转基因玉米自然生态风险控制隔离装置的制作方法

本实用新型涉及花粉隔离装置，具体涉及一种转基因玉米自然生态风险控制隔离装置。

背景技术：

玉米在自然条件下有与同种或近缘种异交而导致外源基因漂移的可能性，玉米作为典型的风媒传粉植物，为保证授粉成功，其雄花穗产生大量的花粉，约为2000-3000万粒。风将大量的花粉传递到同株或相邻株的玉米雌穗花丝上，从而导致自花和异花授粉，可能会引起基因漂移。玉米花粉直径约为0.1mm，是风媒花中最大的。玉米花粉的扩散范围在很大程度上受玉米花粉大小及其快速降落的特性所限制，风传的漂移距离一般不超过150m，微风时，花粉散落范围约为1m，风力较大时，可传播500～1000m左右。在田间条件下，温度28.6-30℃，空气相对湿度65％～81％时，玉米花粉的离体生活力可维持5～6小时(王忠孝等,1999中国农业出版社)。

鉴于转基因作物种植后存在潜在生态风险，对转基因作物商业释放的生态环境风险进行安全性评估和防控手段的研究就具有非常重要的意义(陈洁君等,2007，中国农业科技导报；类少华,2009，吉林大学、对转基因作物的综合评价及战略选择研究)。通过花粉或种子介导的外源基因漂移是造成基因逃逸的主要途径，更应成为今后的研究重点。在防控花粉漂移扩散方面，应该设置隔离带(如种植高杆作物、设置隔离墙或隔离网等)防控风媒传播风险(赵宗潮,2014、南京农业大学、转植酸酶基因玉米自然生态风险评估及其防控技术研究)。

目前还没有有效防控转基因玉米花粉漂移的装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种转基因玉米自然生态风险控制隔离装置，该隔离装置结合我国玉米种植制度，生产实际情况，并结合目前转基因作物的研究热点对转基因抗虫玉米进行生态安全性评估，来研究转基因抗虫玉米大田释放后可能引起的生态风险，探究有效防控基因漂移扩散的技术与方法。最终为我国转基因作物的商业化推广进程提供可靠的实验依据，并为转基因作物的风险防控提出可行的方法。

为实现上述目的，本实用新型所设计一种转基因玉米自然生态风险控制隔离装置，所述隔离装置包括矩形钢构架，所述矩形钢构架由四面钢架墙组成，每面钢架墙由多个水平钢杆和竖直钢杆组成；且每个竖直钢杆深入土中固定，所述钢架墙的竖直钢杆与顶部的水平钢杆交叉点间隔设置有多根倾斜支撑杆，所述矩形钢构架的四面钢架墙均设置有彩钢板，所述隔离装置一面开设有进出门。

进一步地，所述矩形钢构架顶部的水平钢杆间设置有热镀支撑钢框。

再进一步地，所述热镀支撑钢框呈四边形，且热镀支撑钢框四角均通过抱箍固定在于水平钢杆的中部。

再进一步地，所述矩形钢构架的每面钢架墙上倾斜支撑杆个数为 3～20；且矩形钢构架四角上的竖直钢杆与顶部的水平钢杆交叉点均通过方卡结构固定有一个倾斜支撑杆。

再进一步地，所述方卡结构包括一侧面开口且中空矩形框，所述倾斜支撑杆顶部斜插入方卡结构内并通过螺钉固定在竖直钢杆上。

再进一步地，所述倾斜支撑杆与竖直钢杆夹角为30～45°，倾斜支撑杆插入地面深度为20～30cm

本实用新型的有益效果：

本实用新型鉴于转基因作物种植后存在潜在生态风险，对转基因作物商业释放的生态环境风险进行安全性评估和防控手段的研究就具有非常重要的意义。通过花粉或种子介导的外源基因漂移是造成基因逃逸的主要途径，更应成为今后的研究重点。在防控花粉漂移扩散方面，应该设置隔离带(如种植高杆作物、设置隔离墙或隔离网等)防控风媒传播风险。本实用新型采用彩钢板作为隔离措施的研究。彩钢板方便拆卸，并可重复利用，相当于可以移动的隔离墙。

本实用新型结合我国玉米种植制度，联系南繁生产实际，并结合目前转基因作物的研究热点对转基因抗虫玉米进行生态安全性评估，来研究转基因抗虫玉米大田释放后可能引起的生态风险，探究有效防控基因漂移扩散的技术与方法。最终为我国转基因作物的商业化推广进程提供可靠的实验依据，并为转基因作物的风险防控提出可行的方法。

经对对照区与隔离区八个方向的漂移频率调查，结果显示经试验，隔离区的转基因玉米株系的基因漂移频率与对照区相比大大降低，经隔离措施之后，距离隔离措施10米的范围内可以控制基因漂移率<0.1％。即可以达到种子纯度为99.9％。因此大大缩短了空间隔离的距离。

附图说明

图1为本实用新型隔离装置的结构示意图；

图2为隔离装置的局部图；

图3为图2剖视图；

图4为方卡结构细节图；

图中，矩形钢构架1、钢架墙1.1、水平钢杆1.1a、竖直钢杆1.1b、倾斜支撑杆2、彩钢板3、进出门4、热镀支撑钢框5、方卡结构6、螺钉6.1。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述，以便本领域技术人员理解。

如图1～4所示的转基因玉米自然生态风险控制隔离装置，所述隔离装置包括矩形钢构架1，所述隔离装置顶面为倾斜面。

所述矩形钢构架1由四面钢架墙1.1组成，每面钢架墙1.1由多个水平钢杆1.1a和竖直钢杆1.1b组成；且每个竖直钢杆1.1b深入土中20～30cm固定且倾斜支撑杆2与竖直钢杆1.1b夹角为30～45°；

