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转Bt基因作物能有效的控制鳞翅目等害虫,部分转Bt基因材料被用作亲本培育转基因杂交稻。近年来,转Bt两系杂交稻选育获得成功。外源Bt基因的导入是否会影响转Bt两系杂交稻的生长及其对氮素的吸收与利用特征引起学术界的关注。为此,我们在2011和2012年,在湖北省武穴市张榜村开展了大田试验研究。选用华恢1号的衍生品系育成的8个转Bt(Cry1Ab/Ac)两系杂交稻(two-line Bt(Cry1Ab/Ac) transgenic hybrid rice,Bt-THR)为材料,以两系杂交稻(two-line hybridrice,THR)扬两优6号(YLY6)为对照比较研究:Bt-THR材料的生长特征;Bt-THR与THR的产量及氮素利用变化特征;氮肥用量对Bt-THR材料剑叶Bt蛋白表达量的影响。主要研究结果如下:
⑴Bt-THR材料的主要农艺性状与对照YLY6相比没有显著差异,并且许多Bt-THR材料的最高产量与超级杂交稻YLY6的最高产量相当。
⑵2011和2012年各施氮处理下,Bt-THR材料GLY19、ZY3与对照YLY6的产量没有显著差异。Bt-THR材料CY4198与对照YLY6相比,2011年平均产量低于YLY6,在2012年与YLY6相当,但在90 kgNhm-2,CY4198的产量要显著高于YLY6。
⑶不同Bt-THR和对照的产量对氮肥的响应不一致。2011年,除Bt-THR材料ZY3以外,其他材料在不同施氮量之间产量差异不显著,ZY3在180 kg N hm-2产量达最大值,GLY19和CY4198随着施氮量的增加,发生大面积的倒伏,所以产量呈下降的趋势。2012年,除CY4198在90 kg Nhm-2产量达最大值以外,其他Bt-THR材料与YLY6相似,均在135 kg Nhm-2水平下产量达最大值。
⑷Bt-THR与对照YLY6在植株组织含氮量和氮素积累上都没有显著差异。YLY6和CY4198在不施氮小区,产量高于其他Bt-THR材料,导致两者的农学利用率低于GLY19和ZY3。
⑸随着施氮量的增加,Bt-THR剑叶Bt蛋白的含量呈增加的趋势;在抽穗和灌浆期,剑叶Bt蛋白的含量与施氮量没有表现出一致性的规律,但均高于控制靶标害虫需要达到的阈值。在整个生育期剑叶Bt蛋白的表达量在孕穗期最高。外源Bt基因的导入没有明显改变水稻对氮素的吸收与利用特性。因此,适用于提高超级杂交稻产量和氮素利用率的氮肥管理技术可以为Bt-THR提供借鉴。