珅等[11]指出中国东部土壤WEOM具有相似的荧光光谱特征。李明堂等[12]利用三维荧光光谱技术分析了大豆和玉米根部土壤WEOM的组成和结构。
松嫩平原苏打盐碱土是世界3大盐碱土分布区之一，总面积为3.2×104 km2[13]。种植水稻是改良盐碱土的主要方式，吉林西部苏打盐碱土区的水稻种植面积逐年在扩大，已有关于苏打盐碱土种植水稻后土壤中养分含量的变化研究[14]。本文以不同种植年限的苏打盐碱型水稻土为研究对象，利用三维荧光技术对土壤中WEOM的组成和结构进行分析，揭示苏打盐碱型水稻土WEOM的变化规律，为提高苏打盐碱型水稻土有机物的固碳能力提供理论依据。
1. 材料与方法
1.1 材料
供试土壤于2014年11月采自吉林省松原市前郭县套浩太乡碱巴拉村北，包括种植水稻0、1、3、5、15和20年的苏打盐碱型水稻土6种样品。每块农田用蛇形取样法采集5点的耕层土壤（0~20 cm），混匀。样品风干后，去除肉眼可见的动植物残体和杂物，过2 mm筛子备用。
1.2 方法
1.2.1 WEOM提取及含量测定
WEOM通常是指按照一定比例将土壤与纯水混合，经过振荡可以通过0.45 μm滤膜的有机物质[15]。称取过2 mm筛子的土壤样品25 g放置于150 mL的三角瓶中，加入100 mL蒸馏水，振荡（转速120 r·min-1，25 ℃）20 min，静止5 min后，取上清液8 000 r·min-1离心5 min，用0.45 μm滤膜抽滤，收集滤液用于有机物质量分数及荧光光谱的测定，方法参照文献[7]。土壤中有机物质量分数采用重铬酸钾容量法（外加热法）测定；WEOM用有机碳分析仪（TOC）进行测定。
1.2.2 WEOM紫外吸收光度值的测定
紫外-可见光光度计（UV-2300PC）测定滤液在254 nm的光密度D254 nm，参考文献[16]计算单位浓度下WEOM的紫外吸光度值（SUV254 nm）。
SUV254 nm=D254 nm/(ρ×100)，
式中，ρ为WEOM的质量浓度（mg·L-1）。
1.2.3 WEOM的三维荧光光谱测定
在PMV电压为700 V，激发光波长为200~450 nm，间隔为5 nm，发射光波长为220~600 nm，间隔为1 nm，激发光和发射光的狭缝宽度都为5 nm的条件下，用HATACH F-7000型荧光光谱仪测定土壤中WEOM的三维荧光光谱。
1.3 数据处理
采用SPSS、Origin和Matlab软件进行数据整理和分析。
2. 结果与分析
2.1 不同种植年限苏打盐碱型水稻土的有机质和WEOM
表 1为不同种植年限苏打盐碱型水稻土有机质（Soil organic matter，SOM）和WEOM质量分数。由表 1可知，随种稻年限的增加，盐碱型水稻土中SOM含量呈现增加的趋势。与不种植水稻相比，种植水稻1~20年的土壤有机质增加了2.6%~64.2%（表 1），种植水稻前3年有机物含量有所增加但变化并不显著，但在种植5年以后土壤中SOM含量显著增加（P<0.01）。由表 1可知，随着种植年限的增加，盐碱型水稻土中WEOM先增加后降低，在水稻种植3年时土壤中WEOM增加到最大值（259.29 mg·kg-1），而后下降，到种植20年时，土壤中WEOM为19.29 mg·kg-1，比不种植水稻土壤下降了131.3%。这一变化趋势与土壤总有机质的变化趋势不同。废弃草原种植水稻后土壤中的有机残体增加，作物根系量和根系分泌物增加，WEOM来源增加，另一方面也增加了微生物的碳源，微生物活性增强，使得土壤中WEOM含量增加。而随着土壤种植年限的延长，水稻土中WEOM含量受人为活动影响较大，土壤中WEOM发生了转化，含量降低。不同种植年限苏打盐碱型水稻土中水溶性有机碳占土壤有机碳总量的比值变幅为0.09%~1.88%，随着种植年限的延长，土壤水溶性有机碳占有机碳总量的比值先逐渐增加而后降低，在种植3年时达到最大值，在种植20年时达到最小值。
表 1 不同种植年限苏打盐碱型水稻土水溶性有机物紫外吸光度及有机物质量分数1）Table 1. UV absorbance values of WEOM and SOM contents in soda saline-alkaline paddy soil with different planting years of rice种植水稻年限 D254 nm SUV254 nm w(WEOM)/(mg·kg-1) w(SOM)/(g·kg-1) 0 0.53F 2.04E 44.63D 13.1D 1 0.84E 1.68D 86.28B 13.45D 3 1.05D 2.78C 259.29A 13.83CD 5 1.32C 3.31B 81.76C 16.36C 15 1.67B 3.34B 19.92E 18.27B 20 2.70A 3.79A 19.29F 21.58A 1) 同列数据后凡具有一个相同的大写字母者，表示差异不显著（P >0.01，LSD检验）。 