林木基因工程风险评估和安全管理现状

综述了国内外林木基因工程的研究发展以及国内外现有的对转基因植物的安全评估和管理概况，强调了对转基因林木的评估标准和管理措施应结合林木自身特点逐一进行，以减少其可能造成的基因污染为重点。对我国转基因林木生物安全的评估和管理提出了一些建设。

五种杨树叶绿体DNA的提取及RFLP分析

近几年,叶绿体DNA的研究越来越受到重视,因为叶绿体不仅是植物光合作用的器官,而且DNA分子结构紧凑,相对于核DNA而言,分子量小,结构简单,更易从分予水平上作精细分析。另外,叶绿体DNA具有稳定性、进化缓慢性及编码序列的保守性,因而是研究植物系统发育的好材料。虽然在许多植物中,叶绿体DNA分子非常保守。

PCR-SSCP用于针叶树种遗传分析的可行性

利用松树单倍体胚乳、双倍体的针叶材料 ,扩增了叶绿体基因组和核基因组的 5个 DNA片段 ,研究了 SSCP这一分析方法的可靠性。结果表明 SSCP分析方法具有坚实的分子基础、较高的分辨率和试验重复性。通过对 SSCP谱带在杂交子代和单倍体胚乳的分离分析 ,证明了

我国转基因杨树的研究及应用现状

综述了我国转基因杨树研究的主要进展,以及在我国人工林建设中的应用现状和潜力。指出我国抗虫转基因杨树的培育已经取得重大突破并处于世界领先地位,将为人工林建设不断提供抗虫新品种;耐盐碱、纸浆材的转基因研究取得了较大进展,经过进一步田间试验,将进入商品化应用;杨树基因组全序列的完成,将促进木材形成过程的认识,为杨树木材品质的基因工程改良及商品林的定向培育奠定基础。

松属线粒体基因序列变异研究

本研究利用ＰＣＲ和ＰＣＲ产物直接序列分析技术，获得了分属于松属（Ｐｉｎｕｓ）两个亚属Ｐｉｎｕｓ和Ｓｔｒｏｂｕｓ１２个松树种ｃｏｘＩ、ａｔｐ６和ｏｒｆ２５三个线粒体基因ＤＮＡ片段的序列。发现ｃｏｘＩ基因的ＤＮＡ序列在属内没有任何变异，但ａｔｐ６和ｏｒｆ２５在两个亚属间和亚属内出现了较多的碱基置换。这说明尽管裸子植物线粒体基因有较多的ＲＮＡ编辑（ＲＮＡｅｄｉｔｉｎｇ）存在，可促进ＤＮＡ序列的变异，但促进程度因不同基因而异。依据ａｔｐ６和ｏｒｆ２５所做的系统进化树不仅与分类结果一致，而且进一步表明了亚属内种间的亲缘关系。尽管线粒体基因序列变异比叶绿体和核ＤＮＡ变异小，线粒体基因编码序列变异仍适于研究裸子植物亚属甚至组间的系统进化关系。

次生维管系统发育的分子基础研究

树木生物学特性给树木的遗传学研究带来了很大困难 ,导致树木性状缺乏精细的遗传分析。后者成为林木常规育种的瓶颈。采用林木基因工程育种无疑更有目的性 ,并能显著缩短育种周期。为了实现树木的重要产品 -木材材性改良 ,木材形成即次生维管系统的发育分子生物学基础研究至关重要。只有在分析出木材形成过程的关键控制基因基础上 ,才能有目的地改变这些基因的表达 ,实现材性的改良。利用不同的研究系统 ,从基因组整体出发 ,采用基因芯片和蛋白质组学分析技术是当前研究的热点和主要途径。我国现已开展了这一方面的研究。

东北林木种质资源保护的几点思考

东北林区是我国天然林分布的重点地区,蕴藏着丰富的林木种质资源。在全球气候变化的大背景下,加强东北种质资源的评价与保护,事关森林资源培育及应对气候变化的长远大计。本文将在保护东北种质资源的重要性及紧迫性、种质资源的遗传评价、原地和异地保存策略等方面进行探讨,为东北林木种质资源的保护、评价研究提供参考。

欧洲黑杨转基因稳定性及对土壤微生物的影响

利用PCR分析技术 ,分析了田间试验已达 7a的转Bt基因欧洲黑杨的基因稳定性 ,并对其林地和非转基因林地的土壤微生物进行了类群数量分析。PCR分析表明Bt基因仍然存在于转基因植株中 ,转基因植株与对照杂交后代Bt基因分离呈 1∶1比例 ,符合孟德尔遗传分离规律 ,表明基因仍稳定存在。计数结果表明转基因林地中转基因植株与非转基因植株间根系土壤 3大类微生物 (细菌、放线菌和霉菌 )数量无显著差异 ,转基因林地与非转基因林地 (邻近杨树林地和健杨林地 )间的土壤 3大类微生物 (细菌、放线菌和霉菌 )数量无显著差异 ,说明转基因欧洲黑杨对土壤微生物系统尚没有明显的影响。

