一种抗草胺膦棉花的快速鉴定方法技术领域
本发明涉及农业技术领域，具体地说，涉及一种抗草胺膦棉花的
快速鉴定方法。
背景技术
棉花是我国重要的经济作物，常年种植面积500万hm2，占经济作
物总面积的26％，是国民经济的重要支柱产业。然而，我国棉田杂草
危害较重，常年造成损失在14％～16％，严重制约了棉花的优质、高
效生产。草铵膦(glufosinate-ammonium)由赫斯特公司(现归属于拜耳
公司)开发生产，化学名称为4-[羟基(甲基)膦酰基]-DL-高丙氨酸，
属于膦酸类除草剂，是谷氨酰胺合成抑制剂，非选择性(灭生性)触
杀型除草剂。草铵膦开发于二十世纪80年代，是世界上第二大转基因
作物耐受除草剂。草铵膦对耐受草甘膦的部分恶性杂草去除效果非常
好，施药后短时间内，植物体内铵代谢陷于紊乱，细胞毒剂铵离子在
植物体内累积，与此同时，光合作用被严重抑制，达到除草目的。草
铵膦毒性低，较为安全，在土壤中易于降解，对作物安全，不易飘移，
除草谱广，活性高，用量少，环境压力小，杀草迅速，能快速杀死100
种以上的禾本科和阔叶杂草，可用水做基剂，使用安全方便，在棉田
杂草的防除中发挥着重要作用。但是，由于草胺膦不具有在杂草和棉
花之间的选择性，在使用草胺膦时，往往容易对常规棉花品种造成药
害，甚至死亡。
转基因技术发展的速度惊人，转基因作物对农业的巨大贡献已经
得到广泛的认可，其种植近年来也呈愈演愈烈之势。转基因抗草胺膦
棉花的应用不仅可以避免药害的产生，还可以扩大草胺膦的使用范围
和灵活性。草铵膦作为一种优良的灭生性除草剂，非常适合作为抗性
基因，赫斯特公司积极发展转基因作物，以草铵膦为目标，进行抗性
基因转移、选育抗性作物品种，目前，赫斯特公司已经成功将草铵膦
的抗性基因应用于棉花等20多种作物中，这些转基因作物不仅在以美
国为主的广大北美地区普遍种植，近年来开始在亚洲、澳洲、欧洲部
分国家及地区推广种植。高剂量使用草铵膦对转基因作物具有一定的
伤害，但药害轻，对产量影响不大。抗草铵膦作物安全剂量可高达2.0
kg/hm2以上，而0.5～1.0kg/hm2的草铵膦即可防除大部分杂草。
目前，我国正在实施转基因抗草胺膦棉花新品种培育计划，已获
得一批稳定表达的转基因棉花新材料。随着农业现代化水平的提高，
农村劳动力大量城市化转移，棉花生产者对抗除草剂品种的需求越来
越强烈。转基因抗草胺膦棉花势必将成为我国继抗草甘膦棉花之后有
望推广的另一类转基因抗除草剂棉花产业化品种。在抗草胺膦棉花品
种选育过程中，对棉花材料进行草胺膦抗性评价不仅是棉花育种和产
业化推广的基础，也是进行转基因棉花环境安全性评价的内容之一，
因此，开发一种抗草胺膦棉花的检测和鉴定方法就显得尤为重要。
目前，抗草胺膦棉花的鉴定方法主要为田间或温室植株抗性鉴定
法，即在田间或温室种植待测棉花，当棉花长到一定叶龄后喷施一定
浓度的草胺膦，根据施药后棉花植株的死亡程度对其是否为抗草甘膦
棉花做出判断。此方法直观准确，但是耗时长、占用空间大、季节性
强。因此，建立一种快速、简便、低成本且准确有效的抗草胺膦棉花
鉴定方法对于我国抗草胺膦棉花的推广和检测具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种抗草胺膦棉花的快速鉴定方法。
为了实现本发明目的，本发明的一种抗草胺膦棉花的快速鉴定方
法，所述方法包括：将已露白的待测棉花种子用草胺膦溶液浸泡；清
水冲洗后，将所浸泡过的种子置于光照培养箱中进行砂培；分别统计
出苗数及培根长，计算出苗率和胚根生长抑制率；根据出苗率和胚根
生长抑制率判断待测棉花是否为抗草胺膦棉花，其中出苗率≥80％或
胚根生长抑制率≤40％的为抗草甘膦棉花，而出苗率≤40％或胚根生
长抑制率≥80％的为非抗草胺膦棉花。
前述的方法，待测棉花种子预先进行硫酸脱绒处理，然后将种子
于清水中浸泡24小时，获得已露白的种子。
前述的方法，将已露白的待测棉花种子用有效成分浓度0.5～2.0