测定WEOM紫外光密度来掌握不同种植年限苏打盐碱型水稻土中WEOM的组成。不同种植年限苏打盐碱型水稻土WEOM紫外光密度的变化特征列于表 1。由表 1可以看出，随种植年限的增加，土壤中WEOM在254 nm的光密度逐渐变大，不同处理间差异均极显著（P < 0.01），说明苏打盐碱型水稻土中腐殖类物质以及含有不饱和双键的芳香族化合物含量随水稻种植年限的增加而增加。与不种植水稻相比，种植水稻1年土壤中的芳香类化合物的变化较小，种植达3年时，腐殖类物质及芳香类化合物含量变化较大，土壤WEOM的芳香度增加，说明随种植年限的增加苏打盐碱型水稻土腐殖化程度逐渐增强。
2.2 不同种植年限苏打盐碱型水稻土WEOM三维荧光光谱图
不同有机物质的荧光激发光波长和发射光波长不同，因此由不同物质组成的土壤中的WEOM会呈现出不同的光谱图。根据文献[12]将光谱图分为5个区域：区域Ⅰ为类酪氨酸蛋白质（激发光波长和发射光波长范围分别为220~250 nm和280~330 nm）；区域Ⅱ为类色氨酸蛋白质（激发光波长和发射光波长范围分别为220~250 nm和330~380 nm)；区域Ⅲ为类富里酸（激发光波长和发射光波长范围分别为220~250 nm和380~480 nm)；区域Ⅳ为类溶解性微生物代谢产物(激发光光波长和发射光波长范围分别为250~360 nm和280~380 nm)，区域Ⅴ为类腐殖酸(激发光波长和发射光波长范围分别为250~420 nm和380~520 nm)。对所提取的WEOM进行荧光光谱分析，得到不同种植年限苏打盐碱型水稻土的WEOM组成的变化（图 1）。由图 1可知，不同种植年限下盐碱型水稻土的三维荧光光谱图的形状和各荧光线密度不同，与不种植水稻的土壤相比，水稻种植3和5年时，IV区的荧光密度较大, 这说明水稻种植3年后土壤中类溶解性微生物代谢产物较多，水稻种植20年土壤中WEOM在区域Ⅲ和区域Ⅴ的荧光线密度最大，而且可以看到明显的峰值，即土壤中类富里酸和腐殖酸类物质含量较大；随着种植年限的增加，土壤中WEOM的三维荧光线密度增强，尤其是在区域Ⅲ和区域Ⅴ，这说明水稻的种植有助于土壤产生类富里酸和腐殖酸类物质。这一结果与紫外光光谱分析一致。
![]()
图 1 不同种植年限苏打盐碱型水稻土水溶性有机物荧光光谱图图中区域Ⅰ、区域Ⅱ、区域Ⅲ、区域Ⅳ、区域Ⅴ分别为类酪氨酸蛋白质、类色氨酸蛋白质、类富里酸、类溶解性微生物代谢产物和类腐殖酸；荧光线密度越大说明荧光强度越强。Figure 1. Fluorescence spectrogram of WEOM in soda saline-alkaline paddy soil with different planting years of rice2.3 荧光峰位置与荧光强度分析
水溶性有机物的荧光强度所对应的激发光波长/发射光波长能够表明该区域的结构和组成特性。研究[12]表明，若荧光峰对应的激发光波长/发射光波长变大，即为红移，反之，即为蓝移；若是变化的波长出现在腐殖质类物质区，则说明腐殖质等芳香族化合物增多，有机物质的芳香度和分子质量增加。如表 2所示，在不同种植年限苏打盐碱型水稻土中，区域Ⅰ荧光峰的发射光波长从230 nm蓝移到225 nm，区域Ⅱ荧光峰的发射光波长从240 nm蓝移到225 nm，表明苏打盐碱土在种植水稻后，土壤中的蛋白类物质减少；区域Ⅲ发射光波长从455 nm红移到476 nm、区域Ⅴ发射光波长从466 nm红移到506 nm，即说明随着种植水稻年限的延长，水稻土WEOM中富里酸和腐殖质明显增多，有机物质的芳香度和分子质量增加。
表 2 不同种植年限苏打盐碱型水稻土WEOM荧光峰的光谱特征Table 2. The excitation/emission wavelengths and fluorescence densities of WEOM in soda saline-alkaline paddy soil with different planting years of rice种植水稻年限 荧光峰Ⅰ 荧光峰Ⅱ 荧光峰Ⅲ 荧光峰Ⅳ 荧光峰Ⅴ λ激发/λ发射 荧光强度 λ激发/λ发射 荧光强度 λ激发/λ发射 荧光强度 λ激发/λ发射 荧光强度 λ激发/λ发射 荧光强度 0 230/330 263 225/380 401 245/455 975 250/379 355 250/466 