实验田4年生转基因毛白杨嫁接苗和自根苗安全性研究

[目的]对种植于天津滨海的自根苗转AhDREB1基因毛白杨((Populus tomentosa×P.bolleana)×P.tomentosa)以及种植于沧州盐山的嫁接苗转基因株系进行安全性研究,评估转基因毛白杨对环境可能造成的影响。[方法]利用PCR扩增以及电泳技术,对种植在天津滨海和沧州盐山实验田的4年生转基因毛白杨基因组DNA、土壤DNA、沧州嫁接苗砧木DNA以及抗性微生物基因组DNA进行PCR特异性检测。对天津实验田土壤中根际微生物数量进行连续动态监测(3月、4月、5月)。分别在天津滨海和沧州盐山实验田模拟自然条件下转基因毛白杨植株枯落物掉落,检测不同生长阶段的不同器官(新生嫩芽、多年生枝条、新生根尖、多年生侧根、新生嫩叶、当年生老叶)的降解时间。通过化感实验,检测天津滨海和沧州盐山实验田转基因毛白杨植株叶片对白菜(Brassica pekinensis)种子的生长是否造成影响。[结果]电泳结果显示:外源基因稳定存在于转基因毛白杨基因组中,实验田土壤DNA、抗性微生物DNA样品以及沧州嫁接苗砧木DNA中均未出现目的基因片段;天津非转基因植株和转基因植株的根际土壤中可培养微生物数量没有显著差异;转基因毛白杨的枯落物,无论是飘落在杂草表面、土壤表面还是埋入土壤,2个月后外源基因均被降解。化感实验结果显示:非转基因植株以及转基因植株对白菜种子的胚轴和胚根生长的影响没有显著差异。[结论]未发现实验田种植4 a的转基因毛白杨对周围的环境造成影响。

12年生转基因毛白杨外源基因转移及其对土壤微生物的影响

对大田种植12 a的转基因毛白杨(Populus tomentosa)根、茎、叶组织基因组DNA以及土壤总DNA和卡那霉素抗性菌株基因组DNA进行PCR特异性扩增检测,研究了转基因毛白杨对根际土壤可培养微生物数量时空动态的影响。结果表明:大田种植12年后转基因毛白杨的外源基因仍然存在于植株的各组织中;转基因毛白杨林下土壤总DNA和卡那霉素抗性菌株基因组DNA中,均未检测出与预期长度符合的条带;转基因和对照(非转基因毛白杨)林下根际土壤微生物数量无显著差异;随着土层深度的增加转基因与对照根际土壤微生物中细菌和放线菌数量均显著减少,而真菌无明显变化。在水平方向上,转基因与对照根际土壤微生物中真菌和放线菌数量均无显著差异,仅在土壤深度40 cm处,水平方向20 cm与水平方向50 cm处的细菌数量有显著差异。表明,大田种植12年后转基因毛白杨暂未对土壤可培养微生物数量造成显著影响。

植物耐盐机制及耐盐基因在杨树育种中的应用

近年来,土壤盐渍化水平逐渐上升,对植物产生了严重不利影响。随着转基因技术和多组学分析研究的逐渐深入,分子育种在植物育种中的作用日益彰显。本研究主要阐述了盐胁迫对植物产生的影响,渗透调节机制、离子平衡和区域化机制、活性氧清除机制、信号传导机制、植物激素调节机制等相应的耐盐机制以及耐盐基因在杨树转基因育种中的应用,并对目前杨树转耐盐基因研究中尚存的问题以及发展前景进行了探讨,这对耐盐杨树新品种的培育以及中国盐碱地区域的修复和绿化具有重要意义。

毛白杨PtoMnSOD基因克隆及生物信息学分析

为了揭示毛白杨锰超氧化物歧化酶基因PtoMnSOD在植物抗逆中的功能。本研究通过RT-PCR方法获取毛白杨PtoMnSOD基因序列,并对该基因及其编码蛋白进行生物信息学分析。结果显示:PtoMnSOD基因开放阅读框(ORF)为699 bp,编码232个氨基酸,具有PF00081和PF02777两个保守结构域,属于MnSOD亚家族。其编码的蛋白含有20个磷酸化位点,是无跨膜结构、无信号肽且定位于线粒体的不稳定亲水性蛋白。同源序列比对显示,不同物种的MnSOD氨基酸序列具有很强的保守性。研究结果为进一步开展毛白杨锰超氧化物歧化酶基因PtoMnSOD的功能研究奠定了理论基础。