王園園,劉琳莉,李雷,戴偉民,強(qiáng)勝,宋小玲

(南京農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,江蘇 南京 210095)

轉(zhuǎn)基因水稻的環(huán)境釋放給人們帶來利益的同時(shí),其潛在的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)也引起廣泛關(guān)注,其中最值得關(guān)注的風(fēng)險(xiǎn)之一是轉(zhuǎn)基因水稻的雜草化。包括轉(zhuǎn)基因水稻的抗性基因通過花粉漂移到雜草稻中,產(chǎn)生攜帶抗性基因的雜交后代可能引起的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn),以及轉(zhuǎn)基因水稻的自身雜草化[1-2]。

作物是經(jīng)人類對(duì)野生植物的長期馴化和培育獲得的,因此許多作物本身都存在作物-雜草-野生種的復(fù)合狀態(tài)[3]。原本自然分布或人工栽培的植物,在新的人工種植條件下能自然繁殖,其種群變?yōu)殡s草的演化過程就是植物的雜草化[4]。水稻(OryzasativaL.)具有伴生的同屬同種的近源雜草——雜草稻(Oryzasativaf.spontanea),因此在轉(zhuǎn)基因水稻商業(yè)化釋放前對(duì)其雜草化的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估非常必要。

花粉介導(dǎo)的基因漂移是轉(zhuǎn)基因水稻向伴生同屬同種雜草稻逃逸的主要途徑[5]。轉(zhuǎn)基因水稻的抗性基因通過花粉漂移到雜草稻中能產(chǎn)生適合度較高的抗性雜草稻,因此導(dǎo)致雜草稻防治困難[6]。由于不同轉(zhuǎn)基因水稻導(dǎo)入基因的種類和插入位點(diǎn)等不同,其自身雜草化的風(fēng)險(xiǎn)也存在差異[7-8]。余柳青等[9]發(fā)現(xiàn)抗草銨膦的轉(zhuǎn)基因水稻99-1比常規(guī)粳稻‘秀水11’具有更強(qiáng)的競(jìng)爭力。Jung等[10]發(fā)現(xiàn)抗原卟啉原氧化酶抑制劑類除草劑轉(zhuǎn)基因水稻T4和T5的產(chǎn)量與受體水稻相比略低。崔榮榮等[8]在農(nóng)田生態(tài)環(huán)境有雜草競(jìng)爭條件下比較抗草銨膦轉(zhuǎn)基因水稻‘明恢86B’與受體‘明恢86’以及雜交稻‘汕優(yōu)63’在不同播期及播種密度下的競(jìng)爭能力、繁育能力、落粒性及種子生存能力后發(fā)現(xiàn),‘明恢86B’演化為雜草的可能性較低。Chun等[11]發(fā)現(xiàn)抗原卟啉原氧化酶抑制劑轉(zhuǎn)基因水稻的競(jìng)爭能力弱于受體水稻。

對(duì)抗蟲轉(zhuǎn)基因水稻,其適合度表現(xiàn)與蟲壓有密切關(guān)系。Tu等[12]發(fā)現(xiàn)抗蟲轉(zhuǎn)基因雜交稻‘Bt-秈優(yōu)63’在田間自然靶標(biāo)蟲壓(50%～60%)下與親本‘明恢63’相比具有更高的生存競(jìng)爭能力。Chen等[13]發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)Bt基因、轉(zhuǎn)CpTI基因和轉(zhuǎn)Bt/CpTI雙價(jià)基因水稻在低蟲壓下與受體‘明恢86’混種時(shí)表現(xiàn)出一定的適合度代價(jià),在中蟲壓下與受體‘明恢86’混種時(shí)均沒有表現(xiàn)出適合度代價(jià)。張富麗等[14]發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)Bt抗蟲水稻Bt63、R1、R2在低蟲壓(<18%)條件下的分蘗數(shù)、生物量鮮質(zhì)量與非轉(zhuǎn)基因普通栽培水稻‘Ⅱ優(yōu)838’相比無顯著差異,但株高、穗長和穗質(zhì)量顯著低于‘Ⅱ優(yōu)838’;但在高蟲害脅迫條件(35%)下,3種轉(zhuǎn)Bt基因水稻的這些指標(biāo)均明顯高于‘Ⅱ優(yōu)838’。