抗虫转基因欧洲黑杨的培育

用带有３５Ｓ－Ω－Ｂｔ－ＮＯＳ嵌合基历的双元载体的农杆菌ＬＢＡ４４０４转化欧洲黑杨的叶片外植体，共独行５４株转化再生植株，用这些再生植物对杨尺蠖进行毒力测定，昆虫校正死亡率在８０－９６％的再生植株占总测定植株的１５％。部分再生植株对舞毒娥进行测定，表明在５－９天内校正死亡率高达１００％，存活昆虫的生长和发育也明显地受到抑制。根据苗木在苗圃中高生长的昆虫校正死亡率采用重心聚类法进行分析。

木质素单体生物合成途径及其修订

对上世纪 90年代以来木质素单体生物合成途径的发展进行了综述 ,对木质素的组成、木质素生物合成途径中的步骤及其涉及到的酶类、近年来对合成途径的修订以及我国在木质素方面的研究现状进行了介绍。提出今后我国木质素研究将主要集中在改良木材的材性和改善草类的消化性方面 ,通过调节木质素合成中关键酶基因的表达 ,以改变木质素的含量或单体组成 ,以满足工业不同用材的需要及畜牧用草的需要。

杨树新品种的SSR指纹图谱构建和倍性检测

【目的】对24份杨树种质进行指纹图谱构建、系谱关系鉴定和遗传多样性分析，并进行倍性检测，为杨树新品种鉴定和知识产权保护提供科学的理论依据，同时为杨树的育种工作奠定坚实的基础。【方法】利用 TP-M13-SSR 技术对24份杨树种质进行指纹图谱构建和系谱关系鉴定。从杨树 SSR 数据库中选取200对 SSR 引物，利用遗传背景差异大的 4份杨树种质进行引物筛选，选出19对扩增条带清晰、具有多态性且重复性好的引物对24份杨树种质进行扩增，利用 GeXP 毛细管电泳对 PCR 荧光产物进行检测，采用非加权组平均法（UPGMA）进行聚类分析，利用流式细胞术（FCM）进行倍性检测。【结果】19对 SSR 引物共扩增出102条条带，多态性条带97条，占95．10%，每个位点的等位基因数为2～11个，平均每对引物为5．37个。19对 SSR 引物均未检测到中林2025杨、中红杨和全红杨的条带差异，这3份种质相对于其他21份种质有特异的共同指纹条带；3对高效引物 ORPM_103，ORPM_180和 GCPM_1255可以将剩余21份杨树种质完全区分开。SSR 标记构建的指纹图谱与其系谱关系基本一致。对24份种质进行聚类分析，相似系数在0.50～1.00之间。当相似系数为0．56时，可分为5大类：第1类包括50号杨、中怀1号、中怀2号、I-69、帝国杨、中林2025杨、中红杨和全红杨；第2类包括青杨、森海 1号和森海 2号；第3类包括36号杨、丹红杨、南杨、239、1-116、中成 1号、中成 2号、中成3号、中成4号和中豫1号；第4类包括北抗杨和创新杨；第5类只有中林46杨。SSR 检测发现中怀 1号、森海 1号、森海 2号、青杨和中林46杨扩增出3个不同等位基因位点，其余19份杨树种质只出现 1个或2个等位基因位点；FCM 检测结果证实这5份种质均为三倍体，与 SSR 检测结果一致。【结论】本研究对24份杨树种质进行指纹图谱构建、遗传多样性分析和倍性测试，证实用 SSR标记可有效地检测亲本与子代之间的系谱关系，并准确地反映植物的倍性。筛选出 3对快速鉴别其中21份杨树种质的 SSR 引物，发现5个杨树种质为三倍体。本研究结果可为杨树新品种鉴定和知识产权保护提供理论依据。

107杨次生木质部PAL基因的RT-PCR扩增及其鉴定

A fragment of PAL (phenylalanine ammonia_lyase) gene was amplified by RT_PCR from poplar (Populus×euramericana cv. “74/76”) developing second xylem mRNA. It was cloned into pGEM-T Easy vector and identified by restriction enzyme, PCR amplification and sequencing. The sequence of the amplified DNA fragment was 565 base pairs. Alignment with the P. kitakamiensis PAL cDNA sequence retrieved from EMBL nucleotide acid database (accession number D30656) showed that the first 400 base pairs in both sequences were almost identical. Therefore the fragment was part of PAL gene. And both of sense and anti-sense expressional vectors were constructed.