921 1 230/330 52 240/380 364 240/463 1 264 250/380 340 250/465 1 234 3 225/330 126 240/380 446 240/450 1 185 250/380 393 250/466 1 103 5 225/330 105 235/380 456 240/480 1 457 250/380 402 250/471 1 327 15 225/330 246 230/380 343 235/476 1 024 250/380 254 250/506 917 20 225/330 391 225/380 409 235/476 972 250/380 211 250/506 809 2.4 不同种植年限苏打盐碱型水稻土WEOM荧光区域的积分变化特征
为了定量揭示不同种植年限苏打盐碱型水稻土中WEOM的差异，用Matlab软件分别对6种土壤的有机物质组分的荧光值进行区域积分(图 2)，并计算各区域的积分值占总积分值的比例(图 3)。从图 2可以看出，WEOM的积分值为区域Ⅴ>区域Ⅲ>区域Ⅳ>区域Ⅱ>区域Ⅰ，即在苏打盐碱型水稻土中类腐殖酸>类富里酸>类溶解性微生物代谢产物>类色氨酸蛋白质>类酪氨酸蛋白质，并且各区域的积分值随着水稻种植年限的延长而增加。不同种植年限中，水稻土中类腐殖酸物质含量及类富里酸含量表现为：20年>15年>5年>3年>1年>0年；类溶解性微生物代谢产物表现为：15年>20年>5年>0年>1年>3年，这说明，不同种植年限苏打盐碱型水稻土WEOM以类腐殖物质、类富里酸和类溶解性微生物代谢产物为主，水稻种植使土壤中类腐殖物质含量增加，土壤熟化度增加。主要原因可能是水稻种植年限不断增加, 土壤中作物残体的累积及作物根系分泌的物质对微生物影响逐渐变大，微生物代谢产物逐渐增多，土壤中大量累积结构复杂且芳香度较高的腐殖酸和富里酸，然而结构相对简单的蛋白质类物质累积较少，或者由于其结构相对简单，更容易被微生物分解利用。
![]()
图 2 不同种植年限苏打盐碱型水稻土水溶性有机物荧光区域积分特征图中区域Ⅰ、区域Ⅱ、区域Ⅲ、区域Ⅳ、区域Ⅴ分别为类酪氨酸蛋白质、类色氨酸蛋白质、类富里酸、类溶解性微生物代谢产物和类腐殖酸。Figure 2. The fluorescence regional integration of WEOM in soda saline-alkaline paddy soil with different planting years of rice![]()
图 3 各区域积分占总积分的比例图中区域Ⅰ、区域Ⅱ、区域Ⅲ、区域Ⅳ、区域Ⅴ分别为类酪氨酸蛋白质、类色氨酸蛋白质、类富里酸、类溶解性微生物代谢产物和类腐殖酸。Figure 3. The percentage of region integral against the total图 3是各个区域积分占总积分的百分比。从图 3可以看出，随水稻种植年限区域Ⅰ和区域Ⅱ类蛋白质所占比例最低，区域Ⅲ富里酸所占的百分比没有明显的变化，区域Ⅳ类溶解性微生物代谢产物越来越多，区域V腐殖酸物质所占的比例在降低，种植20年土壤中类腐殖酸物质占土壤水溶性有机物质总量的百分比降低，这说明随种植年限增加，土壤中WEOM主要来源于微生物的分解代谢活动。
3. 讨论与结论
土壤水溶性有机碳是土壤活性有机碳库的重要组分部分[4]，其含量和性质能够反映土壤中有机碳的稳定性[17]，在陆地生态系统碳循环中发挥着重要作用。土壤WEOM可用来评价土地利用方式对土壤碳的动态影响，是评价土壤质量的重要指标[18]。WEOM是陆地生态系统碳库中的重要组成成分[19-21]。Christ等[22]研究表明，土壤中WEOM包括土壤本身的成分和由外部输入的成分，土壤中的生物废弃物、枯草落叶、植物根分泌物和有机物的水解产物，均能影响土壤中的WEOM的含量。耿春茂等[23]研究表明，WEOM的含量随pH的降低而增加。彭志刚等[24]研究发现，表层土壤中WEOM荧光强度比其他层土壤中的大。李明堂等[25]研究表明，大豆和玉米根部土壤WEOM的组成和结构不同，长期施用氮肥可对黑土土壤中WEOM的组成和结构产生影响。
本研究结果表明，随种植年限的延长，苏打盐碱型水稻土中土壤有机物含量逐渐增加，增加幅度为2.6%~64.2%，到种植20年时土壤有机质达到了最大值；而土壤WEOM的质量分数呈现先增加后逐渐降低的趋势，在种植3年时达到最大值(259.29 mg·kg-1)，而在种植20年最小，为19.29 mg·kg-1，WEOM占总有机质的比例与WEOM的变化趋势相同。随着种植年限的增加，苏打盐碱型水稻土中腐殖类物质以及含有不饱和双键的芳香族化合物含量增加，土壤WEOM的芳香度增加；不同种植年限苏打盐碱型水稻土中WEOM的三维荧光图谱形状和荧光强度不同，随着种植年限的增加，三维荧光强度和密度增加，尤其是区域Ⅲ和区域Ⅴ；与不种植水稻的土壤相比，苏打盐碱型水稻种植20年土壤中WEOM在区域Ⅲ和区域Ⅴ的荧光强度最大，而且可以看到明显的峰值。
