基于模拟种群转基因频率和种群动态监测评价水稻转基因漂移对普通野生稻的影响

水稻转基因漂移的生态后果研究直接关系到转基因水稻的安全生产和重要野生遗传资源的保护与利用。普通野生稻是迫切需要加强保护的有关我国粮食安全的战略资源。现有研究表明，如果转基因水稻邻近普通野生稻栽培会发生转基因向野生稻种群漂移。然而，转基因漂移后究竟能不能在普通野生稻种群中存续、进而导致生态后果的问题缺乏前瞻性的深入研究。本项目拟根据现有转基因漂移资料，构建含抗虫转基因（Bt/CpTI基因）比例为0、3%、6%、12%、24%、50%的普通野生稻模拟种群，采用种群生态学方法与分子标记技术相结合，对模拟种群的种群动态、转基因比例、基因频率、杂种竞争能力、土壤种子库进行连续监测与分析，确定抗虫转基因在自然条件下是否具有选择优势及其存续的可能性，阐明影响转基因在野生稻种群中存续与扩散的生物学机制，分析转基因漂移对普通野生稻的潜在影响，从而为转基因水稻的安全利用和普通野生稻的保护提出建议。

水稻转基因漂移对野生近缘种的进化会产生潜在影响，其后果直接关系到重要野生遗传资源的保护与利用和转基因水稻的安全生产。转基因水稻如果在普通野生稻邻近栽培就会发生转基因向野生稻种群漂移，因而需要对转基因漂移后究竟能不能在普通野生稻种群中存续、进而导致生态后果的问题开展前瞻性研究。本项目模拟水稻Bt转基因的漂移频率（0、3%、6%、12%、24%、50%）构建了普通野生稻试验种群，采用种群生态学方法与分子标记技术相结合，对种群动态、转基因比例、基因频率、杂种竞争能力、土壤种子库进行了连续监测与分析，探讨了影响转基因在野生稻种群中存续与扩散的生物学机制、以及转基因漂移对普通野生稻的潜在影响。结果显示：1）转Bt基因对普通野生稻的适合度效应受多重因素的综合影响，选择压和补偿作用会降低杂种适合度，但杂种优势会提高杂种适合度(≈0.72)、并对转基因的适合度效应有协同作用;2)转Bt基因对野生稻种群动态没有显著影响，模拟种群的种子库基本保持稳定；3）转Bt基因能够以一定的频率保持在野生稻种群中，种群起始频率对Bt基因的存续有显著影响，种子库含有转基因，转基因逃逸后能够在普通野生稻种群中保持下去，会污染野生基因库，但没有出现逐年累积增加的现象，因而不会导致对野生种群的湮灭效应；4）Bt基因对（野生）水稻凋落物降解没有影响。本项目研究发现转Bt基因漂移后，对普通野生稻种群发育与种群动态、土壤种子库、凋落物的降解等没有明显的影响，Bt基因可以在野生稻种群中保持下去，但不会迅速累积而导致淹没效应，为进一步研究转基因漂移对野生近缘种的进化影响奠定了基础。