李向龍，張中保，張 春，吳忠義

(北京市農(nóng)林科學(xué)院生物中心，農(nóng)業(yè)基因資源與生物技術(shù)北京市重點實驗室，北京 100097)

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轉(zhuǎn)基因玉米試管苗移栽影響因素及移栽技術(shù)要點

李向龍，張中保，張 春，吳忠義*

(北京市農(nóng)林科學(xué)院生物中心，農(nóng)業(yè)基因資源與生物技術(shù)北京市重點實驗室，北京 100097)

在海南省三亞地區(qū)，通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲得規(guī)?；霓D(zhuǎn)基因玉米試管苗的移栽成活率往往不高，這主要由其自身條件和外界環(huán)境引起的。該研究探討了影響三亞地區(qū)轉(zhuǎn)基因玉米試管苗移栽成活率的因素及移栽技術(shù)要點，為提高試管苗在三亞地區(qū)的移栽成活率提供參考依據(jù)。

轉(zhuǎn)基因；玉米試管苗；移栽成活率；技術(shù)要點；影響因素

玉米是全球第一大糧食作物，在世界糧食安全中有著舉足輕重的地位[1-2]。分子育種技術(shù)作為玉米規(guī)模化轉(zhuǎn)基因技術(shù)體系，在玉米遺傳改良和新種質(zhì)創(chuàng)制上得到了廣泛應(yīng)用，并獲得了成功[3]?？蒲腥藛T以玉米幼胚為受體，用基因槍、農(nóng)桿菌介導(dǎo)、花粉管通道法等方法對玉米幼胚進行了遺傳轉(zhuǎn)化[4-6]。每年通過轉(zhuǎn)化得到大量的玉米試管苗，需帶到海南省三亞地區(qū)進行移栽，但由于種種原因，玉米試管苗在移栽后，往往成活率不高。如何有效提高試管苗在該地區(qū)的移栽成活率，總結(jié)出移栽技術(shù)要點顯得尤為重要，但目前關(guān)于玉米試管苗移栽技術(shù)的研究鮮有報道。筆者通過多年的實踐摸索，總結(jié)出轉(zhuǎn)基因玉米試管苗在海南省三亞地區(qū)的移栽技術(shù)要點和影響因素，以期提出一套實用的移栽管理技術(shù)，為提高玉米試管苗移栽成活率提供參考依據(jù)。

1　影響試管苗移栽成活率的因素

影響試管苗移栽成活率的因素很多，包括試管苗自身狀況和外界條件(如光照、溫度、土壤性質(zhì)等)，盡可能滿足其生長環(huán)境，可以有較高的移栽成活率。

1.1試管苗質(zhì)量試管苗從瓊脂培養(yǎng)基轉(zhuǎn)到大田土壤后，要依靠自身去存活，一般根系狀況和葉片數(shù)量是決定其移栽成活的關(guān)鍵。幼苗根系粗壯、新鮮，說明其生命力強，移栽成活率一般較高；綠色葉片數(shù)在3～4葉且葉色深綠時，其自身可制造光合產(chǎn)物，有適應(yīng)外界環(huán)境的能力，此類試管苗移栽成活率也較高。筆者在移栽試驗中，發(fā)現(xiàn)主根3～4根，且側(cè)根正在生長的植株移栽成活率較高，而主根太少或太多及主根很短且不生長的植株移栽成活率很低；葉片數(shù)在4～5片且葉色深綠的植株移栽成活率較高，而葉色發(fā)黃且葉片數(shù)量較少的植株移栽成活率較低。可見，在室內(nèi)培養(yǎng)出根系發(fā)育良好、葉片數(shù)適宜的壯苗是提高移栽成活率的關(guān)鍵。

1.2光照、溫度轉(zhuǎn)基因玉米試管苗不論在煉苗階段還是移栽到大田，其光照、溫度等氣候條件都發(fā)生了改變，試管苗只有處于適宜的光照和溫度下，才能有較高的移栽成活率。強光會使葉綠素受到破壞，引起葉片失綠、發(fā)黃，高溫會刺激蒸騰作用加強，從而使試管苗因水分失衡及菌類滋生等造成大量死亡，溫度過低會使其生長遲緩或不易成活。