g/L的草胺膦溶液浸泡0.5～2小时，随后用水冲洗，即草胺膦处理组；
同时，设清水对照处理组，即用清水浸泡待测样本。
前述的方法，砂培的具体操作为：将细砂过筛后置于干燥箱中，
180℃干热灭菌4小时，晾凉后将细砂和水按照25:4的重量比混匀，装
入规格为13cm×19cm×12cm的发芽盒中，至约2/3高度；将浸泡过的棉
花种子均匀摆放于发芽盒中，约50粒种子/盒，重复4次；然后在种子
上覆盖约1.5cm厚的松散砂，盖上盖子后置于光照培养箱中培养。
其中，光照培养箱的温度设定为30℃，湿度60％～80％，光照8小
时/黑暗16小时，光照强度为6000lx。
砂培7天后，分别统计清水对照处理组和草胺膦处理组的棉花种
子的出苗数，计算出苗率，统计胚根长，并计算胚根生长抑制率；其
中种子出苗的判断标准为子叶破土。胚根生长抑制率的计算公式为：
胚根生长抑制率％＝(清水对照处理组的胚根长-草甘膦处理组的
胚根长)×100/清水对照处理组的胚根长
在上述抗草胺膦棉花的快速鉴定方法中，在所述统计和计算步骤
中，还可观察胚根生长情况；在所述判断步骤中，还可根据胚根生长
情况判断待测棉花是否为抗草胺膦棉花，其中胚根生长正常的为抗草
胺膦棉花，而胚根生长受抑制、无侧根的为非抗草胺膦棉花。
本发明具有以下优点：
(一)周期短。一般8天左右即可获得鉴定结果。与田间或温室
抗性鉴定方法相比，鉴定周期缩短了10天左右。
(二)用药量少。用少量药剂浸泡种子就可以鉴定，与田间或温
室抗性鉴定方法相比，省去大量喷洒的用药量，本发明的鉴定方法可
以重复进行，结果一致性较好。
(三)工作量小。本发明的鉴定方法在室内完成，无需进行整地、
播种、施药等操作，一人便可完成整个鉴定过程。并且占用空间小，
可以同时对多个材料进行鉴定。
(四)不受季节限制。本发明的鉴定方法在室内操作，种子在光
照培养箱中培养。与田间或温室抗性鉴定方法相比，本发明的鉴定方
法避免了不良气候的影响。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。若未
特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规
手段，所用原料均为市售商品。
以下实施例中使用的试验材料：抗草胺膦棉花材料共6种，分别
为ZYA1、ZYA2、ZYA3、ZYA4、ZYA5、ZYA6；非抗草胺膦棉花材
料共3种，分别为中棉所52、中棉所65、中棉所83。上述材料均由中
国农业科学院棉花研究所育种室提供。所用草胺膦为紫电青霜，其为
浓度200g/L的草胺膦水剂，由河北石家庄市龙汇精细化工有限责任公
司生产。实施例中的定量试验，均设置4次重复实验，结果取平均值。
实施例1抗草胺膦棉花的快速鉴定方法
试验方法：
1、催芽
将所有棉花种子进行硫酸脱绒，光子处理备用。然后取每种待测
材料的种子于清水中浸泡24小时，取已露白的种子备用。
2、浸泡
每个待测样本挑选已催芽露白的、饱满的棉花种子，用草胺膦溶
液浸泡，随后用水冲洗。同时，设清水对照处理组：用清水浸泡待测
样本。
3、砂培
将细砂过筛后置于干燥箱中，180℃干热灭菌4小时，晾凉后将细
砂和水按照25:4的重量比混匀，装入规格为13cm×19cm×12cm的发芽
盒中，至约2/3高度；将浸泡过的棉花种子均匀摆放于发芽盒中，约
50粒种子/盒，重复4次；然后在种子上覆盖约1.5cm厚的松散砂，盖
上盖子后置于光照培养箱中培养。
光照培养箱的温度设定为30℃，湿度60％～80％，光照8小时/黑暗
16小时，光照强度为6000lx。
4、统计和计算
砂培7天后，分别统计清水对照处理组和草胺膦处理组的棉花种
子的出苗数，计算出苗率，统计胚根长，并计算胚根生长抑制率；其
中种子出苗的判断标准为子叶破土。胚根生长抑制率的计算公式为：
胚根生长抑制率％＝(清水对照处理组的胚根长-草甘膦处理组的
胚根长)×100/清水对照处理组的胚根长