抗光肩星天牛苏云金芽胞杆菌Bt886菌株的分离及对毒蛋白编码基因的初步鉴定

从拟谷盗虫尸中分离到一株对鞘翅目害虫光肩星天牛幼虫毒杀作用明显的Bt菌株Bt886。幼虫死亡率高达 6 0 % ,存活者生长明显受到抑制。经过晶体形态特征和杀虫谱分析 ,初步确认该菌株属于cry3类。比较cry3类基因的保守序列 ,利用一对cry3特异引物成功地从Bt886菌株中克隆到了一段基因片段并克隆至pGEM -T载体上。测序分析发现该片段与cry3Aa1基因具有很高的同源性 ,确定来自毒蛋白编码基因。Southern杂交分析表明该基因位于该菌株的质粒上。

黑杨派无性系不同冠层叶片性状变异和生长选择

【目的】对13个黑杨派无性系3年生人工林上、中、下3个冠层水平上叶片栅栏组织、海绵组织和叶片总厚度等解剖性状,气孔密度和长度等气孔性状以及生长性状的变异及性状间相关性进行分析,并用于对生长性状的间接选择研究,以提高选择效率和缩短育种周期。【方法】选用2根1干、规格一致的苗木营建试验林,完全随机区组试验设计,5株×5行共计25株小区,3次重复区组,株行距3 m×5 m,每个区组选2株平均木,依照树冠自然分枝轮序,由上至下依次分上、中、下层,在各冠层南面方向上各取1个代表性一级分枝,选取其成熟叶片测定叶片性状,并连年测定1~4年生长性状,对性状进行方差分析和相关性分析,以生长性状（3年生和4年生胸径）和3个冠层的叶片性状（共计11个性状）进行主成分分析。【结果】13个黑杨派无性系1~4年生生长性状（胸径、树高和材积）差异极显著,叶片解剖性状、气孔性状亦存在显著变异。不论冠层,多数无性系叶片栅栏组织厚度均大于海绵组织厚度,且各无性系叶片下表面气孔密度均大于上表面气孔密度,叶片下表面与上表面气孔长度相近。大多数无性系的树冠上层叶片栅栏组织、海绵组织厚度和叶片总厚度大于下层,上层叶片上表面气孔密度大于中层和下层。不同冠层上叶片上表面气孔密度与1~4年生胸径之间呈极显著负相关,中层叶片上表面气孔密度与3年生和4年生胸径的相关系数分别为-0.755和-0.736,上层叶片下表面气孔密度与2年生胸径之间呈正相关（r=0.402）,但中层和下层叶片下表面气孔密度与1~4年生胸径之间相关关系不显著。树冠中层叶片海绵组织厚度与1年和3年生胸径之间呈显著负相关（r=-0.319,-0.339）,但不同冠层叶片栅栏组织厚度、叶片总厚度和上下表面气孔长度与1~4年生胸径之间相关性均不显著。11个性状主成分分析（PCA）结果表明,前3个主成分的累积贡献率分别为82.7%,87.5%和88.3%,以前2个主成分为综合指标,可将13个无性系分为3组,选出生长量大的7个无性系,其叶片上表面气孔密度较小,下表面气孔密度较大,上表面和下表面气孔长度较小,海绵组织厚度较小。【结论】黑杨派无性系之间生长性状和不同冠层叶片解剖结构（栅栏组织和海绵组织厚度）及气孔性状（密度和长度）存在显著变异和相关关系,与生长相关关系显著的不同冠层叶片性状可用于黑杨派无性系生长的间接选择。

棉花幼苗根总RNA提取的改进热酚法

获得高质量的植物总RNA比较困难,RNA的提取方法会因植物材料的不同而又有较大差异.棉花幼根含有大量多酚、多糖、单宁和其它多种次生代谢物,因此RNA提取难度较大.本文报道了棉花根样的高效获取方法和经研究改进的棉根RNA热酚提取法,该法可获得高质量棉根总RNA,并能成功进行反转录,制备cDNA.

麻疯树磷酸烯酮式丙酮酸羧化酶pepc基因全长cDNA克隆及序列分析

应用RT-PCR和RACE法从麻疯树总RNA中分离出pepc基因全长cDNA,长度为3 142 bp,阅读框2 898 bp,编码965个氨基酸,在GenBank中登录,序列号为EU069413。它的氨基酸序列与蓖麻、陆地棉、橙、大豆、花生、烟草、油菜、拟南芥的氨基酸同源性分别为94.94%、92.46%、90.60%、90.50%、90.50%、88.33%、84.61%、82.44%。该基因编码了pepc基因家族中的pepc1,蛋白属于C3型PEPC。推测了pepc编码蛋白分子量为110.6 kD,并对其稳定性、二级结构、疏水性等特性进行了分析,最后确定了该蛋白的功能位点和结构域。