1.3煉苗時間由于轉(zhuǎn)基因玉米試管苗一直在無菌、溫濕度適宜的環(huán)境中生長，一旦移栽到大田，往往因難以適應(yīng)外界環(huán)境而大量死亡。為提高葉片的光合性能和幼苗對外界環(huán)境的適應(yīng)能力，移栽前需要對試管苗進行煉苗，以提高其抗逆性。研究表明，煉苗時間為0、2、4、6d時，其移栽成活率逐漸升高，但煉苗時間繼續(xù)延長，移栽成活率呈下降趨勢(表1)，這可能與其營養(yǎng)消耗過大和根系衰老有關(guān)。一般煉苗時間為6～7d能保證轉(zhuǎn)基因試管苗有較高的移栽成活率。

表1煉苗時間對試管苗移栽成活率的影響

Table1Effectsofseedlingtimeontransplantingsurvivalrateoftubeseedlings

煉苗天數(shù)Seedlingdays∥d移栽株數(shù)Transplantingplants成活株數(shù)Survivalplants成活率Survivalrate∥%060915.02602541.74604168.36605591.78604371.710602948.3

煉苗時將玉米試管苗放置于陰涼處，打開無菌透氣膜，看情況給試管苗噴水，保證所需水分。因前期積存的營養(yǎng)，試管苗葉片在試管里會生長、伸長，為避免植株營養(yǎng)過分消耗，在不影響試管苗生長的情況下，要及時減去多余葉片，一般是減去葉片頂部的1/3。

1.4移栽時期轉(zhuǎn)基因玉米試管苗在三亞過早移栽，會因溫度、濕度過高，病蟲害較多，且可能會趕上雨水季節(jié)，容易使試管苗根系腐爛，從而影響成活率。移栽試驗表明，雖然移栽成活率在年份間有差異，但在同年不同移栽時期間表現(xiàn)趨勢相似(表2)。

表2不同年份分期移栽試管苗的成活率

Table2Thesurvivalrateoftubeseedlingstransplantedindifferentyears

年份Year移栽期Transplantingdate∥月-日成活率Survivalrate∥%201111-0586.511-1288.511-2283.612-0182.112-1754.3201211-0392.411-1791.912-0589.512-1870.412-2769.7201311-0298.111-1596.511-2690.412-0985.212-2460.4201411-0895.611-2096.411-3095.312-0891.812-2079.7

在11月初至12月上旬移栽玉米試管苗，其成活率較高且變化不大，因為這個時期溫度、光照適宜，且雨水較少。隨著移栽月份延后，在12月中下旬后移栽，試管苗雖可成活，但成活率有所降低，一般要較之前降低12%～30%，這主要是由于此時氣溫逐漸降低，光照不足，試管苗特別是弱苗難以適應(yīng)低溫寡照的環(huán)境，最終影響成活率。轉(zhuǎn)基因玉米試管苗最佳移栽時間一般在10月底至12月上旬，12月中旬以后可以作為應(yīng)急性移栽期。

2　移栽技術(shù)要點

2.1試驗地選擇和準(zhǔn)備 由于海南省三亞地區(qū)雨水較多，而玉米又是不耐澇作物，因此盡量選擇保水性好的半黏性土壤較好。移栽前要精細(xì)整地，保證土壤疏松，為便于澆水和排水，要事先起壟，壟背寬60cm，壟溝寬為40～50cm。起壟的同時要施足底肥和辛硫磷，保證土壤肥力，防治地下害蟲。

2.2洗凈根部瓊脂培養(yǎng)基移栽前準(zhǔn)備好長鑷子、剪刀及盛水的水盆。先用鑷子夾住試管苗根部，小心將其從試管里取出，不要傷到根部，然后將附著于根部的瓊脂培養(yǎng)基用水洗干凈，注意幼苗上部葉片盡量不要沾水。為避免葉片消耗營養(yǎng)過多、蒸騰量過大及移栽后幼苗“頭重腳輕”，應(yīng)依據(jù)葉片的長度再次(煉苗時第1次剪)剪去頂部葉片，以保留葉片的2/3為宜。

2.3移栽及密度控制在壟背上挖個小坑，坑的大小和深淺以埋住試管苗根系并能存留適當(dāng)水分較好。將試管苗放入坑內(nèi)，并舒展根系，再埋上土，輕輕壓實土壤。由于試管苗株高一般不超過1.2m，所以株、行距可以比大田播種稍小些，株距為20～25cm、行距為35～40cm即可。移栽后要立即澆水，使土壤和根系充分接觸，澆水時從坑的邊緣慢澆，盡量避免將根系沖出，待水滲下后，再澆2次，保證澆水澆透。澆水時如有傾斜或者露根的幼苗，要及時扶正或蓋土。

