摘要
野生大豆（Glycine soja Sieb.et Zucc.）是栽培大豆（Glycine max(Linn.)Merr.）的祖先，两者同属G染色体组，具有相同的染色体数（2n=40），在自然条件下能够发生基因互渗。中国是野生大豆的起源地和遗传多样性中心，野生大豆在中国分布广泛且分布区与栽培大豆高度重合。如果抗除草剂转基因大豆的抗性基因漂移到野生大豆中，产生适合度较高的杂交后代，可能会对生态环境造成威胁，同时破坏野生大豆的遗传多样性。前期已明确了抗草甘膦转基因大豆T14R1251-70与9种野生大豆的杂交亲和性，并评价了不同地区6种野生大豆与转基因大豆杂交F1-F4的适合度，并未发现不同种群杂交后代出现性状分离，供试杂交后代均具有较高的适合度。本文以采集于内蒙包头（IMBT）、河南商丘（HNSQ）、江苏南京（JSNJ）三种野生大豆的F1为材料，研究它们在单种农田土下的适合度；以IMBT和HNSQ的F2为材料，研究它们在单种荒地土（PW）、单种农田土（PF）、与杂草混种荒地土（MW）、与杂草混种农田土（MF）共4种种植条件下的适合度，并分析IMBT F2自交种的种皮结构对硬实率的影响；以IMBT F3为材料研究F3性状分离后不同类型后代的适合度。目的是为深入评估抗除草剂转基因大豆向野生大豆基因漂移的生态风险提供试验数据，并为抗除草剂转基因大豆的环境安全性评估提供理论依据。主要研究结果： 1.F1的适合度 无选择压的农田土下，三种野生大豆与转基因大豆F1的适合度研究结果表明，3种F1划破种皮后的出苗率介于43.33%~66.67%，显著低于相应的野生大豆。三出复叶时的株高除HNSQ F1与其野生大豆相当，另2种F1均低于亲本野生大豆。三种F1的离体花粉萌发率均低于其野生大豆。单株结荚数：HNSQ F1及JSNJ F1显著低于其野生大豆，IMBT F1与野生大豆相当；3种F1的单株种子数、单株饱粒数均显著低于其野生大豆；百粒重：IMBT F1和JSNJ F1的显著大于其野生大豆，HNSQ F1的显著小于其野生大豆；单株种子重：IMBT F1和JSNJ F1显著大于其野生大豆，HNSQ F1显著小于其野生大豆。IMBT F1、HNSQ F1、JSNJ F1的总适合度分别为1.25、0.87和1.00，只有IMBT F1大于其野生大豆。尽管如此，3种F1均能产出317.09~571.00粒饱满种子，均有较高的生存适合度。 2.F2的适合度 IMBT F2的划种出苗率为75%，显著高于其野生大豆；株高在4种种植条件下显著高于野生大豆，地上部干生物量除MF下与IMBT相当，其他条件均显著大于野生大豆；4种条件下离体花粉萌发均显著小于其野生大豆；在PF、PW、MF下，IMBT F2的单株结荚数、单株种子数、单株饱粒数均显著低于其野生大豆，在MW下与野生大豆相当，IMBT F2的单株种子重、单株饱粒重及百粒重显著高于野生大豆。HNSQ F2的出苗率为72.5%，与野生大豆相当；株高在PW和MW显著高于野生大豆；4种条件下离体花粉萌发均显著小于HNSQ；HNSQ F2的单株结荚数、单株种子数、单株种子重、单株饱粒数及单株饱粒重、百粒重、地上干生物量在4种种植条件下均显著高于野生大豆。 在4种种植条件下，两种F2总体上来说均呈现出单种农田土的适合度最高，单种荒地土和混种荒地土的适合度相当，且处于中间，混种农田土适合度最低，且与各自的野生大豆趋势一致。说明F2在杂草竞争下均能完成生活史，且总适合度相当于或高于其野生大豆。F2自交种子的种脐开放程度及种皮表面的凹陷小孔是影响硬实率的关键因素，且F2自交产生的种子中存在硬实率较高的种子，意味着即使在环境不适宜条件下这些后代仍有存活的可能性。 3.F3的表型分离和适合度 以抗草甘膦转基因大豆与IMBT F3中种皮颜色与野生大豆相近的黑色、褐绿色和褐黄色且硬实率较高的种子为研究对象，测定这些后代的营养和生殖性状，并测定F3自交产生的不同硬实率种子的越冬能力。供试种皮色不同的150株F3均能在农田土盆栽条件下完成生活史，并能产生80~1300粒饱满种子。依据24个性状指标进行聚类分析，将F3划分为三大类：其中F3-1中单株结荚数、单株种子数、单株饱粒数均显著小于野生大豆，且在三类中适合度最低；F3-2中单株结荚数、单株种子数、单株饱粒数均显著大于野生大豆，且在三类中适合度最高；F3-3中单株结荚数、单株种子数、单株饱粒数均显著大于野生大豆，适合度处于F3-1和F3-2之间。3类F3的总适合度均显著大于野生大豆。F3自交种子中低硬实率（＜20%）的种子几乎无法越冬，而高（＞80%）、中（约50%）硬实率的种子中有62.5%、32.5%能越冬。综上所述，不同类型F3植株均能完成生活史产生后代，且部分后代有越冬能力。 综合以上结果表明得出，IMBT F1、HNSQ F1以及JSNJ F1均能萌发且完成生活史，能产生较多的可育后代。IMBT F2和HNSQ F2在单种、混种以及有无杂草竞争条件下均具有较高的生存和繁殖能力。IMBT F3分离出的各种类型，且它们的适合度均显著高于野生大豆。因此，抗除草剂转基因大豆向野生大豆发生基因漂移后可能产生的生态风险需谨慎对待。
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