水稻花粉扩散模型及基因漂流最大隔离距离的研究

论文摘要

随着水稻抗性基因研究的飞速发展，转基因水稻生产的安全性问题日益受到人们的关注。因此准确地估算水稻花粉扩散浓度和最大扩散距离是评估、防御、预测转基因水稻生产安全及其环境风险的重要基础性工作。本文利用水稻田微气象观测资料，分析了水稻田的微气象特征；以连续点源高斯扩散模型为基础建立了水稻花粉扩散模型；利用常规气象资料模拟出南方稻区花粉扩散率小于0.9％的最大隔离距离；利用基因漂流试验资料，计算验证了水稻基因漂流系数，同时计算出南方稻区不同水稻品系、不同保证率下的基因漂流安全隔离距离；根据模型的计算结果，以Gumbel极值分布推算出今后50年和100年一遇的水稻基因安全隔离距离极值。主要成果如下：1、以连续点源高斯扩散模型为基础，采用多源模拟方法作类似点源的处理，结合水稻花粉扩散的特点对高斯模型进行修正，并选择适宜的模型参数确定方法，建立了水稻花粉扩散模型。2、利用基因漂流试验资料，计算和验证了广州、三亚、杭州和绵阳等地3种不同类型水稻和野生稻的基因漂流系数。3、利用水稻花粉扩散模型，计算出南方稻区各地水稻花粉扩散率小于0.9％的、不同熟制、不同保证率下的最大隔离距离；用基因漂流系数和模型计算的花粉扩散率，计算出南方稻区各地水稻基因漂流率小于0.9％的、不同品系、不同保证率下的最大隔离距离。4、根据模型的计算结果，以Gumbel极值分布推算出今后50年和100年一遇的水稻基因安全隔离距离极值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 研究目的及意义
• 1.2 国内外研究进展
• 1.2.1 国外研究进展
• 1.2.2 国内研究进展
• 1.3 主要研究内容
• 第二章 试验研究方法及资料来源
• 2.1 微气象要素梯度观测方法
• 2.2 水稻基因漂流田间试验方法
• 2.2.1 试验时间、地点
• 2.2.2 花粉供体、受体和竞争花粉源
• 2.2.3 田间试验设计
• 2.2.4 抗性检测
• 2.3 水稻花粉扩散模型设计方法
• 2.4 模型验证试验方法
• 2.5 气象资料来源
• 第三章 水稻田贴地层微气象特征分析
• 3.1 稻田温度分布与大气层结特征
• 3.1.1 稻田白天温度垂直分布类型
• 3.1.2 稻田各高度气温的日变化
• 3.1.3 稳定度因子与稻田大气层结
• 3.2 稻田风分布特征
• 3.3 稻田摩擦速度与粗糙度
• 3.3.1 摩擦速度
• 3.3.2 粗糙度
• 第四章 水稻花粉扩散模型的建立
• 4.1 水稻花粉扩散模型设计
• y、σ_z的确定'>4.2 大气扩散参数σ_y、σ_z的确定
• h）|-的确定'>4.3 穗部风速（u_h）|-的确定
• d的确定'>4.4 干沉降速度V_d的确定
• 4.5 源强Q的消除和花粉扩散率的确定
• 4.6 基因漂流率与基因漂流系数的确定
• 第五章 模型的敏感性分析及验证
• 5.1 气象因子与水稻花粉扩散率的关系
• 5.1.1 大气稳定度对花粉扩散率的影响
• 5.1.2 穗部风速对花粉扩散率的影响
• 5.2 水稻花粉源与花粉扩散率的关系
• 5.2.1 水稻日开花率愈花粉源强的参数化
• 5.2.2 供体与受体的花期相遇状况对花粉扩散距离的影响
• 5.2.3 田块长、宽度对花粉扩散率的影响
• 5.3 模型验证
• 第六章 中国南方稻区模型模拟结果与分析
• 6.1 花粉扩散距离模拟结果及分析
• 6.1.1 南方稻区38站的位置、熟制和花期
• 6.1.2 花粉扩散率小于0.9%的安全隔离距离
• 6.2 基因漂流系数
• 6.2.1 花粉扩散率与基因漂流率的关系
• 6.2.2 基因漂流系数
• 6.3 基因漂流安全隔离距离计算结果及分析
• 6.3.1 四个试验点不同类型水稻的安全隔离距离
• 6.3.2 100%保证率下的基因漂流安全隔离距离
• 第七章 基因安全隔离距离多年一遇极值预测
• 7.1 极值理论与方法
• 7.2 50年一遇基因安全隔离距离推算结果及分析
• 7.3 100年一遇基因安全隔离距离推算结果及分析
• 第八章 主要结论与不足之处
• 8.1 主要结论及创新点
• 8.2 本文的不足之处及改进建议
• 参考文献
• 致谢