目前,對(duì)復(fù)合性狀轉(zhuǎn)基因水稻的生存競(jìng)爭能力的報(bào)道較少。Huang等[2]研究抗蟲抗草銨膦轉(zhuǎn)cry1C*/bar基因水稻T1c-19的競(jìng)爭能力、繁育能力、落粒性、種子萌發(fā)能力和活力保存能力,發(fā)現(xiàn)T1c-19的自身雜草化可能性較小。

本研究以復(fù)合性狀轉(zhuǎn)cry2A*/bar基因水稻T2A-1為供試材料,研究其競(jìng)爭能力及種子生存能力,評(píng)價(jià)T2A-1的自身雜草化風(fēng)險(xiǎn),為T2A-1申請(qǐng)安全證書提供安全性評(píng)估資料,同時(shí)也為制定復(fù)合性狀轉(zhuǎn)基因水稻風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)提供試驗(yàn)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

復(fù)合性狀轉(zhuǎn)cry2A*/bar基因水稻T2A-1由華中農(nóng)業(yè)大學(xué)作物遺傳改良國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育,是采用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化方法將人工改造合成并獲得自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的抗蟲基因cry2A*導(dǎo)入到優(yōu)良的恢復(fù)系秈型水稻‘明恢63’(MH63)獲得的[15]。T2A-1在篩選過程中使用了抗草銨膦bar基因作為選擇標(biāo)記,因此T2A-1具有很好的抗草銨膦特性。田間試驗(yàn)結(jié)果表明,T2A-1遺傳穩(wěn)定,對(duì)二化螟、三化螟和稻縱卷葉螟表現(xiàn)出高度的抗性,同時(shí)具有很好的抗草銨膦特性,農(nóng)藝性狀與受體‘明恢63’基本一致,具有巨大的產(chǎn)業(yè)化前景[15-16]。南京本地常規(guī)秈型水稻‘中蓮恢510’(LC)和江蘇泰州雜草稻(WRTZ)由筆者所在的雜草研究室提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于農(nóng)業(yè)農(nóng)村部批準(zhǔn)的轉(zhuǎn)基因作物安全性評(píng)估試驗(yàn)基地(32.011569N,118.624535E)進(jìn)行。按照常規(guī)稻田的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)整個(gè)生長期水稻進(jìn)行水肥和病蟲害管理。試驗(yàn)完成后所有剩余材料全部燒毀。在試驗(yàn)田的周圍沒有種植水稻,并且在試驗(yàn)田四周種植玉米,符合國家相關(guān)規(guī)定。

1.2.1 種植方式試驗(yàn)于2017年5月25日—10月10日進(jìn)行。以T2A-1、MH63、LC和WRTZ為供試材料。單種條件下,每種供試材料飽滿種子浸種24 h后,點(diǎn)播于2 m×2 m的小區(qū)內(nèi),每點(diǎn)播種1粒種子,2點(diǎn)距離20 cm,每個(gè)小區(qū)播種11行11列,每行、每列均11粒種子,共121粒種子。每處理4次重復(fù),小區(qū)隨機(jī)區(qū)組分布。

在混種條件下,T2A-1分別與MH63、LC和WRTZ相鄰混種,選取T2A-1飽滿種子60粒,MH63、LC或WRTZ的飽滿種子61粒,浸種24 h后,相鄰點(diǎn)播于2 m×2 m的小區(qū)內(nèi),每點(diǎn)播種1粒種子,2點(diǎn)距離 20 cm。每種混種組合4次重復(fù),各混種小區(qū)隨機(jī)區(qū)組分布,共12個(gè)區(qū),各小區(qū)間隔0.5 m。

試驗(yàn)期間人工拔出單種和混種小區(qū)內(nèi)的雜草,保持無雜草狀態(tài),田間保持1～3 cm水層,并在分蘗期和灌漿期分別施用1次高光效復(fù)合肥(450 kg·hm-2,江蘇中東化肥股份有限公司)。試驗(yàn)期間,不使用殺蟲劑,試驗(yàn)期間的靶標(biāo)害蟲為自然蟲壓。

