全 文 ：第 l0卷 第 3期
2 0 0 2年 9月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco—Agriculture
vOI．10 NO．3
Sept．， 2002
快速检测抗除草剂拿捕净基因流的方法初探
康文 霞 杨 虹 李桂琴 闰洪波
(平 山 县农 业局 平 山 050400) (河 北经 贸大学 生 物工 程 系 石 家庄 050061)
摘 要 实 验探 讨 了快 速 检 测 抗 除 草 剂 拿 捕 净 (Sethoxydim)基 因 流 的 方 法 ，该 方 法 核 心 是 用 双 氧 水 和 赤 霉 素
(GA，)打破 青 狗尾 草 种子 的 休 眠 ，让 其 在 含适 宜 剂量 的 除 草剂 基 质上 发 芽 ，在 暗处 生长 4d后 仅 通 过 测量 种 子 发芽
后 的 幼芽 生长 、形 态差 异 即鉴定 出抗 、感 除 草剂 种子 ，从 而达 到快 速 检测 的 目的。
关键 词 抗 除草 剂基 因流动 青狗 尾 草 休 眠
Probing into the method of prompt test of herbicide(Sethoxydim)一resistant gene flow．KANG Wen—Xia(Agricultural
department of Pingshan County，Pingshan 050400)，YANG Hong，LI Gui—Qin，YAN Hong—Bo(Department of biology
engineer，Hebei Economic and Trade University，Shijiazhuang 050061)，CJEA，2002，10(3)：136～138
Abstract A method of testing herbicide(Sethoxydim)一resistant gene flow has been probed in this experiment The main
point of the method includes three parts，break dormancy of green foxtail seeds with H2 Oe and GAs，weed seeds germi—
nated on the medium containing aptitude dose of Sethoxydlm ，measure the young seedling growth after 4 days of germina—
tion．
Key words Herbicide—resistant gene flow，Green foxtail，Dormancy
2000年全世界转基因植物达 35科 120余种 ，种植面积为 4420万 hm ，其中转基因抗除草剂植物占全部
转基 因植物种植 面积的 74％ 。抗 除草剂基 因可以通 过基 因流 动 (Gene flow)转 移到 其野 生近缘 种 中使其
近缘 种变 成超级杂草。～ ，从而产生一 系列生 态 问题 。检测 抗 除草剂 基 因流动 是研 究抗 除草 剂植 物生 态
安全性 的重 要手段之一 ，传统 的检测抗除 草剂 基 因流方 法是 向可能 发生基 因流 的后代 幼苗 上 喷洒适 宜浓 度
的除草剂溶液来 筛选抗 除草剂基 因后 代 ，这些 方法所需 时 间长 、检测速 度慢 且工 作量 较大 等 ，故寻 找一 种
简单 而又快速 的鉴定抗 除草剂基 因流的方法具有 重要意义 。
1 试 验材料与方法
选择不抗 除草剂拿 捕净 (Sethoxydim)的谷 子品种“冀 谷 11”、抗 除草剂谷子 “SR3522”和青狗尾 草(Setar—
ia viridis)作试 验材料 。青 狗尾草种 子分别采集 于石家庄和北 京两地使用 除草剂拿捕净 田块周 围 的含感 、抗
除草剂拿捕 净 2种类型植 株 ，拿捕净 由 日本 Nisso株式会 社生 产 ，有 效成分为 12．5％乳油制剂 。试 验分别 配
制 0mg／kg lmg／kg 2mg／kg 4mg／kg 8mg／kg、15mg／kg 24mg／kg 30mg／kg、60mg／kg、120mg／kg、500mg／kg、