在不同种植年限苏打盐碱型水稻土中，区域Ⅰ(类酪氨酸蛋白质)和区域Ⅱ(类色氨酸蛋白质)荧光峰的发射光波长发生了蓝移，而区域Ⅲ和区域Ⅴ发射光波长发生了红移现象，在腐殖酸浓度增大时，荧光粉会出现明显的红移；经过积分定量分析，不同土壤积分值为区域Ⅴ>区域Ⅲ>区域Ⅳ>区域Ⅱ>区域Ⅰ，即在苏打盐碱型水稻土中类腐殖酸>类富里酸>类溶解性微生物代谢产物>类色氨酸蛋白质>类酪氨酸蛋白型，其不同组分占总水溶性有机物质的百分比，随着种植年限的延长而变化，这说明水稻土中WEOM的含量和组成受种植的影响，在水稻种植20年时，类腐殖物质占水溶性有机物质的百分比最低，不同土壤中主要以类腐殖酸、类富里酸和类溶解性微生物代谢产物为主，种植增加了土壤中类富里酸和腐殖酸类物质含量，土壤WEOM芳香化程度增加。本研究证明三维荧光技术适合土壤中WEOM结构和组分的差异研究。
-
![]()
图 1 转Bt基因自交系检测
1：阳性对照Positive control，2：阴性对照Negative control，3：6DH85，4：6DH222，5：J1401，6：8DH273，7：8DH279，8：DL2000 DNA marker
Figure 1. Detection of transgenic Bt maize inbred lines
![]()
图 2 转Bt基因杂交种检测
1：DL2000 DNA marker，2：阳性对照Positive control，3：阴性对照Negative control，4：PH6WC×J1401，5：J1490×J1401，6：4DH10×J1401，7：PH1CPS×J1401，8：J1495×J1401，9：PH6WC×8DH273，10：J1490×8DH273，11：J1495×8DH273，12：PH1CPS×8DH273，13：4DH10×8DH273，14：PH6WC×8DH279，15：PH6WC×8DH279，16：J1495×8DH279，17：PH1CPS×8DH279，18：4DH10×8DH279
Figure 2. Detection of transgenic Bt maize hybrid lines
表 1 转Bt基因材料苗期、腊熟期田间抗虫表现
Table 1 Insect-resistance performance of transgenic Bt gene material at seedling stage and wax stage
组合
Combination苗期 Seedling stage 腊熟期 Maturation stage 食叶级别
Leaf-feeding
level虫害级别1)
Pest
level茎秆折断率/%
Stem breakage
rate雌穗被害级别
Ear damage level虫害级别1)
Pest
level茎秆折断率/%
Stem breakage
ratePH6WC×J1401 6.84 S 0 5.14 S 0 J1490×J1401 6.33 S 0 5.21 S 0 J1495×J1401 0 HR 0 1.00 HR 0 PH1CPS×J1401 6.98 S 0 5.27 S 0 4DH10×J1401 4.92 MR 0 5.29 S 0 PH6WC×8DH273 0.23 HR 0 1.00 HR 0 J1490×8DH273 0.89 HR 0 1.00 HR 0 J1495×8DH273 0 HR 0 1.00 HR 0 PH1CPS×8DH273 0 HR 0 1.00 HR 0 4DH10×8DH273 0 HR 0 1.00 HR 0 PH6WC×8DH279 0 HR 0 1.00 HR 0 J1490×8DH279 0 HR 0 1.00 HR 0 J1495×8DH279 0 HR 0 1.00 HR 0 PH1CPS×8DH279 0 HR 0 1.00 HR 0 4DH10×8DH279 0 HR 0 1.00 HR 0 8DH273 0 HR 0 1.00 HR 0 8DH279 0 HR 0 1.00 HR 0 6DH85 6.75 S 0 5.14 S 0 J1401 0.57 HR 0 1.00 HR 0 6DH222 6.41 S 0 5.05 S 0 PH6WC 6.23 S 0 5.13 S 0 J9D207 6.12 S 0 5.16 S 0 1) HR：高抗，R：抗，MR：中抗，S：感，高感：HS[16]