1.2.2 出苗率和抽穗期調(diào)查調(diào)查單種和混種小區(qū)中T2A-1、MH63、LC和WRTZ分別在直播15 d后的出苗數(shù)量,統(tǒng)計(jì)出苗率。出苗率=出苗數(shù)/播種種子數(shù)×100%。以單種小區(qū)中T2A-1、MH63、LC和WRTZ為調(diào)查對(duì)象,記錄每種材料初始抽穗的日期。

1.2.3 營養(yǎng)及生殖生長指標(biāo)的測(cè)定每個(gè)小區(qū)內(nèi)各種供試材料隨機(jī)選取20株進(jìn)行測(cè)定。在水稻黃熟期,測(cè)定株高、分蘗數(shù)和劍葉面積;收獲后測(cè)定穗長、單穗飽滿粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、百粒質(zhì)量、單株產(chǎn)量和單株干生物量[17]。

1.2.4 落粒率的統(tǒng)計(jì)供試材料成熟后立即統(tǒng)計(jì)落粒率。以單種小區(qū)中T2A-1、MH63、LC和WRTZ為材料,每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取5株,每株供試材料的主莖稻穗剪下后從1.5 m處自由墜地,連續(xù)重復(fù)3次,統(tǒng)計(jì)脫落與未脫落的水稻飽滿粒數(shù),計(jì)算落粒率。落粒率=脫落飽滿粒數(shù)/單穗總飽滿粒數(shù)×100%。

1.2.5 種子生存能力種子生存能力的測(cè)定方法:將收獲的種子放置在室溫通風(fēng)環(huán)境中30 d后進(jìn)行萌發(fā)試驗(yàn)。分別選取T2A-1、MH63、LC和WRTZ各50粒種子,每種供試材料設(shè)置4次重復(fù)。用乙醇溶液對(duì)種子消毒30 s后,用無菌水反復(fù)沖洗3次。將種子放入裝有2層濾紙的盤子中,加入約20 mL蒸餾水。置于光/暗培養(yǎng)時(shí)間為16 h/8 h及光/暗溫度為(30±1)℃/(25±1)℃的條件下培養(yǎng)10 d,統(tǒng)計(jì)萌發(fā)與未萌發(fā)種子數(shù),計(jì)算萌發(fā)率。萌發(fā)率=萌發(fā)種子數(shù)/總種子數(shù)×100%。

種子活力保持能力的測(cè)定方法:試驗(yàn)設(shè)置淺埋(3 cm)和深埋(20 cm)。分別選取T2A-1、MH63、LC和WRTZ種子各50粒,分裝于孔徑為75 μm的尼龍網(wǎng)袋中,每種供試材料4次重復(fù)。埋藏試驗(yàn)地點(diǎn)為水稻生存競(jìng)爭力的試驗(yàn)田。分別在埋藏2、4和6個(gè)月后取出種子,統(tǒng)計(jì)腐爛種子,對(duì)完好種子進(jìn)行室內(nèi)萌發(fā)試驗(yàn)。種子萌發(fā)測(cè)定的方法同種子生存能力試驗(yàn)。培養(yǎng)10 d后,分別統(tǒng)計(jì)萌發(fā)與未萌發(fā)種子的種子數(shù)。采用TTC染色法對(duì)未萌發(fā)種子進(jìn)行活力測(cè)定,計(jì)算種子失活率。種子失活率=(腐爛種子數(shù)+未萌發(fā)但失活種子數(shù))/總種子數(shù)×100%。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用SPSS 20.0軟件的Duncan’s新復(fù)極差測(cè)驗(yàn),比較T2A-1與MH63、LC和WRTZ在單種條件下的營養(yǎng)生長指標(biāo)、生殖生長指標(biāo)、出苗率、萌發(fā)率和種子活力保持能力的差異性。采用獨(dú)立樣本t測(cè)驗(yàn)比較T2A-1與MH63、LC和WRTZ在混種條件下的營養(yǎng)生長指標(biāo)、生殖生長指標(biāo)和出苗率的差異性。在單種和混種條件下,以MH63、LC和WRTZ的各項(xiàng)營養(yǎng)和生殖指標(biāo)為1,T2A-1與它們的各項(xiàng)營養(yǎng)和生殖指標(biāo)比值的平均值為T2A-1的相對(duì)競(jìng)爭能力。

