海南南繁区水稻基因飘流的最大阈值距离及其时空分布特征

发布时间：2016-10-09 10:34

本文关键词：转基因水稻基因飘流研究十年回顾，由笔耕文化传播整理发布。

23期胡凝等：海南南繁区水稻基因飘流的最大阈值距；国家标准提出的；受南繁区面积、地理环境和社会生产条件的限制，在M；采用平均值±1σ（标准差）作为划分MTDs高、低；大气扩散理论相当复杂，GPM仅是根据梯度-输送理；4结论；首次在乡镇尺度上给出了南繁区向不育系和栽培；稻的MTD1%和MTD0.1%值；致谢：本研究得到重大专项首席科学家彭于发研究员的；[1]；

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国家标准提出的。其可靠性和稳定性需要长序列的气象资料支撑，一般需要10—30年。笔者在分析中国南方稻区的MTDs分布时，用了32年的气象资料，但对海南南繁区而言，由于中国气象监测网络的细化延伸体系建立的时间还很短，供本研究分析的自动气象站资料仅有3年，故现在的MTD1%和MTD0.1%还需要随着资料年限的延长继续修正。

受南繁区面积、地理环境和社会生产条件的限制，在MTDs高值区种植南繁水稻或许难以避免。除参照MTDs值设置合理的隔离距离外，杂交稻制种和不育系繁殖中采用的布帐隔离措施也是行之有效的措施。如果空间隔离与布帐隔离能相互补充，更能提高应用效果。如对较大面积的不育系繁殖和杂交稻制种采取距离隔离的办法，对育种和转基因小材料采用布帐隔离措施。因各单位的育种和转基因小材料较多，单位之间的相邻田块也可能串粉，因此，对布帐隔离的模块设计及其平面布置也值得进一步研究。

采用平均值±1σ（标准差）作为划分MTDs高、低值点的标准是一种尝试。结果52个观测点中有12个高值测点和11个低值测点，占比为44.2%，比31.8%的双尾正态分布概率约高1/3。这说明MTDs的概率分布并不完全符合正态分布函数，划分标准仍有改进的余地。

大气扩散理论相当复杂，GPM仅是根据梯度-输送理论，假定湍流中花粉通量与风速梯度之间呈线性关系，由湍流扩散方程（EulerianAdvection-DiffusionEquation）[19]获得连续点源扩散浓度解的一种方法。它只适用于描述地势平坦、湍流定常、小尺度的花粉扩散过程[26]。但由于GPM模型具有参数少，计算简便，对输入气象资料的要求比较灵活,并且容易获取，使模型能够依托实时的或历史的气象资料，考虑区域尺度上气象要素的时空分布不均性，拓展模型的实用功能，所以采纳应用。但实际上，只有直径＜20μm的微粒在大气中完全跟随湍流运动。水稻花粉的直径约为42—43μm，从花药中弹射出来后受初始运动速度以及惯性力、重力的影响，花粉并不完全跟随湍流运动，它的实际运动轨迹和湍流运动轨迹之间会形成交叉轨迹现象[27]。如果用拉格朗日时间尺度（Lagrangiantimescale）订正参数[28]处理水稻花粉的沉降过程，或者采用局地近场理论（Localizednearfieldtheory，LNF），将水稻花粉浓度场看作是近场和远场花粉扩散过程的线性叠加[26]，有可能进一步提高模型的模拟精度。

4结论

首次在乡镇尺度上给出了南繁区向不育系和栽培

稻的MTD1%和MTD0.1%值。尽管南繁区向不育系和栽培稻的MTD0.1%两者相差近50倍，但MTDs的空间分布特征具有相似性。南繁区的沿海陆地大多为平原，，较大的风速形成了高MTDs，尤其是东西两翼，受东南和西南季风的影响，MTDs明显偏高；沿海平原与五指山区之间的过渡地区为中、低山丘陵地带，丘陵的走向和高度也会影响过渡地区的风向和风速，进而影响MTDs的空间分布；邻近五指山的南坡丘陵地区，由于五指山的地形屏障作用，MTDs因风速减小而降低。这种地形、地势和大气环流对风速、风向的影响是决定南繁区水稻MTDs空间分布的关键因素。

致谢：本研究得到重大专项首席科学家彭于发研究员的长期支持和指导。陈万隆教授、吕川根研究员、潘永地高级工程师的参与和帮助以及南京大气资料服务中心提供了相关的气象资料。在此一并表示感谢。References

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（责任编辑李莉）

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