1) HR：High resistance，R：Resistance，MR：Medium resistance，S：Susceptivity，HS: High susceptivity
下载: 导出CSV
表 2 转Bt基因材料室内抗虫表现1)
Table 2 Indoor identification of insect resistance of transgenic Bt gene material
组合
Combination平均单头虫质量/mg
Average weight of each insect死亡率/%
Mortality组合
Combination平均单头虫质量/mg
Average weight of each insect死亡率/%
Mortality0 d 3 d 6 d 9 d 0 d 3 d 6 d 9 d PH6WC×J1401 8.50 17.10 41.50 60.40 0 J1490×8DH279 8.29 100 37.10 42.10 60.10 80.30 0 40.83 40.19 41.49 43.84 0 88.20 93.40 120.40 140.50 0 91.92 94.87 95.54 96.32 0 J1490×J1401 7.70 12.30 27.50 44.90 0 J1495×8DH279 7.84 100 44.20 49.80 65.70 87.30 0 39.16 38.94 39.61 42.59 0 88.40 95.10 116.90 130.10 0 89.60 91.51 94.35 94.89 0 J1495×J1401 8.30 100 PH1CPS×8DH279 6.93 100 42.00 44.60 47.30 49.60 0 39.48 39.51 41.26 42.11 0 84.40 99.10 96.50 98.40 0 87.52 90.46 92.13 95.62 0 PH1CPS×J1401 8.46 14.90 25.70 41.90 0 4DH10×8DH279 7.61 100 37.30 43.20 56.70 77.20 0 38.42 39.46 39.91 42.53 0 89.40 93.40 107.90 114.60 0 88.46 93.16 95.29 98.89 0 4DH10×J1401 8.76 11.70 19.60 36.80 0 8DH273 9.14 100 33.40 39.40 56.10 74.10 0 40.13 39.16 40.13 42.59 0 90.20 98.60 110.10 119.90 0 90.29 91.95 91.26 93.19 0 PH6WC×8DH273 8.37 100 8DH279 8.61 100 36.87 37.23 37.41 38.56 0 42.84 43.19 44.62 44.89 0 93.48 95.29 96.94 98.26 0 90.16 91.16 93.56 93.89 0 J1490×8DH273 7.89 100 6DH85 9.33 14.10 23.10 48.90 0 37.52 38.19 40.53 41.61 0 38.40 41.70 57.80 67.60 0 92.87 94.51 95.16 97.19 0 89.20 94.50 115.30 123.10 0 J1495×8DH273 8.06 100 J1401 9.70 100 34.13 33.81 34.13 36.45 0 34.50 36.40 35.10 37.20 0 88.24 91.19 93.46 94.60 0 85.50 87.60 97.80 97.50 0 PH1CPS×8DH273 9.23 100 6DH222 7.91 14.70 28.60 64.90 0 36.95 37.51 39.48 39.89 0 39.10 44.80 65.10 78.90 0 89.51 91.46 92.51 95.49 0 84.20 94.10 109.70 119.60 0 4DH10×8DH273 9.12 100 PH6WC 7.82 11.40 19.90 47.90 0 37.23 36.26 38.13 39.49 0 35.60 45.70 59.00 77.90 0 89.62 93.61 96.13 98.60 0 84.30 94.30 113.60 123.90 0 PH6WC×8DH279 8.16 100 J9D207 6.72 13.50 24.60 56.70 0 41.25 43.62 43.89 46.91 0 36.40 44.50 68.90 89.40 0 93.12 94.29 94.13 95.36 0 87.20 96.50 114.70 130.80 0 1) 表中数据空白处表示玉米螟虫已被转Bt基因玉米叶片毒死
