毛白杨CCoAOMT cDNA片段的克隆与转基因杨木质素含量的调控(英文)

用RT_PCR方法从毛白杨 (PopulustomentosaCarr.)中克隆了CCoAOMT基因的cDNA片段 ,并对其序列进行了分析。Northern杂交表明该基因在毛白杨正在木质化的次生木质部高水平表达 ,且与木质化进程同步。构建了该基因反义表达载体 ,根癌土壤杆菌 (Agrobacteriumtumefaciens (SmithetTownsend)Conn)介导转化杂交杨 (欧洲山杨×银白杨 ,P .tremula×P .alba)。采用PCR、PCR_Southern及Southern杂交对获得的转基因植株进行分子检测 ,并测定移栽 5～ 6个月的转基因植株的Klason木质素含量 ,其中一个转基因株系的Klason木质素含量比未转基因对照杨树下降 17.9%。结果表明利用反义RNA技术对杨树CCoAOMT基因的表达可以降低转基因植株的木质素含量 。

FTIR及CLSM对转基因杨木细胞壁木质素含量及微区分布研究

通过木质素基因工程能够有效降低杨木细胞壁木质素含量,从而改善人工林杨树作为木质纤维材料的利用现状。选取C3H基因活性抑制表达的转基因杨树和其对照组杨树为实验材料,利用傅里叶红外光谱(FTIR)技术快速表征C3H基因表达活性降低后幼龄杨木细胞壁木质素的含量,并结合激光共聚焦显微镜(CLSM)和组织化学染色技术原位表征木质素含量微区分布变化规律。结果表明转基因杨树与对照组杨树红外谱图的形状和特征峰数目、位置基本一致,表明C3H基因活性降低并未改变杨木细胞壁主要化学成分及结构,但I_(1 508)/I_(1 379),I_(1 508)/I_(1 425)和I_(1 508)/I_(1 740)木质素特征峰高度比值结果表明转基因杨木木质素含量下降了8.2%~9.5%,峰强度的区别说明C3H基因活性抑制表达能够改变杨木细胞壁上木质素等化学组分含量;CLSM观察发现转基因杨木木质素微区分布含量均为纤维细胞角隅>复合胞间层>次生壁,与对照组木质素呈现相同的沉积规律,且转基因杨木细胞壁木质素浓度低于对照组杨木;组织化学染色的结果同样表明杨木S单体木质素均匀分布于纤维细胞壁上,而G单体木质素微区沉积规律为纤维细胞角隅>复合胞间层>次生壁,进一步揭示了C3H基因活性的降低并没有改变转基因杨木G和S木质素单体的沉积规律,但对其纤维和导管壁上木质素单体含量分布有一定影响。

区组混栽转基因杨树林节肢动物群落结构研究

为了研究混栽模式下转基因杨树抗虫性的变化规律,本研究采用随机取样的方法,对河北省保定市大激店区组混栽模式下不同株系的转基因741杨试验林进行了节肢动物群落调查,初步分析了其群落组成和结构。结果表明:区组混栽中转基因741杨不同株系的节肢动物种类组成基本一致,其群落多样性、均匀性均高于对照杨树,优势集中性均低于对照杨树,稳定性较好。混栽转基因741杨林内的优势种在不同株系上发生趋势基本一致,且在对照杨树上虫口数量较高。

转基因杨对美国白蛾生长发育和存活的影响

用4个转基因杨树品种和6个非转基因杨树品种室内喂饲美国白蛾幼虫,观察不同杨树品种对美国白蛾生长发育和存活的影响。结果表明,美国白蛾幼虫的体重、发育历期、产卵量和卵孵化率以及存活率与所取食的杨树品种有明显的相关性。与CK相比,美洲黑杨T66、欧美杨L102、美洲黑杨323对美国白蛾生长发育无显著影响,转基因杨Pb11、Pb12、Pb17、Pb29和欧美杨W141、美洲黑杨中荷1号、美洲黑杨L35影响显著。

南京林业大学培育转基因杨树种

南京林业大学在上世纪70年代率先在全国从意大利引进欧美杨树在泗阳和苏北试种成功，而今江苏省杨树种植量、木材积蓄量和以杨木为原料的板材加工业均居全国第一。南京林业大学通过转基因技术成功地实现了基因调控树木木质素生物合成，使杨树在原有木质素基础上可提高含量约10%，也可降低10％左右，为减轻制浆造纸工业纸浆中的木质素提供新杨树树种。这对制浆造纸工业极具重要意义。