2.4遮陰及移栽后管理由于三亞地區(qū)11～12月份陽光仍然充足，溫度較高，而試管苗剛移栽后較為虛弱，將它們直接移栽到自然環(huán)境中，如遇陽光直射，試管苗會因蒸滕作用大、失水率高而容易死亡。因此，試管苗移栽完后要及時搭建遮陰網(wǎng)，降低外界高溫和強光照射。剛移栽后的試管苗對水分需求很大，海南中午的風(fēng)也很大，水分散失較快，因此每天同一時間要澆1次水，注意要避開1d中最熱的時候澆水，一般安排在16：00～17：00為好。遮陰10d以后，當(dāng)試管苗生長健壯，基本適應(yīng)外界環(huán)境，開始正常生長時，可去除遮陰網(wǎng)，幼苗長出新葉且植株有所增高即是移栽成活的標(biāo)志。

3　結(jié)語

試管苗是玉米獲得遺傳轉(zhuǎn)化的主要方式，也是檢驗轉(zhuǎn)基因后代是否含有目的基因的關(guān)鍵一環(huán)，而目前轉(zhuǎn)基因試管苗移栽成活率較低是玉米遺傳轉(zhuǎn)化過程中面臨的重要問題。試管苗從室內(nèi)移栽到大田過程較為復(fù)雜，影響其移栽成活率的因素很多，因而總結(jié)出移栽成活率高而穩(wěn)定的移栽方法是十分重要的。此外，在試管苗生長期間，還需要結(jié)合田間的精細(xì)管理，如肥水管理、病蟲害防治等，從而獲得較多既可成活又可結(jié)實的植株。

[1] 劉允軍，賈志偉，劉艷，等.玉米規(guī)?；D(zhuǎn)基因技術(shù)體系構(gòu)建及其應(yīng)用[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，47(21)：4172-4182.

[2] 尹祥佳，翁建峰，謝傳曉，等.玉米轉(zhuǎn)基因技術(shù)研究及其應(yīng)用[J].作物雜志，2010(6)：1-9.

[3] 劉亞，趙久然.轉(zhuǎn)基因玉米新種質(zhì)創(chuàng)制若干技術(shù)環(huán)節(jié)的探討[J].中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報，2011，13(4)：46-52.

[4] 左嬌，郭運玲，孔華，等.轉(zhuǎn)基因玉米安全性評價研究進展[J].玉米科學(xué)，2014，22(1)：73-78.

[5] 劉小丹，李淑華，徐國良，等.轉(zhuǎn)基因玉米育種研究進展[J].玉米科學(xué)，2016，20(6)：1-8.

[6] 張元昶，張首國，李振科，等.轉(zhuǎn)基因玉米遺傳轉(zhuǎn)化的研究進展[J].重慶工商大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2006，23(5)：473-476.

TechnicalPointsandInfluencingFactorsofTransplantingofTransgenicMaizeTubeSeedlings

LIXiang-long,ZHANGZhong-bao,ZHANGChun,WUZhong-yi*

(BeijingKeyLaboratoryofAgriculturalGeneticResourcesandBiotechnology,BiologicalResearchCenter,BeijingAcademyofAgricultureandForestrySciences,Beijing100097)

TransplantingsurvivalrateofthescaletransgenicmaizetubeseedlingsisnothighinSanya,Hainanbytransgenictechnology,whichwasmainlycausedbyitsownconditionsandexternalenvironment.Thisstudydiscussesthetheinfluencefactorsanditskeytechnologypointsoftubeseedlingstransplantingsurvivalrate,whichisexpectedtobehelpfulforincreasingthesurvivalrateofthetransplantedtubeseedlingsinSanyaofHainanProvince.

Transgene;Maizetubeseedlings;Transplantingsurvivalrate;Technicalpoints;Influencingfactors

國家轉(zhuǎn)基因重大專項重點課題(2014ZX0800303B)；北京市科委項目(Z121100001512012，Z111100066111005)；北京市農(nóng)林科學(xué)院科研能力創(chuàng)新項目(KJCX20140202)。

李向龍(1981- )，男，蒙古族，內(nèi)蒙古磴口人，助理研究員，碩士，從事玉米分子育種研究。*通訊作者，研究員，從事玉米轉(zhuǎn)基因研究。

2016-05-18

S513

A

0517-6611(2016)18-021-02