1) Blank data in the table indicate that the corn locusts had been poisoned by the Bt gene maize leaves
下载: 导出CSV
表 3 玉米植株各性状方差分析1)
Table 3 Variance analysis of different characters of maize plant
变异来源
Variance sourceDF 穗长
Ear length穗粗
Ear coarse秃尖长
Baretop length穗质量
Ear weigh百粒质量
100-grain weight产量
Yield组合 Combination 29 656.71** 8.85** 203.30** 855.39** 417.84** 622.40** 亲本 Parent 28 229.00** 5.36** 166.63** 254.39** 115.37** 296.03** 误差 Error 39 0 0.99 0 3.55 0.05 0.01 1) “*”和“**”分别表示影响达到0.05和0.01的显著水平
1) “*” and “**” indicate the effect reaches 0.05 and 0.01 significance levels, respectively
下载: 导出CSV
表 4 不同组合产量多重比较
Table 4 The multiple comparisons of area yield in different combination
组合
Combination产量1)/
(×103 kg·hm−2)
Yield增产/%
Yield
increase是否含Bt基因
Whether or not containing
Bt gene组合
Combination产量1)/
(×103 kg·hm−2)
Yield增产/%
Yield
increase是否含Bt基因
Whether or not containing
Bt gene4DH10×8DH279 15.20a 31.10 是 Yes PH6WC×6DH85 13.15hi 13.36 否 No PH6WC×8DH279 14.90ab 28.45 是 Yes J1490×J1628 12.88ij 11.03 否 No 4DH10×8DH273 14.67bc 26.48 是 Yes J1495×J1401 12.76ijk 10.04 是 Yes J1490×8DH279 14.47bcd 24.75 是 Yes J1490×6DH85 12.75ijk 9.88 否 No PH6WC×8DH273 14.36cde 23.83 是 Yes 4DH10×J1668 12.55jk 8.20 否 No J1490×8DH273 14.11def 21.68 是 Yes PH1CPS×6DH222 12.50jk 7.79 否 No PH1CPS×8DH279 14.02defg 20.87 是 Yes PH1CPS×J9D207 12.39ljk 6.84 否 No J1495×J9D207 13.97defg 20.39 否 No PH6WC×J1668 12.32lk 6.17 否 No J1495×8DH279 13.89efg 19.70 是 Yes J1495×J1628 11.72l 1.05 否 No J1495×8DH273 13.66fgh 17.73 是 Yes 先玉335(CK) 11.60l 否 No 4DH10×J1628 13.58gh 17.11 否 No 4DH10×J1401 9.65m −16.81 否 No 4DH10×J9D207 13.52gh 16.52 否 No PH1CPS×J1401 8.48n −26.91 否 No PH1CPS×8DH273 13.25hi 14.22 是 Yes J1490×J1401 7.99no −31.10 否 No PH6WC×J1628 13.24hi 14.14 否 No PH6WC×J1401 7.70o −33.62 否 No 1) 同列数据后的不同小写字母表示差异显著(P < 0.05, Tukey法)