2 結(jié)果與分析

2.1 出苗率和抽穗期的觀察

從圖1可知:在單種和混種15 d后,T2A-1的出苗率與MH63、LC和WRTZ相比均無顯著差異,它們的出苗率為92.62%～98.35%。在單種小區(qū)觀察T2A-1、MH63、LC和WRTZ的抽穗期發(fā)現(xiàn),T2A-1與受體MH63的抽穗期相同,為9月12日,但晚于LC 2 d,晚于雜草稻5 d。

2.2 單種及與混種條件下T2A-1的相對(duì)競(jìng)爭能力

在單種條件下,T2A-1與受體水稻MH63的營養(yǎng)生長指標(biāo)和生殖生長指標(biāo)以及相對(duì)競(jìng)爭能力均無顯著差異(圖2,表1)。這說明在單種條件下,轉(zhuǎn)基因沒有改變受體水稻的競(jìng)爭能力。T2A-1的百粒質(zhì)量比LC顯著提高34.6%,株高顯著降低4.07%,但兩者的相對(duì)競(jìng)爭能力無顯著差異。T2A-1的相對(duì)競(jìng)爭能力顯著高于WRTZ(圖2),主要表現(xiàn)在株高、劍葉面積、單株干生物量、百粒質(zhì)量和單株產(chǎn)量分別顯著提高17.3%、59.61%、41.23%、35.12%和23.95%(表1)。這說明在單種條件下T2A-1與WRTZ相比表現(xiàn)出競(jìng)爭優(yōu)勢(shì)。

表1 單種和混種條件下T2A-1、MH63、LC和WRTZ的營養(yǎng)及生殖生長指標(biāo)(n=4)

在混種條件下,盡管T2A-1 的株高比MH63顯著提高了5.38%,但相對(duì)競(jìng)爭能力與MH63相比沒有顯著差異(圖2)。這說明在混種存在競(jìng)爭條件下,轉(zhuǎn)基因沒有明顯改變受體水稻的競(jìng)爭能力。T2A-1的相對(duì)競(jìng)爭能力顯著大于LC和WRTZ(圖2),主要表現(xiàn)在T2A-1比LC的劍葉面積、單株干生物量和百粒質(zhì)量顯著提高19.54%、14.58%和28.68%;T2A-1比WRTZ的劍葉面積、單株干生物量、百粒質(zhì)量和單株產(chǎn)量分別顯著提高45.84%、50.40%、52.00%和20.22%(表1)。這說明在混種存在競(jìng)爭條件下,T2A-1與LC和WRTZ相比均表現(xiàn)出顯著的競(jìng)爭優(yōu)勢(shì)。

2.3 單種條件下T2A-1、MH63、LC和WRTZ的落粒率

T2A-1 的落粒率與MH63相比無顯著差異,均顯著低于LC和WRTZ(圖3)。這說明抗性基因的導(dǎo)入沒有影響MH63的落粒性。

2.4 T2A-1、MH63、LC和WRTZ種子的生存能力

2.4.1 萌發(fā)率T2A-1、MH63、LC和WRTZ的種子收獲30 d后室內(nèi)萌發(fā)試驗(yàn)結(jié)果表明,培養(yǎng)10 d后的萌發(fā)率分別為93.5%、91.0%、90.0%和92.5%,T2A-1、MH63、LC和WRTZ種子的萌發(fā)率均沒有差異。

2.4.2 活力保存能力經(jīng)過埋藏后,在淺埋和深埋條件下,4種材料種子活力均明顯下降。在淺埋2個(gè)月后,T2A-1、MH63、LC和WRTZ的種子失活率分別為64.0%、62.0%、72.5%和55.5%。其中T2A-1的種子失活率與MH63相似,顯著高于WRTZ,但顯著低于LC。在淺埋4個(gè)月和6個(gè)月后,T2A-1、MH63、LC和WRTZ的種子失活率均達(dá)到97.0%以上(圖4)。

