[發明專利]一種轉基因水稻雜草化基因漂移風險的評估方法及應用

有效

• 申請號: 202010050883.2
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111139311B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 強勝;宋小玲;戴偉民;張晶旭;王敏;李雷
• 申請（專利權）人: 南京農業大學
• 主分類號: C12Q1/6895
• 分類號: C12Q1/6895;A01H1/02;A01G22/22
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 曹翠珍

本發明公開了一種轉基因水稻雜草化基因漂移風險的評估方法及應用，該方法包括以下步驟：通過隔行種植或包圍種植的方式混種，分別收獲轉基因水稻與雜草稻的后代種子，正向漂移檢測和篩選幼苗抗性，存活植株再檢測抗性基因；反向漂移檢測子實中紅皮Rc基因。根據抗性基因和Rc基因的檢出率，合并計算轉基因水稻基因漂移率，評價基因漂移風險。該方法克服了以往僅考慮正向漂移風險忽視反向漂移風險而低估實際漂移風險的弊端，從而可以更準確評估轉基因水稻通過花粉介導的基因漂移風險大小，為轉基因水稻商業化過程中的環境安全評價和管理提供技術支撐。

技術領域

本發明屬于生物安全評估領域，具體涉及一種轉基因水稻雜草化基因漂移風險的評估方法及應用。

背景技術

轉基因作物已經被廣泛種植，給社會帶來巨大獲益，與此同時，也潛在著一定的生態風險。已有大量研究表明轉基因作物通過花粉介導向常規品種和野生近緣種的基因漂移風險的存在。雖然世界轉基因水稻商業化種植尚處于起步階段，而我國還沒有商業化種植，轉基因水稻的抗性基因可通過花粉漂移至常規水稻中，污染常規稻種子。并且轉基因水稻的抗性基因還可通過花粉漂移介導的基因漂移(Gene flow)逃逸到野生近緣雜草中，使之抗性基因在雜草種群中延續、蔓延，謂之雜草化。其中，轉水稻野生近緣種雜草稻是最值得關注的水稻近緣雜草。

由于雜草稻和栽培水稻同屬于稻屬稻種，且與栽培水稻在形態結構和生理生化代謝等方面極其相似，因此雜草稻是最難防除的農田雜草之一，在世界各地大多數水稻種植區均有發生，嚴重影響水稻產量。如果轉基因水稻的抗性基因漂移到雜草稻種群，提高了雜草稻的種群適合度，特別是抗除草劑基因的漂移，轉基因抗除草劑水稻使用目標除草劑將完全失效。已經有大量研究工作證實轉基因水稻和雜草稻能發生初始雜交，后代中可以穩定獲得轉基因水稻的目標基因。

目前已有大量關于轉基因水稻花粉向雜草稻漂移介導的正向基因漂移的研究報道，為此，也建立了相應的基因漂移風險評價的方法。但是，很長時間以來由于人們普遍關注正向基因漂移，忽略了近緣雜草的基因也通過花粉漂移到轉基因作物導致的轉基因作物后代的雜草化，導致基因逃逸，也可能會給農業生產帶來潛在生態風險。這也就是說轉基因作物與野生近緣雜草種間的基因漂移是雙向的。因此，迄今，基于轉基因作物花粉向野生近緣雜草種漂移介導的基因漂移檢測評估技術體系，幾乎過半的風險被低估了。轉基因水稻與雜草稻間的基因漂移也是雙向的，例如張晶旭等(2015)發現雜草稻向抗除草劑轉基因水稻的反向花粉漂移會導致轉基因水稻快速演化為抗性雜草稻，這樣就導致抗性基因的逃逸。所以，建立雙向基因漂移風險的安全檢測和評估十分必要。

轉基因水稻向非轉基因水稻、雜草稻及野生稻的基因漂移的抗性檢測方法主要有生物學檢測和分子檢測。收獲的種子種植后根據篩選標記的生化特性對水稻幼苗進行檢測是否含有抗性基因，如對抗除草劑性狀，可以采用葉面噴灑除草劑的方法進行檢測，即將檢測的種子直接種植于田間，生長到一定時期用適合濃度的除草劑噴霧處理，根據植株是否死亡，判斷該植株是否含有抗性基因。除此之外還可以將種子用一定濃度的除草劑溶液浸泡來進行檢測，如將檢測的種子用濃度為40mg/L的草銨膦溶液浸泡，放在溫室內培養10d后測量胚芽鞘的長度。若胚芽鞘長度大于2cm，則認為該幼苗攜帶有抗性基因。分子生物學的方法需要對收獲的非轉基因材料幼苗中的DNA或蛋白質進行檢測。