1O00mg／kg、1500mg／kg、1900mg／kg和 2500mg／kg的拿捕 净溶液 ，取直径 为 12cm 的培 养皿 ，放 人直 径 0．5～
0．6ram 的玻璃珠 ，再放 人不同浓度 的除草剂溶液 30mL，然后 放上 滤纸 并在 滤纸 中间 上划横 线 ，在横 线 两边
分别放 “SR3522”和“冀 谷 11”籽粒各 35粒 、整张滤纸 上放 70粒青狗尾 草种子 ，每处理 3个重复 ，于恒 温 25℃
暗箱 中培养 72h后 分别测量 种子发芽率 、芽 和根的长度 ，并记 录抗 、感两类 芽和根 的生 长特性 等 ，从 中筛选 出
检测时所 用的除草剂适 宜浓度 。取青尾狗 草种 子 用纱 布包好 ，双氧 水 8～10h浸泡 后 ，取 出晾 干 ，在 2～6℃
条件下用 1000mg／kg浓度 的赤霉素 (GA )溶 液进行打破 种子 休 眠处理 ，晾干 后进行 种子 发芽 培养 与幼 芽生
长状况 的测定 (方法 同上 )。在 65cm×45cm×15cm 的塑料箱 中放 入 500g干燥 的蛭石 ，与除草 剂拿捕净溶液
(85mg／kg)3L搅拌 均匀后平铺 在塑料箱底 ，将计 数方格滤纸平 展放在蛭 石上 ，分别 将经休眠处理 与未处理青
狗尾草种子均匀撒至滤纸上置于 25～30~C暗室中培养 4d后，进行发芽率、幼芽生长、形态特征的观察与测
定 。同时在直径 为 12cm 的培养皿 中放人直径 0．5～0．6mm 的玻璃 珠 ，再放 人除草 剂溶 液(85mg／kg)30mL，
然后放 上滤纸并在 滤纸上分别均 匀撒人经休 眠处理 与未处 理青 狗尾草 种子 100粒 ，进 行发 芽率测 定 。在低
除草 剂剂量下 ，芽和根 的生 长长 度与除草剂剂量 之间关 系符合 非线性方程 为 ：
收稿 日期 ：2002—03—12 改回日期 ：2002—03—24
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第 3期 康 文 霞 等 ：快速 检 测抗 除 草剂 拿捕 净 基 因流 的方 法 初探 l37
= 是／(1+e )+d (1)
式 中 ， 为依变 量(代表根或芽 的长度 )， 代表除草剂 浓度 ，是、b、g、d为非 线性 方程 曲线特 征参数 。抑制 芽
或 根 1／2长度时除草剂溶液 的浓度 (GR )等于 e～。并进 行统计及 回归分析 。
2 结果与分析
2．1 适宜除草剂浓度的筛选
不 同除草 剂浓度条件 下 2个谷子 品种 及青狗尾草种 子发芽 变化结果表 明(见表 1)，高浓度 除草剂溶液
抑制 谷子 及青 狗尾 草 种 子 的萌 发 ，使 发 芽 表 1 除草剂浓度对 2个谷子品种及青狗尾草种子发芽率的影响
率降低，3个试验材料的种子发芽率均表
现 出 相 同 变 化 趋 势 ，当 除 草 剂 浓 度 为
120mg／kg时 ，3个试 验 材料 的种 子 发芽 率
降到 80％左右 。要 选 择鉴 别 抗 、感 除草 剂
植 株 ，所用 除草 剂浓 度 既不 能 使 种子 的发
芽 率受太 大影 响 ，又能使抗 、感种 子发芽 后
的 生 长 表现 出 明显 差 别 ，故其 适宜 浓 度应
Tab．1 Germinate ratio of the seeds of foxtai[milet and green foxtai[
under different herbicide c0ncentrations
<120mg／kg。由 2个谷子品种种子 萌发后幼芽及根的生长与除草剂浓度之 间关系的有关参数可知 (见表 2)，
表 2 芽、根长度与除草剂剂量非线性方程参数表 2个 品种对 除草 剂浓度 的变化有不 同的
Tab．2 Equation parameters of relation between herbicide concentration
and the length of shoot and rot
*表 中 拈 号 内 为 准 差
净的适宜 浓度应为 50～120mg／kg之 间 ，在 后 面的试 验 中所 用 除
草剂浓度为 85mg／kg。
2．2 幼苗不同部位对除草剂敏感性的差异