在20 cm深埋2個(gè)月條件下,T2A-1、MH63、LC和WRTZ的種子失活率分別為76.5%、77.5%、64.0%和60.0%。T2A-1的種子失活率與LC和MH63相比均沒有顯著差異,但顯著高于WRTZ。在深埋4個(gè)月和 6個(gè)月,T2A-1、MH63、LC和WRTZ的種子失活率均達(dá)99.0%以上(圖4)。

綜上可知,T2A-1的種子活力保持能力與MH63相似,二者均顯著強(qiáng)于LC,但均顯著弱于雜草稻W(wǎng)RTZ。

3 討論

3.1 T2A-1與受體水稻的生存競(jìng)爭能力比較

出苗率是評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)基因水稻雜草化的第1步,環(huán)境因素(如土壤質(zhì)量和種子在土壤中的深度)和種子本身的萌發(fā)特性決定著植物的出苗率[18]。本試驗(yàn)農(nóng)田環(huán)境下,復(fù)合性狀轉(zhuǎn)基因水稻T2A-1的出苗率與受體水稻MH63沒有顯著差異。這說明導(dǎo)入外源基因沒有改變受體水稻的出苗率。從這一特性來說,復(fù)合性狀轉(zhuǎn)基因水稻T2A-1沒有自身雜草化的風(fēng)險(xiǎn)。這與黃鷂[19]研究復(fù)合性狀轉(zhuǎn)基因水稻T1c-19與受體‘明恢63’的出苗率結(jié)果一致。

競(jìng)爭能力的強(qiáng)弱是判斷轉(zhuǎn)基因水稻自身雜草化風(fēng)險(xiǎn)的主要因子,且轉(zhuǎn)基因水稻的競(jìng)爭能力與環(huán)境條件密切相關(guān)。本試驗(yàn)中,在農(nóng)田無雜草競(jìng)爭的環(huán)境下T2A-1在單種和與MH63混種下的競(jìng)爭能力與受體MH63相似,說明在本試驗(yàn)條件下外源基因沒有顯著改變受體水稻的競(jìng)爭能力,T2A-1具有較低的雜草化風(fēng)險(xiǎn)。李繼坤[17]在單種自然蟲壓(16.3%)條件下發(fā)現(xiàn)復(fù)合性狀轉(zhuǎn)基因水稻T1c-19的相對(duì)適合度顯著高于受體MH63,在混種自然蟲壓(15.4%)下發(fā)現(xiàn)T1c-19的相對(duì)適合度與受體MH63相比沒有顯著差異。本試驗(yàn)中雖然沒有調(diào)查靶標(biāo)蟲壓,但目測(cè)觀察試驗(yàn)期間各試驗(yàn)材料均沒有發(fā)生卷葉和白穗,說明本試驗(yàn)靶標(biāo)蟲壓非常低。這可能是環(huán)境(特別是不同的蟲壓)引起的綜合結(jié)果。由于蟲壓對(duì)抗蟲轉(zhuǎn)基因水稻的競(jìng)爭能力有顯著影響,還需進(jìn)一步開展T2A-1在不同靶標(biāo)蟲壓下競(jìng)爭能力的研究。

從抽穗期來看,T2A-1與受體水稻MH63一致,說明轉(zhuǎn)基因沒有改變受體水稻的抽穗期。這一結(jié)果與崔榮榮等[8]和黃鷂[19]的結(jié)果一致。種子的落粒率是水稻與雜草最大的區(qū)別之一[2,20],如果轉(zhuǎn)基因水稻具有較高的落粒率,那么將更有機(jī)會(huì)逃避收割并在自然環(huán)境中生存[21]。在評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)基因作物雜草化風(fēng)險(xiǎn)時(shí),落粒性是一項(xiàng)重要的考察指標(biāo)。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)復(fù)合性狀轉(zhuǎn)基因水稻T2A-1的落粒率與受體MH63相比沒有顯著差異,這說明導(dǎo)入抗性基因沒有影響MH63的落粒性,從這方面來說,T2A-1的雜草化風(fēng)險(xiǎn)很低。這也與崔榮榮等[8]和黃鷂[19]的研究結(jié)果相似。

