由于油菜属于常异花授粉作物,且能产生大量的花粉,同时在自然环境中存在许多野生近缘种,因此抗除草剂转基因油菜(Brassica naapus,2n=38=AACC)的抗性基因能否渗入(introgression)到野生近缘种,特别是近缘杂草中倍受关注。一旦成功渗入,将会对农田生态环境造成很大的威胁。抗性基因能否成功渗入到野生近缘种除取决于转基因作物能否和近缘种发生初始杂交外,还和以下因素密切相关(1)转基因在杂交和回交后代中的持续传递及表达能力;(2)后代染色体的重组、整合和遗传的稳定性;(3)携带转基因的后代在自然环境中的生存、定植能力。国内外对转基因油菜的抗性基因向近缘种的漂移频率、抗性基因在后代中的传递规律及后代适合度等方面的研究有较多报道,但对后代染色体的组成和遗传稳定性尚没有连续的跟踪报道。在我国野芥菜(B.junceavar.gracilis)是与转基因油菜亲缘关系最近的杂草。本实验室前期对抗草甘膦和草丁膦转基因油菜的抗性基因在后代中的传递规律及后代的适合度进行了研究,发现经除草剂筛选后,抗草甘膦转基因油菜的后代存活率明显高于抗草丁膦转基因油菜的后代,同时发现随着自交代数的增加,携带抗草甘膦基因后代的适合度提高速度快于携带抗草丁膦基因的后代。但对两种转基因油菜与野芥菜回交后代的染色体组成和稳定过程尚未开展研究。本文在前人的研究基础上,以抗草甘膦转基因油菜(DS-Roughrider,Roundup Ready,event RT73,抗性基因位于A-染色体组)与野芥菜的正反回交1代子1-4代(BClmFR2-5和BClpFR2-5),以野芥菜为母本的回交称为正向回交,用m表示,以野芥菜为父本的回交称为反向回交,用p表示)和抗草丁膦转基因油菜(Swallow,Liberty Link,event HCN92,抗性基因位于C-染色体组)与野芥菜的正反回交子1-5代(BClmFL2-6和BClpFL2-6)为研究对象,利用传统细胞遗传学方法及荧光原位杂交技术分析了后代染色体数量及组成,并对回交1代子4代植株的减数分裂进行了观察。通过上述研究,期望获得携带抗性基因的后代随着自交代数的增加染色体的变化和稳定过程,并为两种转基因油菜的抗性基因向野芥菜的基因漂移的可能性存在差异提供细胞遗传学上的证据。主要结果如下:1.抗草甘鳞转基因油莱与野芥莱的回交1代自交后代为混倍体,其染色体的稳定方向是 2n=36(AABB)供试的抗草甘膦转基因油菜和野芥菜回交1代的自交后代植株均为混倍体。从回交1代子1代到子4代,随着自交代数的增加,染色体数量变化范围逐渐缩小,染色体数为36的细胞比例逐渐增加,植株的混倍体程度逐渐降低,表现出2n=36的稳定趋势。对正反回交1代子4代各3个单株染色体数为36的细胞采用BAC荧光原位杂交的方法分析染色体组成,结果表明,这些细胞的染色体组成均为20A+16B,其染色体组成与亲本野芥菜(AABB)相同。2.抗草丁膦转基因油菜与野芥菜回交1代自交后代为混倍体,其染色体的稳定方向是2n=37(AABB+1C),为野芥菜-甘蓝型油菜单体异附加系。抗草丁膦转基因油菜与野芥菜回交1代的自交后代也均为混倍体。从回交1代子1代到子5代,随着自交代数的增加,染色体数量变化范围逐渐缩小,染色体数为37的细胞比例逐渐升高,植株的混倍体程度逐渐降低,表现出明显的2n=37的稳定趋势。对正反回交1代子4代各5个和7个单株染色体数为37的细胞采用BAC荧光原位杂交的方法分析染色组成,结果表明,这些细胞的染色体组成为20A+16B+1C,只在反向回交1代子4代一个单株中观察到有2个细胞的染色体组成为20A+15B+2C,占观察细胞的1.83%。因此抗草丁膦转基因油菜与野芥菜的回交1代子4代为野芥菜-甘蓝型油菜单体异附加系。3.减数分裂异常行为观察通过对花粉母细胞的减数分裂观察,发现两种抗除草剂转基因油菜与野芥菜的回交1代子4代各植株均显示落后染色体、染色体桥、微核等异常现象。在减数第一次分裂和第二次分裂的中期观察到有不能正常配对的染色体散落在赤道板外,在两次减数分裂后期均观察到落后染色体和染色体桥,有的落后染色体不能被拉向两极,在减数分裂末期形成微核。虽然两种抗除草剂转基因油菜与野芥菜的回交1代子4代中均存在减数分裂异常行为,但抗草丁膦转基因油菜与野芥菜的回交1代子4代异常分裂的细胞比率明显高于抗草甘膦转基因油菜与野芥菜的回交1代子4代;抗草甘膦转基因与野芥菜的反向回交1代子4代异常行为的细胞比率高于正向回交1代子4代,而抗草丁膦转基因油菜与野芥菜的正反回交1代子4代异常行为的细胞比率相差不大。抗草甘膦转基因油菜与野芥菜回交1代子4代植株的减数分裂指数变幅在94.97-99.5之间,表现出一定的遗传稳定性;抗草丁膦转基因油菜与野芥菜的回交1代子4代中,除反向回交1代子4代一个植株的减数分裂指数为91.3外,其余植株的减数分裂指数介于61.64-87.86之间,表现出遗传的不稳定性。4.角果长和每角饱粒数调查两种转基因油菜与野芥菜的回交1代自交子代的角果长和每角饱粒数统计结果表明,同代中的不同植株间每角饱粒数不同,总体上随着自交代数的增加呈提高的趋势。抗草甘膦转基因油菜与野芥菜的回交1代子1代到子4代的平均角果长与野芥菜均无显著性差异;虽然回交1代子1代的平均每角饱粒数只有3.6粒和3.03粒,显著低于野芥菜,但回交1代子2代到子4代的平均每角饱粒数介于10.82粒到17.12粒之间,与野芥菜无显著性差异。抗草丁膦转基因油菜与野芥菜的回交1代子1代的平均角果长显著低于野芥菜,但回交1代子2代到子5代的平均角果长与野芥菜无显著性差异;正向回交1代子1代到子3代,反向回交1代子1代到子5代的平均每角饱粒数都显著低于野芥菜,只有正向回交1代子4代和正向回交1代子5代的平均每角饱粒数与野芥菜相当,分别为14.75粒和14.67粒。因此抗草甘膦转基因油菜与野芥菜后代生殖能力的提高速度快于抗草丁膦转基因油菜与野芥菜的后代。这一结果与染色体组成的观察结果一致。