医用卡那霉素在转基因抗虫棉鉴定中的应用

医用卡那霉素在转基因抗虫棉鉴定中的应用

摘要利用医用硫酸卡那霉素对不同品种的棉花叶片进行处理，研究不同浓度医用硫酸卡那霉素溶液、不同棉花品种叶片对卡那霉素处理的外观变化。结果表明：不同棉花品种叶片对卡那霉素处理呈相同的变化趋势。当卡那霉素浓度达到5 000 mg/L时，检测准确度最好。

关键词转基因；棉花；医用卡那霉素；浓度

由于转基因抗虫棉花品种在农业生产上大面积应用和各地引种工作的日益频繁，在人们受益于转基因抗虫棉这项高新技术的同时，也存在着已知的或潜在的生态安全风险。因此，必须采取有效措施控制和预防这种风险。

利用实验室技术进行转基因抗虫棉花品种检测较繁琐，操作不便[1-3]。而田间用医用卡那霉素直接对棉花叶片进行抗性鉴定是一项方便、有效的技术[4]。但农作物对卡那霉素的敏感度存在差异，而棉花叶片对卡那霉素存在抗性反应。因此，研究棉花叶片对卡那霉素处理的反应，进而发展、推广应用该技术，以提高转基因抗虫棉检测、鉴定的准确性。

1 材料与方法

1.1 试验材料

参试棉花品种：非转基因品种新陆早36号、自育品系Y153-2和35-2；转基因抗虫对照品种为抗虫5号、抗虫10号。硫酸卡那霉素为徐州莱恩药业有限公司生产的2 mL：0.5 g（50万U）医用注射液。一次性医用注射器、医用脱脂棉、蒸馏水（或纯净水）。

1.2 试验方法

试验前将医用卡那霉素注射液用蒸馏水分别配制成1 000、2 000、3 000、4 000、5 000 mg/L 5个不同浓度的处理。试验时，用医用注射器吸取不同浓度的卡那霉素溶液，拔除针头，塞上医用脱脂棉，在棉花生长的四叶期，涂抹棉花新展开倒1叶上的相同部位，直径1～2 cm，以湿润为准。每个参试品种，利用不同浓度的卡那霉素溶液各处理60株，并在田间做好相应的标记。5 d后观察各处理涂抹部位的叶色反应，并做好相应数据的记载和后期处理、分析工作。应选择在清晨或傍晚涂抹，避开高温、蒸发剧烈和大风或降雨等异常天气。

2 结果与分析

2.1 棉花叶片卡那霉素处理后外观表现的筛选标准

根据田间观察棉花叶片对卡那霉素处理后的外观表现：将卡那霉素溶液涂抹

部位的叶色与周边正常叶色存在明显差异，叶色由绿转黄甚至出现破损的情况作为卡那霉素处理效果的筛选标准，即作为非转基因阴性株。

2.2 转基因抗虫品种的棉花叶片对卡那霉素的反应效果

随着卡那霉素溶液浓度的提高，转基因抗虫品种抗虫5号、抗虫10号的棉花叶片，未出现明显变化（表1）。说明适当提高卡那霉素溶液浓度，在提高卡那霉素溶液对转基因抗虫棉花检测准确率的同时，不会出现误检现象。

2.3 不同品种的非转基因棉花叶片对卡那霉素的反应效果

选择3个有代表性的非转基因棉花品种和2个转基因抗虫棉品种作为供试材料，研究不同棉花品种对卡那霉素处理的外观表现差异。结果表明：棉花不同品种间叶片对卡那霉素处理的外观表现差异不明显，说明不同的棉花品种对卡那霉素处理外观变化相同，因此用卡那霉素筛选、鉴定转基因抗虫棉花品种，适用性很大。

2.4 棉花叶片对不同浓度的卡那霉素溶液的反应效果

在试验过程中发现（表1），随着卡那霉素浓度的提高，各个试验处理中的假阳性植株比例逐渐减小。当卡那霉素溶液浓度达到5 000 mg/L时，检测的准确度最好。卡那霉素对棉花叶片处理效果的受诸多因素影响，其中之一为棉花叶片对卡那霉素的抗性，在棉花的抗性范围内，棉花叶片个体间的外观表现差异较大，而当卡那霉素浓度超出抗性范围后，棉花叶片个体之间的外观表现趋于一致。

3 讨论

卡那霉素对作物细胞表现毒性的机理是：干扰细胞叶绿体、线粒体的蛋白质合成，使植物细胞死亡。转基因植株抑制这个干扰过程的进行，因此通过卡那霉素处理棉花叶片筛选、鉴定转基因棉花植株是具有理论依据的。卡那霉素是目前基因工程中广泛使用的选择标记，因此在棉花的生育早期进行卡那霉素检测，适当提高卡那霉素处理浓度，得到的假阳性单株少；转基因筛选、鉴定的效果较好。经过不同浓度处理的筛选效果对比，当卡那霉素溶液浓度达到5 000 mg/L时，检测的准确度最好。

4 参考文献

[1] 祝建波，王爱英，封玲.棉花叶片对卡那霉素反应效果的研究[J].石河子大学学报，1999，3（3）：187-191.

[2] 葛朝红，孟建朝，田海燕.卡那霉素对棉花不同时期抗虫性的鉴定[J].现代农村科技，2009（16）：10-11.

[3] 李虎申，张岳华，李莉，等.转基因抗虫棉纯度的幼苗鉴定方法研究[J].

中国种业，2007（3）：47-48.

[4] 李秀珍，储甲松，彭华升，等.转基因棉花在生产应用上的风险与安全控制[J].江西棉花，2010，32（4）：47-49.