2个谷子 品种 幼芽 和根 长与 除 草剂 处理浓 度 的关 系见 图 1，
幼芽 比胚 根对除草剂 的敏感程度 大得多 ，经计算 ，感 、抗 除草 剂种
子幼 芽的 GR 比值为 19．18，而感 、抗除草剂种 子胚根 的 GR 比
值仅 为 7．11。本试验结 果表 明 ，以幼芽 的生 长作 为鉴 别感 、抗 除
草剂种 子的标准较 为合适 。
2．3 打破休眠处理对青狗尾草种子发芽的影响
试 验条件下 未经打破休眠处 理 的青狗尾 草种 子发芽率 ，采 自
石家庄的样品为 29．7％～31．3％，采 自北京的样品为 21．7％～
皇
乓
l 2 3 4 5
萌发后天数／d
图2 感、抗除草剂拿捕净青狗尾草幼芽生长的变化
Fig 2 Growth changes of young seedlings of sensitive
and resistant green[oxtail weed to Sethoxydim
26．3％。而经过打 破休
眠处理 的种子发芽 率采
敏感性 ，抗性 品种 敏感 性表 现较 低 。进
一 步测定分析表明，在“SR3522”、“冀谷
11”和青狗尾 草 的幼芽 和根 的生 长 受到
50％抑 制 时 ，其 除 草 剂 浓 度 分 别 为
57．56mg／kg、29．08mg／kg、27．65mg／kg和
3．00mg／kg、4．09mg／kg、3．62mg／kg。 因
此 ，鉴别 青 狗 尾草 的感 、抗 除 草 剂 拿 捕
I
0 2O 4O 6O 80 1OO 12O
处理浓度／_g．kg
图 1 低浓度处理与感、抗除草剂种子芽和根长的关系
Fig．1 The shoot and root growth of milet
seedling under low herbicide concentration
自石家庄 的样品 为 84．6％～86．7％，采 自北京 的样 品为 73．3％ ～
74．4％。双氧水 +GA 处理明显解除 了种子休眠 ，并促进 了种子
萌 发。
2．4 感、抗除草剂拿捕净的青狗尾草种子鉴定
采 自田间的青狗尾草种子经过打破休眠处理并经 85mg／kg浓
度拿捕净溶液处理后，其幼芽生长表现出 2种类型，即感除草剂类
型 、抗 除草剂类型 (见 图 2)。感 除草剂 种子的幼芽 长至 5～6mm 时
停 止生长 ，在对除 草剂敏感部 位紧 临生 长点 处靠 近种 子 的部 位 、芽
的中部依次发褐 变 霉 ，从 对 除 草剂 敏感 的 部 位开 始扩展 到 整 个幼
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l38 中 国 生 态 农 业 学 报 第 lO卷
芽并逐 渐枯萎 ，4d后 死亡 。而抗 除草剂种 子的 幼芽可 继续 正 常生 长到 30ram 以上 ，其 生长点 是 饱满 的呈 浅
黄绿 色 ，从 塑料箱 中取 出移栽可 以成活 。
3 小结与讨论
青 狗尾 草种子 在 自然状态下 一般需 2．5年左右 的休 眠期 。解 除青 狗尾草 的休 眠是进行快 速检测谷子抗
除草 刺基因流的基础 。1996年 Heap提 出一种快速 鉴定 抗除 草剂 拿捕 净基 因流 的方 法 ，该方 法需 要植 物先
在特制培 养基上生长然 后再 移栽 ，21d后通过 称其 干物 质 量才 能分辨 出感 、抗除 草剂植 株 ，该 方法 因 未采取
解除青 狗尾草休眠 的处理 ，用 于对 当年杂草种子 的测 定较 困难 ，且其测 定时 间较长 。本试验方法 采取解 除种
子休 眠 、通过测 定幼芽 的生 长即可对 感 、抗 除草剂 拿捕 净 的植株 进 行鉴 定 ，与 Heap的方法 相 比具 有 明显 的
优点 ，但作 为一种快速检测 方法仅是初 步研究 ，尚有待 于进 一步深入研 究与完善 。
参 考 文 献
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2 钱迎倩 经遗传修饰生物体的研究进展及其释放后对环境的影响 J] 生态学报 ，1998，1 8(1)：1～9
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