CN113854200B - 一种利用蜜蜂大规模收集待筛查转基因油菜花粉的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种利用蜜蜂大规模收集待筛查转基因油菜花粉的方法,属于转基因植物检测技术领域。所述方法为准备蜂箱,在蜂箱中装有若干个有蜂王的巢脾,在蜂箱的出入口处安装脱粉器;将蜂箱置于盛花期油菜田中,在所述蜂箱的脱粉器下放置接粉盒,工蜂开始取粉;待取粉持续4~6h后,收集接粉盒中的花粉。利用蜜蜂大规模筛查田间种植油菜转基因成分的方法操作简便,可以减少人工成本,同时本发明所述方法与常用的多点抽样检测的方法相比,检测结果准确可靠,覆盖性更广,随机性更好。
Description
技术领域
本发明属于转基因植物检测技术领域,具体涉及一种利用蜜蜂大规模收集待筛查转基因油菜花粉的方法。
背景技术
在转基因监管工作中,对重点单位、重点区域、重点作物的大规模转基因成分筛查是必要手段。对田间作物的抽检,一般采用多点取样混合提取。根据《中华人民共和国国家标准农业部2031号公告-19-2013,转基因植物及其产品成分检测抽样》规定的方法,根据抽样计划和数量,利用对角线法抽取单个植株样品,每个植株抽样时,利用打孔器在植株叶片上打孔或剪刀剪取植株叶片获得份样。通常情况下,均匀批的每批份样数不低于50个,不均匀批的每批份样数不低于100个。抽取的样品混匀获得原始样品,对原始样品进行缩分,获得实验室样品。最后对获得的实验室样品进行核酸检测。然而,对大面积种植的油菜进行转基因成分筛查工作,一般采用多点单株取样混合提取DNA进行检测,但很难做到全覆盖。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种利用蜜蜂大规模收集待筛查转基因油菜花粉的方法,具有操作简便、覆盖面积广和收集的花粉检测准确性高的特点。
本发明提供了一种利用蜜蜂大规模收集待筛查转基因油菜花粉的方法,包括以下步骤:
1)准备蜂箱,在所述蜂箱中装有若干个有蜂王的巢脾,在所述蜂箱的出入口处安装脱粉器;
2)将步骤1)所述蜂箱置于盛花期油菜田中,在所述蜂箱的脱粉器下放置接粉盒,工蜂开始取粉;
3)待取粉持续4~6h后,收集接粉盒中的花粉。
优选的,步骤1)中每个蜂箱中装有6~10个有蜂王的巢脾。
优选的,所述巢脾在放入蜂箱前清除巢脾中原有花粉。
优选的,步骤2)中所述蜂箱的位置距离油菜田边缘为100~1500m。
优选的,步骤2)中所述蜂箱预先前一天晚上放置与油菜田中。
优选的,步骤2)中工蜂开始取粉的时间为晴朗天气的上午8点。
优选的,所述油菜田的面积为1~6000亩。
优选的,所述蜜蜂包括意大利蜜蜂。
本发明提供了一种利用蜜蜂大规模收集待筛查转基因油菜花粉的方法,本发明利用蜜蜂采集蜂蜜的性能,进行收集待筛查的转基因油菜花粉,在较大范围内只需放置1个蜂箱,检测1个花粉样品即可初步完成对蜂箱周边油菜田的转基因种植情况的筛查,与常用的多点抽样检测的方法相比,具有覆盖范围广、采集随机性好的特点,同时大大减少人工投入的成本,操作简便。以蜂箱为中心的覆盖面积为3799400m2,约6000亩。研究结果显示蜂箱花粉中转基因成分含量检出值要显著低于100~200m的蜂箱中花粉的检出值,但外源转基因元件的ΔCt值仍在2.85~6.66范围内,能较为准确的判定为阳性。蜜蜂采蜜的飞行距离一般在2千米左右,所以利用蜜蜂筛查油菜转基因成分的覆盖范围,仍有较大的提升空间。
附图说明
图1为蜂箱放置位置示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种利用蜜蜂大规模收集待筛查转基因油菜花粉的方法,包括以下步骤:
1)准备蜂箱,在所述蜂箱中装有若干个有蜂王的巢脾,在所述蜂箱的出入口处安装脱粉器;
2)将步骤1)所述蜂箱置于盛花期油菜田中,在所述蜂箱的脱粉器下放置接粉盒,工蜂开始取粉;
3)待取粉持续4~6h后,收集接粉盒中的花粉。
本发明准备蜂箱,在所述蜂箱中装有若干个有蜂王的巢脾,在所述蜂箱的出入口处安装脱粉器。
本发明对所述蜂箱的规格没有特殊限制,采用本领域所熟知的蜂箱即可。在本发明实施例中,所述蜂箱的规格优选为0.51m×0.41m×0.26m。一个蜂箱中优选装有6~10个有蜂王的巢脾。所述巢脾为蜂脾相称。所述巢脾优选在放入蜂箱前清除巢脾中原有花粉,以便去除非采集地花粉的干扰。本发明对所述巢脾的来源没有特殊限制,采用本领域能正常采粉取蜜的巢脾即可。在本发明实施例中,所述巢脾购自武汉市洪山区绿色路一家养蜂场。本发明对所述蜜蜂的种类不做具体限制,采用本领域所熟知的密封品种即可。为了举例说明本发明利用蜜蜂采集油菜花粉的方法,以意大利蜜蜂为例进行说明,但不应理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明中,在所述蜂箱的出入口处安装脱粉器,以便去除工蜂后足上采集的花粉团。本发明对所述脱粉器种类不做具体限定,采用本领域所熟知的脱粉器即可。