種子活力是反映種子在各種條件下具有的潛在萌發(fā)與出苗能力[22-23]。因此,通過檢測(cè)不同水稻種子的活力保存時(shí)間,可以判斷轉(zhuǎn)基因水稻的種子是否具有更強(qiáng)的繁衍能力[7]。本試驗(yàn)結(jié)果顯示T2A-1的種子活力保持能力與MH63相似,說明導(dǎo)入外源基因沒有顯著改變受體水稻的種子生存能力,這說明T2A-1的雜草化風(fēng)險(xiǎn)很低。這與黃鷂[19]發(fā)現(xiàn)T1c-19種子活力保持能力與受體MH63沒有顯著差異的結(jié)果一致,但與崔榮榮等[8]發(fā)現(xiàn)抗草銨膦轉(zhuǎn)基因水稻‘明恢86B’的種子活力保持能力顯著低于受體‘明恢86’的結(jié)果不一致。這可能是試驗(yàn)時(shí)的環(huán)境條件以及轉(zhuǎn)基因水稻自身基因型不同導(dǎo)致的。

考察轉(zhuǎn)基因水稻能否在環(huán)境中自生繁衍是判斷轉(zhuǎn)基因作物是否具有雜草化潛力的重要因子。崔榮榮[8]和黃鷂[19]發(fā)現(xiàn)抗草銨膦轉(zhuǎn)基因水稻86B和受體水稻‘明恢86’以及復(fù)合性狀轉(zhuǎn)基因水稻的B2A68、T1c-19和受體水稻MH63的各小區(qū)中均無自生苗出現(xiàn)。本試驗(yàn)中沒有詳細(xì)調(diào)查T2A-1與MH63產(chǎn)生自生苗的情況,還有待于進(jìn)一步開展T2A-1能否形成自生苗的試驗(yàn),同時(shí)在試驗(yàn)過程中設(shè)置防鳥網(wǎng),防止種子被鳥取食,影響試驗(yàn)結(jié)果。

3.2 T2A-1與常規(guī)稻的生存競(jìng)爭能力比較

在自然農(nóng)田環(huán)境下,T2A-1在相同處理(單種或混種)下的出苗率與本地常規(guī)稻均沒有顯著差異。從這方面來說,復(fù)合性狀轉(zhuǎn)基因水稻T2A-1沒有自身雜草化的風(fēng)險(xiǎn)。前人也有類似的研究結(jié)果,如黃鷂[19]在農(nóng)田環(huán)境下發(fā)現(xiàn)T1c-19在相同處理下的出苗率與當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)雜交稻‘豐兩優(yōu)香1號(hào)’相比沒有顯著差異。

T2A-1的落粒率顯著低于南京本地常規(guī)稻LC,說明T2A-1的雜草化風(fēng)險(xiǎn)很低。崔榮榮等[8]發(fā)現(xiàn)抗草銨膦轉(zhuǎn)基因水稻‘明恢86B’的落粒率同常規(guī)雜交稻‘汕優(yōu)63’相當(dāng),黃鷂等[24]發(fā)現(xiàn)復(fù)合性狀轉(zhuǎn)基因水稻B2A68的落粒率顯著高于常規(guī)稻‘寧粳4號(hào)’,Huang等[2]發(fā)現(xiàn)復(fù)合性狀轉(zhuǎn)基因水稻T1c-19的落粒率顯著低于常規(guī)雜交稻‘豐兩優(yōu)香1’號(hào)。上述研究結(jié)果的差異與轉(zhuǎn)基因水稻和常規(guī)水稻自身的特點(diǎn)相關(guān)。

