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我国是大豆( Glycinemax(L.) Merr.)的原产国，但随着人口的增长和经济的发展，国内大豆生产能力已经不能满足人民群众的日常需要。 每年进口的粮食作物中，大豆进口量最大，从2012年开始我国进口大豆依存度保持在80%以上，2018年国内大豆产量1596.71万吨，进口量达到8804万吨。 从2004年至今，已批准进口孟山都、巴斯夫、先锋、杜邦、拜耳、陶氏益农国际农业生物公司开发的约20种转基因大豆作为加工原料，其中包括10种抗除草剂大豆。 转基因大豆的产量、价格优势，给国内大豆产业带来了巨大的冲击。 因此，在我国商业化种植抗除草剂转基因大豆具有重要意义。 可喜的是，目前我国已有多种具有自主知识产权的转基因大豆品种获得农业部颁发的安全证书，有望在我国实现商业化种植。 转基因大豆商业化种植的一个生态风险是其抗性基因通过花粉向近亲野生大豆( Glycine soja Sieb.et Zucc.) )的基因漂移。 我国是野生大豆起源和遗传多样性分化的中心，野生大豆是栽培大豆的直接祖先，在大豆起源和进化的研究中具有重要价值。 我国野生大豆和大豆同属g染色体组，两者无生殖隔离，易杂交，且分布区域重叠度极高。 转基因大豆转入农田生态系统后，转基因可能通过花粉从大豆转移到当地野生大豆，并可能通过提高杂交品种在一定环境下的适合度增加转基因大豆的杂草化风险，同时威胁野生大豆的遗传多样性。 花粉介导的转基因作物和野生近亲的基因漂移取决于许多因素，而遗传背景决定的亲和性是重要因素。 不同种群野生大豆的遗传变异与转基因大豆的亲和性可能存在较大差异，因此评价转基因大豆与不同种群野生大豆的亲和性是评估转基因大豆和野生大豆基因漂移环境风险的必要环节。 最近， 由南京农业大学学生科学院杂草研究室教授宋小玲领衔完成的《sexualcompatibilityoftransgenicsoybeananddifferentwildsoybeanpopulations》研究论文为journalofintegration 研究通过计算亲和指数indexofcrosssexualcompatibility ( ICSC )评价抗草甘膦转基因大豆与不同种群野生大豆的亲和度。 在了解不同地区野生大豆与转基因大豆亲和性的基础上，制定了转基因大豆与野生大豆亲和性评价体系，为评估转基因大豆向野生大豆转移基因的生态风险提供了理论基础。 该研究以转基因抗草甘膦大豆为父本，以18个野生大豆种群为母本进行人工杂交。 首先是提供花粉的最佳转基因大豆花蕾( Fig.1 )； 通过观察野生大豆花蕾( Fig.2 )发育的4个时期( Fig.3 )，确定了野生大豆去雄和授粉的最佳时期为时期3。
以抗草甘膦转基因大豆为花粉供体(父本)、野生大豆为花粉受体(母本)进行人工杂交。 选择最佳去雄期花蕾，去除周围多余花蕾后，观察野大豆花授粉(不处理)和转基因大豆花粉去雄授后结荚情况( Fig.4 )，计数结荚数，计算结荚率，成熟后每荚粒比较了不同野生大豆种群自花授粉和转基因大豆花粉授粉后结荚情况，根据结荚率和结实率评价了转基因大豆与不同野生大豆种群的杂交亲和性。
野生大豆从花中授粉，给转基因大豆授粉后，存在着掉荚现象，为此本研究首次提出了亲和性指数概念，以全面评价其亲和性。 首先根据杂交结果计算野生大豆自交授粉和转基因大豆花粉200朵饱满种子粒数( Average filled seeds，简称AFS )，并据此计算亲和性指数indexofcrossexualcompatibility ( ICSC ) ICSC用于评价野生大豆与转基因大豆的亲和性，分为五级，ICSC越大亲和性越高( Table 1)。 利用该评价标准可以评价全国各地野生大豆与转基因大豆杂交的亲和性，判断不同地区野生大豆与转基因大豆杂交后亲和性的高低，对转基因大豆商业种植的生态风险管理与防范具有重要价值。
结果表明，18个种群的野生大豆自交杂交后，结荚率分别为96.50-99.50%和4.92-18.03%，每荚果种子粒数分别介于1.70-2.69和0.20-0.48之间。 近89%的野生大豆种群和转基因大豆亲和性中等以上( ICSC1.0% )。 该结果表明转基因大豆的基因可能通过花粉漂移到野生大豆，所以商业化种植转基因大豆时要防范基因漂移的风险。
南京农业大学学生科学院杂草研究室宋小玲教授是本文通讯作者，生态环境部南京环境科学研究所刘标研究员是合作通讯作者，胡玉琪硕士和盛泽文硕士与本文第一作者并驾齐驱。 本研究得到了国家转基因专业( 2016ZX08012005 )的资助。 论文链接： www.China agrisci.com/jwk _ zgnykxen/fileup/pdf/Jia-2020-0913.pdfcitethearticle:hanrui-Cai Wuzi-Ming.2022.sexualcompatibilityoftransgenicsoybeanandifferentwildsoybeanpopulations.journalofintegger
研究小组介绍
宋小玲教授(居中)与研究生参加会议，带领南京农业大学学生科学院杂草研究室宋小玲教授进行了转基因大豆与野生大豆的亲和性及杂交后代的适合度研究，获得了不同种群野生大豆与转基因大豆亲和性的实验数据，开展了杂交后代在不同栽培条件下的适合度。 研究结果为我国转基因大豆的生态安全管理提供了试验依据。 在此基础上提出了评价转基因大豆与野生大豆亲和性的方法和后代适合度的研究方法； 初步制定了避免转基因大豆向野生大豆基因漂移风险的策略。 申请国家发明专利两项，其中一项已经授权。
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