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摘 要

蜜蜂传粉可以将转基因油菜的外源基因转移到其它近缘植物，进而带来一系列的生态风险。本实验首次以我国特有的中华蜜蜂和自主培育的转基因油菜作为实验材料，通过油菜花期田间蜜蜂授粉实验, 研究蜜蜂传粉对转基因油菜和普通油菜间基因流频率的影响。结果表明，在挂账隔离且人工放养蜜蜂的授粉条件下，转基因油菜与普通油菜间的基因流频率最高，达4.0984%；在挂账隔离但无蜜蜂授粉条件下的基因流频率仅为1.3611%，而在自然授粉条件下基因流频率则为2.3772%。不同授粉方式下转基因油菜的基因流频率差异达极显著水平，蜜蜂觅食是影响基因流差异的重要因素。本研究结果直接为我国转基因油菜的生态风险评价及其安全管理提供了科学依据。

关键词：转基因油菜，中华蜜蜂，基因流

Abstract: Pollination by bees can transfer exogenous genes of transgenic canola plants to other kindred plants and therefore result in a series of ecological risks. This research, by innovatively regarding China-specific apis cerana and self-cultured transgenic canola plants as experimental materials and conducting bee pollination experiments in fields of canola plants, has studied the influence of bee pollination on gene flow frequency between transgenic canola plants and common canola plants. The result indicates that the gene flow frequency reaches its highest level (4.0986%)under the conditions of separation and pollination by artificially restocked bees; the gene flow frequency is only 1.3611% under conditions of separation but no bee pollination; the frequency is 2.3772% under the condition of natural pollination. Under different pollination ways, the gene flow frequency variance of canola plants reaches a very significant level and the foraging of bees is an important factor that is influencing gene flow variance. The result of this research has provided a direct scientific basis for evaluating and safely managing ecological risks of transgenic canola plants in China.

Keywords: transgenic canola plant, bees, gene flow

目 录

1 前言 4

1.1 转基因油菜的发展与应用 4

1.2 转基因油菜的生态风险 5

2 材料和方法 6

2.1 供试材料 6

2.2 试验地点 6

2.3 实验方法 7

3 实验结果 9

3.1 不同授粉条件下转基因油菜与油菜间的基因流频率差异 9

3.2 抗除草剂植株Bar基因的分子检测 10

4 讨论 11

参 考 文 献 14

致 谢: 16

前言

1.1 转基因油菜的发展与应用

油菜（Brassica napus）属于双子叶植物，十字花科，芸苔属，主要分布于中国，美国以及加拿大。油菜是最重要的油料作物之一，对于油菜的改良一直是育种家们长期努力的目标。多年以来，许多育种工作者都想要通过传统的育种手段来获得油菜的良种，不过进展却十分的缓慢。随着基因工程技术的发展，许多科研者越来越倾向于利用基因工程的手段去改良油菜的产量、品质和抗逆性。

1983年，全球第一例转基因植物即一种含有抗生素药类抗体的烟草在美国被成功的培植，当时就有人开始惊叹：人类开始有一双能够创造新生物的上帝之手了，“转基因”一词渐渐成为人们关注的新焦点。自1985年Holbrook等^[1]报道了农杆菌可以侵染甘蓝型油菜并形成冠瘿瘤以来，转基因油菜的研究有了长足的发展^[2，3，4]。在1986年时Mathew等第一个把NPT-Ⅱ基因通过农杆菌介导法转入芥菜型油菜中以来，转基因油菜的研究与开发在世界范围内取得了举世瞩目的进展。1997年中国科学院微生物研究所报道了用油菜下胚轴与子叶作为转化受体，建立油菜高效转化系。并且以此为基础，将抗除草剂溴苯腈基因bxn导入到油菜中，获得抗溴苯腈转基因油菜^[5]。在1998年中国科学院微生物研究所又报道了从细菌Bacillus amyloliquefaciens染色体DNA里克隆barnase抑制剂barstar的基因，并且构建带有TA-29基因5′调控区(-1300— 3)与barstar基因编码区、CaMV35S启动子与除草剂抗性基因bar的两个表达框架的植物表达质粒pBBS。将“双低”油菜“5-4”的子叶柄做为受体，通过利用农杆菌介导的遗传转化，获得含有10mg/L卡那霉素和20mg/L PPT的筛选培养基上再生的转基因植株^[6]。由于我国的食用油有一半以上来自油菜，所以油菜育种特别是优质油菜育种开始引起我国政府和科研工作者们的高度重视，在最近几年里，转基因油菜的研究也未曾中断过。

为保证转基因油菜在中国能够被安全应用，管理研究转基因的部门在已存在管理办法的基础上还应该做到以下几各方面：（1）对于转基因油菜的研究，一定要做到全面的跟踪与检测，同时必须监控研究的全过程。（2）在对转基因油菜进行实验时，必须要先获得实验许可证，而且实验必须符合环境的要求。（3）转基因油菜想要获得育种的权利，必须和其他植物一样，要通过各种各样的测试，而且还必须要得到市场准入证。但是即使品种通过了审定，育种者还是要对转基因油菜负所有的责任。（4）对转基因作物种子法要进行完善。比如在2002年1月时，欧盟对转基因作物种子法进行了修订，提出新的草案即要求加强对转基因种子的限制，并且做出更加明确和具体的新规定。在规定中指出了不同作物种子含有转基因成分应有的临界值，还规定：“在前几年所种植的含转基因成分作物的土地，不允许在今年种植同类的非转基因作物”。

1.2 转基因油菜的生态风险

到目前为止，各国转基因作物在大田间的实验正在急速的增加，同时有一些转基因植物还获准了环境释放，开始了商品化的生产，而且产生了巨大的效益，显示出了诱人的前景^[7]。但是由于基因工程技术应用的基因远远超出了传统育种家应用常规有性杂交基因库的基因，所以人们很难预测到基因进入一个新的遗传背景将会产生的后果。随着转基因油菜逐渐开始进入我国，国内有关油菜转基因实验缺乏严格且正确的管理，特别是实验阶段的转化体遗传可能不稳定，基因插入后产生的后果无法预测，如果不规范管理很容易引起食品安全和环境安全问题。

对除草剂的抗性一直都是商业化转基因油菜最主要的特征，其次是抗虫性。油菜和其它的自花授粉作物不同，它是属于十字花科芸苔属的油料作物，是一种(常)异花授粉的作物，它的天然异交率可达到30%左右，油菜也容易与别的芸苔属作物杂交。在收获时，油菜大约会有1%～10%的种子掉落到泥土中，掉落到泥土中的种子因为诱导次生休眠^[8]，使其能够在土壤中生活数年至10年的时光，因此在后作中会出现自生油菜。在时间上，自生油菜可以通过土壤存活（即出苗时间长）进行传播，而在空间上，自生油菜可以通过花粉传播，与野生芸苔属植物间潜在杂交危险^[9]。一些科研者们发现加拿大的田间已经出现能够抗3种除草剂的自生油菜，所以转基因作物的生态风险已经引起了各国科学家们的高度重视。

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