T2A-1的種子活力保持能力顯著強(qiáng)于本地常規(guī)稻LC,說明‘T2A-1’存在一定的雜草化風(fēng)險(xiǎn)。崔榮榮等[8]和黃鷂[19]的研究結(jié)果表明,抗草銨膦轉(zhuǎn)基因水稻‘明恢86B’和復(fù)合性狀轉(zhuǎn)基因水稻B2A68的種子活力保持能力顯著低于常規(guī)雜交稻‘汕優(yōu)63’和常規(guī)稻‘寧粳4號(hào)’。Huang等[2]還發(fā)現(xiàn)T1c-19種子活力保持能力與常規(guī)稻‘豐兩優(yōu)香1號(hào)’相似。這說明轉(zhuǎn)基因水稻的種子活力保持能力與自身的基因型以及環(huán)境條件密切相關(guān)。

3.3 T2A-1與雜草稻的生存競(jìng)爭能力比較

在自然農(nóng)田環(huán)境下,復(fù)合性狀轉(zhuǎn)基因水稻T2A-1在相同處理(單種和混種)下的出苗率與泰州雜草稻(WRTZ)相比均沒有顯著差異,從這方面來說,T2A-1的雜草化風(fēng)險(xiǎn)與雜草稻相當(dāng)。在單種和混種條件下,T2A-1的劍葉面積、單株干生物量、穗長、百粒質(zhì)量和單株產(chǎn)量均顯著高于WRTZ,說明在此試驗(yàn)條件下T2A-1具有比泰州雜草稻更強(qiáng)的競(jìng)爭能力,但T2A-1的落粒率和種子活力保持能力顯著低于WRTZ。從這兩方面來說,T2A-1雜草化風(fēng)險(xiǎn)低于WRTZ。雖然本試驗(yàn)未調(diào)查WRTZ的自生苗,但雜草稻作為雜草具有自我繁衍能力,因此WRTZ比T2A-1應(yīng)具有更強(qiáng)雜草性。綜上所述,雖然與WRTZ相比,T2A-1在劍葉面積、單株干生物量、穗長、百粒質(zhì)量和單株產(chǎn)量方面具有優(yōu)勢(shì),但從雜草的本質(zhì)特性自我延續(xù)性來看,顯著低于WRTZ。如果T2A-1環(huán)境釋放,T2A-1與WRTZ發(fā)生基因漂移,T2A-1的優(yōu)勢(shì)性狀可能會(huì)在雜交后代中體現(xiàn),形成具有更強(qiáng)競(jìng)爭能力的雜交后代,給水稻田雜草稻的防除帶來更大的困難。

盡管T2A-1與MH63、LC和WRTZ相比存在一定的競(jìng)爭優(yōu)勢(shì),但因其落粒性低、種子活力保持能力弱,因此潛在雜草化的可能性不大。然而,本試驗(yàn)以及其他轉(zhuǎn)基因水稻生存競(jìng)爭能力報(bào)道均未設(shè)置蟲壓和除草劑選擇壓,因此有待于開展在不同靶標(biāo)蟲壓和除草劑選擇壓下的競(jìng)爭能力試驗(yàn)。在種子活力保存能力的試驗(yàn)中,選取的樣本量較少,可能會(huì)對(duì)結(jié)果造成一定的影響。在實(shí)際種植T2A-1過程中,散落在田間的種子量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過本試驗(yàn)設(shè)置的量,因此還應(yīng)研究大樣本T2A-1的種子活力保存能力。另外,種子的發(fā)芽勢(shì)也是評(píng)價(jià)競(jìng)爭力的重要指標(biāo)[25]。如果轉(zhuǎn)基因水稻的種子能在更短的時(shí)間內(nèi)萌發(fā),就能更快地?fù)屨忌婵臻g,從而建立競(jìng)爭優(yōu)勢(shì)。本試驗(yàn)未對(duì)T2A-1的發(fā)芽勢(shì)進(jìn)行評(píng)價(jià),這也是不足之處。在評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)基因水稻風(fēng)險(xiǎn)時(shí),單純考慮1個(gè)或幾個(gè)因素的影響是不夠的,全面了解轉(zhuǎn)基因水稻在不同環(huán)境下的生存競(jìng)爭能力,將有助于獲得更加充分的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估資料。因此,仍需要進(jìn)一步對(duì)復(fù)合性狀轉(zhuǎn)基因水稻T2A-1在不同環(huán)境壓力(如除草劑選擇壓和蟲壓等)、不同地區(qū)等條件下的雜草化風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行深入評(píng)估。