1) Different lowercase letters of the same column indicate significant difference (P < 0.05, Tukey method)
下载: 导出CSV
表 5 转Bt基因材料产量性状的杂种优势
Table 5 Heterosis of transgenic Bt gene materials
% 组合
Combination平均优势
Average
heterosis对照优势
Control
heterosis组合
Combination平均优势
Average
heterosis对照优势
Control
heterosis组合
Combination平均优势
Average
heterosis对照优势
Control
heterosisPH6WC×6DH85 115.56 14.63 PH6WC×J9D207 71.61 −5.11 4DH10×8DH273 124.85 26.48 J1490×6DH85 102.29 11.11 J1490×J9D207 58.61 −9.53 PH6WC×6DH222 61.77 −11.84 J1495×6DH85 36.63 −26.65 J1495×J9D207 118.17 21.74 J1490×6DH222 46.64 −17.53 PH1CPS×6DH85 81.01 0.93 PH1CPS×J9D207 86.66 8.04 J1495×6DH222 33.85 −26.38 4DH10×6DH85 59.55 −15.75 4DH10×J9D207 114.55 17.83 PH1CPS×6DH222 90.97 9.00 PH6WC×J1401 37.51 −32.88 PH6WC×J1628 88.18 15.42 4DH10×6DH222 47.65 −20.09 J1490×J1401 37.81 −30.32 J1490×J1628 77.99 12.27 PH1CPS×8DH279 98.48 20.87 J1495×J1401 125.60 11.27 J1495×J1628 65.24 2.19 4DH10×8DH279 126.13 31.10 PH1CPS×J1401 43.81 −26.09 PH1CPS×J1628 53.46 −1.92 PH6WC×J1668 100.43 7.36 4DH10×J1401 73.67 −15.88 4DH10×J1628 94.26 18.42 J1490×J1668 80.47 −0.19 PH6WC×8DH273 118.69 23.83 PH6WC×8DH279 120.15 28.45 J1495×J1668 75.73 −4.98 J1490×8DH273 108.53 21.67 J1490×8DH279 107.67 24.75 PH1CPS×J1668 63.35 −8.29 J1495×8DH273 106.10 17.73 J1495×8DH279 103.41 19.70 4DH10×J1668 105.71 9.41 PH1CPS×8DH273 93.03 14.22
下载: 导出CSV
-
[1] 禚元春. 吉林省玉米主要虫害防治方法[J]. 农业与技术, 2014(11): 153-153. doi: 10.3969/j.issn.1671-962X.2014.11.136 [2] 宋苗, 汪海, 张杰, 等. 转Bt cry1Ah基因抗虫玉米对亚洲玉米螟、棉铃虫和黏虫的抗性评价[J]. 生物技术通报, 2016, 32(6): 69-75. [3] 康岭生, 王玉民, 等. 转Bt基因玉米的抗螟性及产量分析[J]. 玉米科学, 2009, 17(1): 62-64. [4] 罗梅浩, 刘建兵, 付贵成, 等. 转Bt基因玉米对亚洲玉米螟的抗性研究[J]. 河南农业大学学报, 2007(1): 77-80. doi: 10.3969/j.issn.1000-2340.2007.01.018 [5] KOZIELM G, BELAND G L, BOWMAN C. Field performance of elite transgenic maize plants expressing an insecticidal protein derived from Bacillus thuringinesis[J]. Nat Biotechnol, 1993, 11: 194-200. doi: 10.1038/nbt0293-194