按照上述方法，选用抗草胺膦棉花材料ZYA1、ZYA2、ZYA3和
非抗草胺膦棉花材料中棉所52、中棉所65作为待鉴定棉花材料。分别
配制有效成分浓度为0.5g/L、1.0g/L、2.0g./L的草胺膦溶液，同时设
清水对照组作备用。分别用配制好的草胺膦溶液以及清水于不同浸泡
时间(0.5小时、1小时、2小时)对已露白的待测棉花种子浸泡，砂
培后进行抗草胺膦棉花的判定。实验结果见表1。
表1经不同浓度的草胺膦处理后待测棉花种子的出苗率和胚根生长抑制率
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§：胚根生长抑制率为负值表示草胺膦处理组的胚根长大于清水对照组，说明草胺膦处理对胚根生长有
促进作用。
由表1可知，用有效成分浓度为0.5～2.0g/L的草胺膦溶液浸泡待测
棉种0.5小时后，3种抗草胺膦棉花的出苗率为89.0％～94.2％，与清水
对照(93.5％～98.0％)相比差异不大，胚根生长抑制率均不高于4.8％；
而两种非抗草胺膦棉花的出苗率仅为35.9％～72.3％，与清水对照
(91.3％～92.3％)相比差异大，胚根生长抑制率为63.2～83.2％。
用有效成分浓度为0.5～2.0g/L的草胺膦溶液浸泡待测棉种1.0小
时后，3种抗草胺膦棉花的出苗率为76.0％～98.7％，与清水对照
(89.2％～92.6％)相比差异不大，胚根生长抑制率均不高于15.0％；
而两种非抗草胺膦棉花的出苗率仅为23.6％～42.3％，与清水对照
(93.1％～95.4％)相比差异大，胚根生长抑制率为78.5～87.4％。
用有效成分浓度为0.5～2.0g/L的草胺膦溶液浸泡待测棉种2.0小
时后，3种抗草胺膦棉花的出苗率为75.5％～95.3％，与清水对照
(84.8％～91.8％)相比差异不大，胚根生长抑制率均不高于38.5％；
而两种非抗草胺膦棉花的出苗率仅为0％～18.4％，与清水对照
(88.7％～96.3％)相比差异大，胚根生长抑制率高达85.1～91.3％。
由此可见，在有效成分浓度为0.5～2.0g/L的草胺膦溶液中，随着
浸泡时间增加，对抗草胺膦棉花的影响不大，对非抗草胺膦棉花的影
响很大。本发明采用的草胺膦处理方法对抗草胺膦棉花与非抗草胺膦
棉花的影响有明显区别，因此，本发明的鉴别方法能够有效地区分抗
草胺膦棉花与非抗草胺膦棉花。
实施例2抗草胺膦棉花的快速鉴定方法
按照实施例1的方法，选用抗草胺膦棉花材料(ZYA4、ZYA5、
ZYA6)和非抗草胺膦棉花材料(中棉所52、中棉所65、中棉所83)
作为待鉴定棉花材料，用有效成分浓度为1.0g/L的草胺膦溶液浸泡处
理1小时，实验结果见表2。
表2处理后待测棉花种子的出苗率、胚根长和胚根生长抑制率
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从表2可以看出，对于抗草胺膦棉花材料，草胺膦处理对出苗率
影响不大(出苗率从91.7％～98.2％降至89.7％～92.3％)，胚根生长抑
制率仅为5％以下，对有些材料还有促进胚根生长作用。对于非抗草
胺膦棉花材料，草胺膦处理显著影响出苗率(出苗率从91.1％～98.5％
降至8.7％～16.2％)，胚根生长抑制率高达79.2％～90.2％；由此可见，
本发明使用的草胺膦处理对非抗草胺膦棉花与抗草胺膦棉花的影响
有显著区别，因此，本发明的鉴别方法能够有效地区分抗草胺膦棉花
与抗非草胺膦棉花。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详
尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本
领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础
上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。