得到蜂箱后,本发明将所述蜂箱置于盛花期油菜田中,在所述蜂箱的脱粉器下放置接粉盒,工蜂开始取粉。
在本发明中,所述蜂箱优选预先前一天晚上放置与油菜田中,使蜂群稳定。所述蜂箱的位置距离油菜田边缘优选为100~1500m,更优选为500~1100m,更优选为800m。根据待筛选油菜花种植面积,还优选增设蜂箱。每两个蜂箱的间距不低于2000m。工蜂开始取粉的时间优选为晴朗天气的上午8点。蜜蜂的花粉采集高峰与所在地多数植物的散粉规律相关:油菜通常每天开花时间一般在上午7时到12时,以9~11时开花最盛。因此,在上午九点之前开始取粉有利于采集新鲜油菜花粉。所述油菜田的面积优选为1~6000亩。在本发明实施例中,花粉采集试验地点为中国农业科学院油料作物研究所汉川基地,位于湖北省汉川市汈汊湖区许家村,GPS定位为N30°40'41″,E113°43'39″。油菜花种植面积约6000亩。所述接粉盒的大小与脱粉器相适应,保证花粉团全部落入接粉盒中。
待取粉持续4~6h后,收集接粉盒中的花粉。
在取粉持续4~6h后,接粉盒中花粉量达到1.89~45.44g。取黄色蜜的油菜花粉进行转基因植物成分检测。
在本发明中,所述转基因植物成分检测依据国家标准,例如《中华人民共和国国家标准农业部2031号公告-19-2013,转基因植物及其产品成分检测抽样》、《SNT 1204—2016植物及其加工产品中转基因成分实时荧光PCR定性检验方法(油菜、玉米、大豆、番茄、水稻、马铃薯、棉花、甜菜、小麦、亚麻、苜蓿、木瓜、烟草、苹果、菊苣、剪股颖、李子、甜瓜、茄子、桉树、拟南芥、豌豆)》和《农业部1782号公告—2—2012转基因植物及其产品成分检测标记基因NPTII、HPT和PMI定性PCR方法》。
下面结合实施例对本发明提供的一种利用蜜蜂大规模收集待筛查转基因油菜花粉的方法进行详细的说明,但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
花粉采集试验地点为中国农业科学院油料作物研究所汉川基地,位于湖北省汉川市汈汊湖区许家村,转基因油菜试验种植规模为3亩,GPS定位为N30°40’41”,E113°43’39”。
花粉采集时间2019年3月31日。
步骤1:准备蜂箱。蜜蜂品种为意大利蜜蜂,蜂箱中放入有蜂王的巢脾,蜂箱至少6框巢脾,蜂脾相称。取检测用花粉前,清除巢脾中的花粉,在蜂箱蜜蜂出入口安装脱粉器。
步骤2:选择要筛查的油菜田,在取粉前一天晚上间隔一定距离放置蜂箱,使蜂群稳定,蜂箱放置位置见图1。
步骤3:在油菜盛花期晴朗天气的上午九点之前,在蜂箱脱粉器下方放置接粉盒,开始取粉。
步骤4:待取粉持续4~6个小时后收集接粉盒里的花粉,接粉盒中花粉量1.89~45.44g不等(见表1)。蜜黑色的是豌豆花粉,黄色的是油菜花粉,其他颜色的是杂花粉,挑取黄色花粉用密封袋封存编号带回实验室低温保存。
表1每个接粉盒中的花粉量
实施例2
对蜜蜂采集的油菜花粉进行转基因成分检测
步骤1:花粉DNA提取。按照新型植物基因组DNA提取试剂盒(CW0531M,康为世纪)说明书分离、纯化基因组DNA。将提取的基因组DNA稀释到50ng/μL浓度备用。
步骤2:花粉的转基因成分检测-荧光定量PCR。定量PCR反应的引物和探针见表2,PCR反应体系为20μL,其中TaqMan Universal PCR Master Mix 10μL,上下游引物各0.4μmol/L,探针0.4μmol/L,模板DNA2μL,用灭菌超纯水补齐至20μL。空白对照以超纯水代替模板DNA。PCR扩增反应采用两步法,95℃预变性3min,1个循环;95℃变性30s,60℃退火30s,40个循环。
结果判定方法:测试样品外源基因检测Ct值≥40,内源基因检测Ct值≤30,则可判定该样品不含所检基因或品系试样品外源基因检测Ct值≤35,内源基因检测Ct值≤30,判定该样品含有所检基因或品系。
试样品外源基因检测Ct值在35~40,应调整模板浓度,重做实时荧光PCR。再次扩增后的外源基因检测Ct值仍在35~40,则可判定为该样品含有所检基因或品系。再次扩增后的外源基因检测Ct值≥40,则可判定为该样品不含所检基因或品系。
表2检测转基因元件所用引物和探针
表3不同方向不同距离采集油菜花粉转基因成分检测结果