四面钢架墙1.1的竖直钢杆1.1b与顶部的水平钢杆1.1a交叉点间隔设置有8根倾斜支撑杆2，且矩形钢构架1四角上的竖直钢杆1.1b 与顶部的水平钢杆1.1a交叉点均通过方卡结构6固定有一个倾斜支撑杆2，

矩形钢构架1的四面钢架墙1.1均设置有彩钢板3，所述隔离装置一面开设有进出门4。

矩形钢构架1顶部的水平钢杆1.1a间设置有热镀支撑钢框5。热镀支撑钢框5呈四边形，且热镀支撑钢框5四角均通过抱箍固定在于水平钢杆1.1a的中部。

方卡结构6包括一侧面开口且中空矩形框，所述倾斜支撑杆2顶部斜插入方卡结构6内并通过螺钉6.1固定在竖直钢杆1.1b上。

上述钢杆和倾斜支撑杆尺寸为：长为6000mm，直径为40mm，厚度为2mm，彩钢板3厚度为0.425mm。

上述装置大小和倾斜支撑杆个数根据实际情况决定。

基于上述装置进行转基因玉米自然生态风险控制隔离实验：

一、实验方案：

1试验材料：

转基因抗虫玉米品种(系)GIF，与美玉11号糯玉米品种。

2资料记录

2.1试验地名称与位置

记录试验的具体地点、试验地的名称、地址经纬度或全球地理定位系统(GPS)地标。

2.2气象资料

记录试验期间试验地降雨(降雨类型、日降雨量以毫米表示)和温度(日平均温度、最高和最低温度、积温，以摄氏度表示)的资料。记录影响整个试验期间试验结果的恶劣气候因素，例如严重或长期的干旱、暴雨、冰雹等。

3试验设计

对照试验地面积10000m²(100m*100m)，在其中央划出一个 100m²(10m*10m)的小区种植转基因抗虫玉米，周围种植非转基因玉米。设有隔离措施的试验地面积10000m²(100m*100m)，在其中央划出一个100m²(10m*10m)的小区种植转基因抗虫玉米，周围种植非转基因玉米。隔离措施采用彩钢板。隔离高度4m。

4播种

转基因抗虫玉米分三次播种，每隔一周播种一次，使之散粉期与非转基因玉米抽丝期相遇，按常规播种量播种。

5调查方法

在玉米成熟后收获时，沿试验地E、S、W、N及ES、WS、WN、 EN八个方位，分别用A、B、C、D、E、F、G、H标记，沿8个方向距离转基因抗虫玉米种植区1m、3m、5m、10m、15m、20m、 30m、40m、50m和60m，每点随机收获10株玉米(第1果穗)。并按照A1，A2，A3，…A10的顺序作上标记，晒干后储存待进一步检测。记录收获的每个玉米果穗的籽粒总数。

6检测方法

用胚乳显隐性性状进行鉴别。根据不同方向、距转基因抗虫玉米不同距离收获的玉米籽粒中表现转基因抗虫玉米胚乳性状的数量，确定转基因抗虫玉米花粉传播距离和不同距离的异交率。只有当转基因抗虫玉米是显性胚乳性状，如黄色籽粒或非糯，适用该方法。

7结果表述

7.1异交率

异交率按公式(1)计算。

式中：

P—异交率，单位为百分率(％)；

N—每穗玉米中含外源基因的玉米籽粒数量，单位为粒；

T—每穗籽粒总量，单位为粒；若非转基因玉米为人为去雄的，此时的T—为相应非转基因玉米在距转基因抗虫玉米1m处10个果穗的平均籽粒数量。

计算结果保留2位小数。

7.2基因漂移距离和频率

根据检测结果，确定外源基因在不同方向和不同距离的异交率，进而确定漂移距离。

二、实验结果

玉米在自然条件下有与同种或近缘种异交而导致外源基因漂移的可能性，玉米作为典型的风媒传粉植物，为保证授粉成功，其雄花穗产生大量的花粉，约为2000-3000万粒。风将大量的花粉传递到同株或相邻株的玉米雌穗花丝上，从而导致自花和异花授粉，可能会引起基因漂移。玉米花粉直径约为0.1mm，是风媒花中最大的。玉米花粉的扩散范围在很大程度上受玉米花粉大小及其快速降落的特性所限制，风传的漂移距离一般不超过150m，微风时，花粉散落范围约为1m，风力较大时，可传播500～1000m左右。在田间条件下，温度28.6-30℃，空气相对湿度65％～81％时，玉米花粉的离体生活力可维持5～6小时。

实验中采用胚乳显隐性性状进行基因漂移结果的鉴别和统计，黄色的转基因玉米相对于白色的非转基因糯玉米为显性性状，当黄色的转基因玉米品种的花粉漂移至白色的非转基因糯玉米的花丝上时，白色非转基因玉米籽粒的颜色会由白色变成黄色。可以通过计算白色籽粒中黄色籽粒的数目来计算基因漂移频率。

经对对照区与隔离区八个方向的漂移频率调查，经试验，隔离区的转基因玉米株系的基因漂移频率与对照相比大大降低，对照区最大的基因漂移频率可达12.68％，而隔离区最大的基因漂移频率只有 0.21％，经隔离措施之后，距离隔离措施10米的范围内可以控制基因漂移率<0.1％。即可以达到种子纯度为99.9％。因此大大缩短了空间隔离的距离。

其它未详细说明的部分均为现有技术。尽管上述实施例对本实用新型做出了详尽的描述，但它仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本实用新型保护范围。