中国报告大厅网讯，在现代农业生产领域，棉花作为全球重要的经济作物，其产量和品质受到虫害与草害的严重制约。草甘膦行业作为广泛应用的除草剂，其相关技术发展对农田杂草防控意义重大。近年来，随着转基因技术的不断进步，培育兼具多种优良性状的农作物品种成为农业科研的重要方向。在棉花种植中，开发抗虫且耐草甘膦的转基因棉花品种，不仅能有效降低生产成本，还对提升棉花产业效益、保护生态环境具有关键作用。
实验选取陆地棉 R15 作为遗传转化受体材料，将其与转化得到的 T₀代材料种植于人工气候室，后续 T₁ - T₆代材料则种植于特定的转基因材料中间试验区。采用的抗虫耐除草剂载体，包含抗草甘膦基因 g10 - epsps 与融合表达的抗虫基因 cry1Ac - vip3Da。以棉花品种 R15 的无菌苗下胚轴为外植体，通过农杆菌介导的遗传转化法获得转基因再生植株。
《2025-2030年中国草甘膦行业市场深度研究及发展前景投资可行性分析报告》指出，运用 CTAB 法提取棉花幼苗叶片 DNA，设计特异性引物进行 PCR 反应，对 T₀代株系的目标基因检测结果显示，8 个株系成功检测到对应大小的特异性条带，证明外源基因已整合到棉花基因组中。经多代自交纯合，最终确定 CA - 6、CA - 7、CA - 17 这 3 个表达量高且性状稳定的株系用于后续研究。
在 T₄代，利用 qRT - PCR 技术检测 CA - 6、CA - 7、CA - 17 转基因株系不同组织中 cry1Ac - vip3Da 和 g10 - epsps 的表达量。结果表明，这两个基因在 3 个株系各组织中均超量表达，在不同组织和株系间存在表达差异。cry1Ac - vip3Da 在根和叶中表达相对较高，g10 - epsps 在茎中表达量最高。
采用 ELISA 检测方法测定 T₄ - T₆代转基因株系不同组织中 Cry1Ac - Vip3Da 和 G10 - EPSPS 蛋白含量，R15 各组织未检测到目的蛋白，3 个转基因株系不同世代各组织均有较高蛋白含量。其中，四叶期叶片中蛋白含量最高，且 CA - 7 株系目的蛋白含量尤为突出，不同发育时期叶片蛋白含量从四叶期到吐絮期逐渐下降，T₄ - T₆代际间相同组织同一时期目的蛋白含量差异不明显，表明蛋白在这 3 个转基因棉花株系连续 3 代稳定表达。
对转基因棉花株系 T₄ - T₆代进行室内生物活性测定以鉴定抗虫性。结果显示，R15 叶片被棉铃虫大量啃食，而 3 个转基因株系叶片仅有极少食孔，棉铃虫基本死亡。CA - 6、CA - 7、CA - 17 株系 T₄ - T₆代的校正死亡率分别在一定范围内，且各转基因株系代际间校正死亡率无显著差异，说明 3 个转基因棉花叶片对棉铃虫抗性良好且稳定。
在草甘膦抗性鉴定方面，对 CA - 6、CA - 7 和 CA - 17 株系 T₄ - T₆代苗期喷施不同剂量草甘膦，结果表明，喷施推荐剂量 1×、2×、4× 草甘膦后，R15 植株发黄枯死，转基因株系正常生长。统计喷施 4× 草甘膦 2 周后植株情况，R15 植株全部死亡，受害率 100%，转基因棉花株系 100% 成活，虽叶片有一定药害，但受害率在代际间无显著差异，证明转基因棉花能抗 4 倍以上推荐剂量草甘膦且抗性稳定遗传。测定不同浓度草甘膦处理下植株叶片莽草酸含量，结果显示转基因株系莽草酸相对含量基本稳定，进一步验证其良好的草甘膦抗性。
对 T₅代转基因棉花株系 CA - 6、CA - 7、CA - 17 和对照 R15 的多项农艺性状进行观测比较，结果表明，在统一种植管理下，3 个转基因株系的株高、果枝数、单株铃数、铃重、衣分等农艺性状与 R15 相比，除 CA - 7 的单株铃数显著高于 R15 外，其余无显著性差异，测算籽棉和皮棉重量也无显著差异，说明抗虫耐草甘膦复合性状转基因株系对棉花农艺性状和产量未造成明显影响。
综上所述，通过农杆菌介导法成功培育出 CA - 6、CA - 7、CA - 17 这 3 个兼具抗虫与耐草甘膦特性的转基因棉花株系。Cry1Ac - Vip3Da 融合蛋白和 G10 - EPSPS 蛋白在植株各组织、时期及不同世代中稳定表达，转基因棉花株系对棉铃虫具有良好抗性，能耐受 4 倍田间推荐剂量的草甘膦，且在遗传过程中未发生性状分离，农艺性状也未受外源基因插入的影响。这一研究成果为棉花抗逆育种提供了优质种质资源，对推动草甘膦行业技术在棉花种植领域的应用、促进棉花产业发展具有重要意义。
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