杨树因伤诱导型启动子的克隆及功能分析

机械损伤或病虫害侵扰引起植物一系列防御相关基因的激活，其中一些是因伤诱导表达的．Ｂｒａｄｓｈａｗ等１９８９年报道了杨树Ｗｉｎ３基因家族中的一员，其编码产物类似于白薯和豆类胰蛋白酶抑制剂，并且是因伤诱导表达的。为了更全面的了解这一基因启动子在因伤介导表达中的作用，探讨其在基因工程用于控制外源基因表达的可能性，本文分别从欧洲黑杨（Ｐ．ｎｉｇｒａ）和美洲黑杨（Ｐ．ｄｅｌｔｏｉｄｅｓ）中扩增出ｗｉｎ３基因启动子ＷＩＮＰ（７０５ｂｐ）和ＷＩＤＰ（７９１ｂｐ）．这两个启动子与来自大肠杆菌的ＧＵＳ基因融合，通过根癌农杆菌Ｔｉ质粒转化系统引入烟草中．证实了ＷＩＮＰ和ＷＩＤＰ控制的ＧＵＳ基因的表达不仅在损伤部位，而且具有系统的因伤诱导效应．对８株转基因烟草的组织化学分析表明，其表达模式与以前的报道一致。无论是在受损伤组织还是完整组织中，ＷＩＮＰ的伤诱导活性总比ＷＩＤＰ高。这两个启动子需要进一步改造以增强其活性。

基于MaxEnt模型分析胡杨潜在适宜分布区

【目的】胡杨是干旱区的主要建群种,对维持干旱地区的生态环境稳定具有重要意义。探讨限制胡杨分布的主导环境变量,模拟胡杨潜在适宜分布区,可为胡杨资源保护与恢复提供理论依据。【方法】基于全球胡杨226个现有居群分布地理信息以及4类综合环境变量(气候、地形、土壤、水文),采用MaxEnt模型,模拟胡杨潜在适宜分布区;综合使用受试者工作特征曲线、刀切法、环境变量贡献率及置换重要值,分析MaxEnt模型可信度,比较采用单一气候变量与4类综合环境变量模拟结果的准确性,探讨制约胡杨地理分布的环境变量。【结果】1)受试者工作特征曲线下的面积(AUC值)显示,基于气候变量与4类综合环境变量的MaxEnt模型训练集分别为0.983±0.002、0.982±0.001,验证集分别为0.980±0.006、0.967±0.009,表明2种不同变量参数的数据集对AUC值影响较小,模拟效果好,可信度高。2)基于环境变量贡献率、置换重要值以及刀切法检验的结果,采用4类综合环境变量进行MaxEnt模型模拟,可挖掘影响胡杨分布的更多有效环境变量,胡杨地理分布主要受最干月份降水量、最热季节降水量、10~40 cm土壤含水量、根部土壤湿度、土壤水分蒸发量等4类综合环境变量影响;3)基于气候变量模拟的胡杨适宜分布面积是4类综合环境变量模拟结果的4.33倍,4类综合环境变量模拟的胡杨适宜分布区能够体现胡杨沿河岸分布的细节特征。4)基于MaxEnt模型模拟的胡杨适宜分布面积远大于胡杨的实际分布面积,暗示着胡杨人工林具有较大的发展潜力。【结论】胡杨地理分布受多种环境变量影响,仅以气候变量模拟的胡杨适宜分布区与实际分布范围存在较大偏差。4类综合环境变量模拟的结果,更能反映胡杨现实居群的分布特征。本研究结果可为退化的胡杨林保护、修复提供理论参考。

木质素生物合成及其基因调控的研究进展

木质素是地球上数量仅次于纤维素的有机物,在植物生长发育中具有重要的生物学功能,也是生物质能源的来源之一,但在制浆造纸过程中,将木材原料中木质素与纤维素分离,不仅能耗高,成本高,而且废弃物还污染环境。林木木质素改良对于提高纸浆得率和质量、降低造纸经济成本以及环境保护,都具有重要意义。文中介绍了木质素生物合成途径及其基因调控的研究进展,此外,还介绍了木质素生物合成基因调控的研究趋势,主要是木质素特异性启动子、双价和多基因结构的共抑制以及转录因子的调控。

表达序列标签(EST)分析及其在林木研究中的应用

简要叙述了表达序列标签EST技术的原理和流程,综述了EST在研究林木木材形成和其它生物学过程时新基因的发现、基因表达分析和基因芯片方面的应用进展以及在开发林木单核苷酸多态性和简单序列重复等分子标记和构建遗传图谱方面的应用进展,并对其在林木基因组研究中的应用前景进行了展望。