不同距离蜜蜂采集的油菜花粉成分Real-time PCR检测结果如表3所示,300~1100m蜂箱花粉的CaMV35S启动子、Bar基因和NPTII基因的ΔCt值显著高于100~200m的ΔCt值,其中CaMV35S启动子和NPTII基因的ΔCt值差异达到极显著水平,Bar基因的ΔCt值差异达到显著水平,NPTII基因的ΔCt值差异不显著。结果表明,300~1100m的蜂箱花粉中转基因成分含量比100~200m的蜂箱中的低。
距离油菜田500m不同方向蜜蜂采集的油菜花粉转基因成分Real-time PCR检测结果如表3所示,东北、东南和西南方向的蜂箱花粉均成功扩增出植物内标基因CruA、CaMV35S启动子、Bar基因、NPTII基因、HPT基因。西南500m蜂箱花粉的CaMV35S启动子、Bar基因、NPTII基因、HPT基因的ΔCt值显著高于东南500m和东北500m的ΔCt值;东南500m蜂箱花粉的CaMV35S启动子、Bar基因、NPTII基因、HPT基因的ΔCt值高于东北500m的ΔCt值,Bar基因的ΔCt值达到显著水平。结果表明,3个500m蜂箱中的花粉中的转基因成分含量东北方向最高,其次是东南方向,西南方向最低。
距离油菜田100m不同方向蜜蜂采集的油菜花粉转基因成分Real-time PCR检测结果如表3所示,东北、西北、正南、西南方向的蜂箱花粉均成功扩增出植物内标基因CruA、CaMV35S启动子、Bar基因、NPTII基因、HPT基因。四个方向HPT基因的ΔCt值大小为西南100m>南100m>东北100m>西北100m,无显著差异。CaMV35S启动子、Bar基因和NPTII基因的ΔCt值大小为西南100m>南100m>西北100m>东北100m。西南100m蜂箱花粉的CaMV35S启动子的ΔCt值高于南100m,未达到显著水平;高于西北100m和东北100m的ΔCt值,达到显著水平。西南100m蜂箱花粉的Bar基因ΔCt值显著高于南100m、西北100m和东北100m的ΔCt值;南100m的ΔCt值显著高于西北100m和东北100m的ΔCt值,西北100m和东北100m的ΔCt值无显著差异。西南100m和南100m蜂箱花粉的NPTII基因ΔCt值显著高于西北100m、东北100m的ΔCt值。结果表明,4个100m蜂箱中的花粉中的转基因成分含量东北方向最高,依次是西北、正南、西南方向。
研究结果显示,蜂箱花粉中转基因成分含量检出值要显著低于100~200m的蜂箱中花粉的检出值,但外源转基因元件的ΔCt值仍在2.85~6.66范围内,能较为准确的判定为阳性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
序列表
<110> 中国农业科学院油料作物研究所
<120> 一种利用蜜蜂大规模收集待筛查转基因油菜花粉的方法
<160> 15
<170> SIPOSequenceListing 1.0
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<210> 13
<211> 20
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 13
aggatctcgt cgtgacccat 20
<210> 14
<211> 17
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 14
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<210> 15
<211> 22
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 15
cacccagccg gccacagtcg at 22
Claims (5)
1.一种利用蜜蜂大规模收集待筛查转基因油菜花粉的方法,其特征在于,由以下步骤组成:
1)准备1个蜂箱,在所述蜂箱中装有若干个有蜂王的巢脾,在所述蜂箱的出入口处安装脱粉器;
2)将步骤1)所述蜂箱置于盛花期油菜田中,在所述蜂箱的脱粉器下放置接粉盒,工蜂开始取粉;所述蜂箱的位置距离油菜田中心点为300~1100m;所述油菜田的GPS定位为N30°40 '41″,E113°43 '39″;
3)待取粉持续4~6h后,收集接粉盒中的花粉;
所述蜜蜂为意大利蜜蜂;
所述油菜田的面积为6000亩。
2.根据权利要求1所述方法,其特征在于,步骤1)中蜂箱中装有6~10个有蜂王的巢脾。
3.根据权利要求1或2所述方法,其特征在于,所述巢脾在放入蜂箱前清除巢脾中原有花粉。
4.根据权利要求1所述方法,其特征在于,步骤2)中所述蜂箱预先前一天晚上放置与油菜田中。
5.根据权利要求1所述方法,其特征在于,步骤2)中工蜂开始取粉的时间为晴朗天气的上午8点。
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