[6] 段灿星, 王晓鸣, 朱振东. 作物抗虫种质资源的研究与应用[J]. 植物遗传资源学报, 2003, 4(4): 360-364. doi: 10.3969/j.issn.1672-1810.2003.04.018 [7] SHELTON A M, ZHAO J Z, ROUSH R T. Economic, ecological, food safety, and social comsequences of the deploymen of Bt transgenic plant[J]. Annu Rev Entomol, 2002, 47: 845-881. doi: 10.1146/annurev.ento.47.091201.145309
[8] 杨召军, 郎志宏, 张杰, 等. 转Bt cry1Ah/cry1Ie双价基因抗虫玉米的研究[J]. 中国农业科技导报, 2012, 14(4): 39-45. doi: 10.3969/j.issn.1008-0864.2012.04.06 [9] 黎月嫦. 转cry30Fal基因抗虫水稻研究[D]. 雅安: 四川农业大学, 2013. [10] 罗赛男. 用DefH9-iaaM和TERF1基因转化糖橙的研究[D]. 长沙: 湖南农业大学, 2008. [11] 崔杰. 抗虫Bt基因cry1Ac甜菜叶绿体遗传转化与表达研究[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学, 2009. [12] 林拥军. 农杆菌介导的水稻转基因研究[D]. 武汉: 华中农业大学, 2001. [13] 张玲. 抗草甘膦转基因玉米的抗性鉴定、遗传分析及回交转育[D]. 雅安: 四川农业大学, 2016. [14] 李永生. 抗真菌双T-DNA植物表达载体构建及农杆菌介导的玉米茎尖遗传转化[D]. 兰州: 甘肃农业大学, 2012. [15] 杨芳. 豌豆过氧化氢酶基因在玉米中的转化[D]. 济南: 山东师范大学, 2006. [16] 中华人民共和国农业部. 转基因植物及其产品环境安全检测: 抗虫玉米: 农业部953号公告—10.1—2007[S]. 北京: 中国农业出版社, 2007. [17] 李桂玲. 玉米转Bt基因后代的抗虫性鉴定研究[D]. 郑州: 河南农业大学, 2002. [18] 唐启义, 冯明光. 实用统计分析及其DPS数据处理系统[M]. 北京: 科学技术出版社, 2002. [19] 张天真. 作物育种学总论[M]. 北京: 中国农业出版社, 2003: 148. [20] 朱卫红, 王庆东, 刘宗华, 等. 玉米转Bt基因后代的抗虫性鉴定及其遗传分析[J]. 河南农业大学学报, 2004, 38(2): 135-138. doi: 10.3969/j.issn.1000-2340.2004.02.004 [21] 李余良, 胡建广, 苏菁, 等. 基因枪法转Bt/GNA基因超甜玉米植株的获得及抗虫性鉴定[J]. 分子植物育种, 2007, 5(4): 461-466. doi: 10.3969/j.issn.1672-416X.2007.04.003 [22] 刘清, 萧浪涛, 吴顺, 等. 农杆菌介导法将反义蜡质基因转入杂交稻亲本[J]. 分子植物育种, 2006, 4(4): 500-505. doi: 10.3969/j.issn.1672-416X.2006.04.009 [23] 罗梅浩, 李潮海, 郭线茹, 等. 转Bt基因玉米对亚洲玉米螟的抗性及其农艺性状研究[J]. 玉米科学, 2006, 14(4): 14-16. doi: 10.3969/j.issn.1005-0906.2006.04.005 [24] 武淑香, 李晓辉, 殷奎德, 等. 玉米转基因育种回顾[J]. 玉米科学, 2007, 15(4): 63-66. doi: 10.3969/j.issn.1005-0906.2007.04.017 [25] 王成. 生物技术在玉米育种中的应用[J]. 农业与技术, 2017, 37(4): 36-37. [26] 李聪, 李娜, 程贯召, 等. 玉米转基因育种研究进展[J]. 江苏农业科学, 2012, 40(11): 85-89. doi: 10.3969/j.issn.1002-1302.2012.11.032
计量
- 文章访问数: 1620
- HTML全文浏览量: 40
- PDF下载量: 1113
