中國報告大廳網訊，在現代農業生產領域，棉花作為全球重要的經濟作物，其產量和品質受到蟲害與草害的嚴重製約。草甘膦行業作為廣泛應用的除草劑，其相關技術發展對農田雜草防控意義重大。近年來，隨著轉基因技術的不斷進步，培育兼具多種優良性狀的農作物品種成為農業科研的重要方向。在棉花種植中，開發抗蟲且耐草甘膦的轉基因棉花品種，不僅能有效降低生產成本，還對提升棉花產業效益、保護生態環境具有關鍵作用。
實驗選取陸地棉 R15 作為遺傳轉化受體材料，將其與轉化得到的 T₀代材料種植於人工氣候室，後續 T₁ - T₆代材料則種植於特定的轉基因材料中間試驗區。採用的抗蟲耐除草劑載體，包含抗草甘膦基因 g10 - epsps 與融合表達的抗蟲基因 cry1Ac - vip3Da。以棉花品種 R15 的無菌苗下胚軸為外植體，通過農桿菌介導的遺傳轉化法獲得轉基因再生植株。
《2025-2030年中國草甘膦行業市場深度研究及發展前景投資可行性分析報告》指出，運用 CTAB 法提取棉花幼苗葉片 DNA，設計特異性引物進行 PCR 反應，對 T₀代株系的目標基因檢測結果顯示，8 個株系成功檢測到對應大小的特異性條帶，證明外源基因已整合到棉花基因組中。經多代自交純合，最終確定 CA - 6、CA - 7、CA - 17 這 3 個表達量高且性狀穩定的株系用於後續研究。
在 T₄代，利用 qRT - PCR 技術檢測 CA - 6、CA - 7、CA - 17 轉基因株系不同組織中 cry1Ac - vip3Da 和 g10 - epsps 的表達量。結果表明，這兩個基因在 3 個株系各組織中均超量表達，在不同組織和株系間存在表達差異。cry1Ac - vip3Da 在根和葉中表達相對較高，g10 - epsps 在莖中表達量最高。
採用 ELISA 檢測方法測定 T₄ - T₆代轉基因株系不同組織中 Cry1Ac - Vip3Da 和 G10 - EPSPS 蛋白含量，R15 各組織未檢測到目的蛋白，3 個轉基因株系不同世代各組織均有較高蛋白含量。其中，四葉期葉片中蛋白含量最高，且 CA - 7 株系目的蛋白含量尤為突出，不同發育時期葉片蛋白含量從四葉期到吐絮期逐漸下降，T₄ - T₆代際間相同組織同一時期目的蛋白含量差異不明顯，表明蛋白在這 3 個轉基因棉花株系連續 3 代穩定表達。
對轉基因棉花株系 T₄ - T₆代進行室內生物活性測定以鑑定抗蟲性。結果顯示，R15 葉片被棉鈴蟲大量啃食，而 3 個轉基因株系葉片僅有極少食孔，棉鈴蟲基本死亡。CA - 6、CA - 7、CA - 17 株系 T₄ - T₆代的校正死亡率分別在一定範圍內，且各轉基因株系代際間校正死亡率無顯著差異，說明 3 個轉基因棉花葉片對棉鈴蟲抗性良好且穩定。
在草甘膦抗性鑑定方面，對 CA - 6、CA - 7 和 CA - 17 株系 T₄ - T₆代苗期噴施不同劑量草甘膦，結果表明，噴施推薦劑量 1×、2×、4× 草甘膦後，R15 植株發黃枯死，轉基因株系正常生長。統計噴施 4× 草甘膦 2 周后植株情況，R15 植株全部死亡，受害率 100%，轉基因棉花株系 100% 成活，雖葉片有一定藥害，但受害率在代際間無顯著差異，證明轉基因棉花能抗 4 倍以上推薦劑量草甘膦且抗性穩定遺傳。測定不同濃度草甘膦處理下植株葉片莽草酸含量，結果顯示轉基因株系莽草酸相對含量基本穩定，進一步驗證其良好的草甘膦抗性。
對 T₅代轉基因棉花株系 CA - 6、CA - 7、CA - 17 和對照 R15 的多項農藝性狀進行觀測比較，結果表明，在統一種植管理下，3 個轉基因株系的株高、果枝數、單株鈴數、鈴重、衣分等農藝性狀與 R15 相比，除 CA - 7 的單株鈴數顯著高於 R15 外，其餘無顯著性差異，測算籽棉和皮棉重量也無顯著差異，說明抗蟲耐草甘膦複合性狀轉基因株系對棉花農藝性狀和產量未造成明顯影響。
綜上所述，通過農桿菌介導法成功培育出 CA - 6、CA - 7、CA - 17 這 3 個兼具抗蟲與耐草甘膦特性的轉基因棉花株系。Cry1Ac - Vip3Da 融合蛋白和 G10 - EPSPS 蛋白在植株各組織、時期及不同世代中穩定表達，轉基因棉花株系對棉鈴蟲具有良好抗性，能耐受 4 倍田間推薦劑量的草甘膦，且在遺傳過程中未發生性狀分離，農藝性狀也未受外源基因插入的影響。這一研究成果為棉花抗逆育種提供了優質種質資源，對推動草甘膦行業技術在棉花種植領域的應用、促進棉花產業發展具有重要意義。
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