转基因107杨抗虫性研究

为研究转基因107杨对靶标昆虫柳蓝叶甲的抗虫性以及对非靶标昆虫白杨毛蚜及天敌昆虫异色瓢虫生长发育的影响,以室内饲养的方法,比较了取食转基因107杨及对照的柳蓝叶甲各龄期幼虫的死亡率、研究了取食转基因107杨及对照107杨叶片的白杨毛蚜生长发育情况,以及取食不同株系107杨上白杨毛蚜和柳蓝叶甲的异色瓢虫幼虫的生长发育情况。结果表明,转基因107杨对靶标昆虫柳蓝叶甲幼虫表达高抗虫性;取食转基因107杨叶片的白杨毛蚜幼虫期发育时间以及生命参数与对照相比均无显著差异;取食转基因107杨上白杨毛蚜的异色瓢虫幼虫发育历期及体长体宽与对照相比无显著差异;取食转基因107杨上柳蓝叶甲的异色瓢虫幼虫发育历期及体长体宽与对照相比无显著差异。研究证明,转基因107杨对非靶标昆虫白杨毛蚜和天敌昆虫异色瓢虫生长发育无显著影响,转基因107杨生态安全性较高。

转基因741杨对舞毒蛾不同龄期幼虫的抗性研究

用 7种不同系号的转抗虫基因 74 1杨叶片为材料 ,对舞毒蛾幼虫进行逐龄分别饲养 ,系统测定各系号抗虫杨叶片对舞毒蛾不同龄期幼虫的死亡率、体重增长速率、发育速率的影响。结果表明 :7种抗虫杨叶片对 1龄幼虫均表现出较高的毒杀作用 ,其中处理 3d的死亡率均达到 35 % ,处理 5d死亡率达 80 %。对 2、 3龄幼虫除具有一定的毒杀作用外 ,主要表现为对其生长发育的抑制作用 ,影响其正常的取食 。

转基因741杨抗虫持续性研究

在室内用转基因741杨叶片连续饲养舞毒蛾和杨扇舟蛾幼虫,以探讨转基因741杨对不同世代昆虫的影响及昆虫种群的持续效应.转基因741杨对连续两代取食其叶片的幼虫,抗虫性高于只第一代取食其叶片的幼虫;只第一代幼虫取食转基因741杨叶片而下一代取食CK的幼虫,其死亡率高于两代均取食CK的幼虫.另外,连续两代取食转基因741杨叶片的幼虫蜕皮指数、排粪量、化蛹率及羽化率都低于仅一代取食转基因741杨的幼虫,且二者均低于取食对照的幼虫.结果表明转基因741杨的抗虫性具有持续性,可以影响到下一代幼虫的生长发育,使下一代幼虫的死亡率升高,生长发育减慢,降低下一代幼虫虫口密度,进而影响到未来种群的发生与发展,达到很好的抗虫效果.

转基因与非转基因741杨树皮特性的研究

为开发利用杨树树皮,对转基因与非转基因杨树树皮的纤维特性、物理特性和部分化学特性进行了研究。结果表明,转基因杨树树皮的纤维特性、物理特性和部分化学特性均优于非转基因杨树树皮。

转基因741杨节肢动物群落主要害虫及天敌的动态变化

在时间序列过程中,转基因741杨对目标害虫鳞翅目食叶害虫表现出持续的抗性,其数量明显减少,高抗和中抗741杨之间差异不大。研究表明,转基因741杨对目标昆虫和非目的植食性害虫存在负效应,而对天敌和中性节肢动物组成和发生无明显负作用。因而在制定害虫综合治理策略和途径上宜采取与对照741杨不同的措施,抗性株系应以生态调控为主。

转基因741杨林节肢动物群落结构的研究

研究了不同抗虫性的转基因 74 1杨节肢动物群落的组成结构及节肢动物群落、害虫亚群落、天敌亚群落的丰富度、优势度、均匀度和多样性指数 ,并对不同抗虫性转基因 74 1杨的节肢动物群落进行相似性分析 .结果表明 ,转基因74 1杨能明显降低群落中食叶害虫的数量 ,同时 ,使群落中食叶害虫优势种的优势度降低 .随抗虫性的增强 ,害虫亚群落的多样性指数和均匀度有不同程度的增高 .不同抗性的转基因 74 1杨 ,抗性越强所形成的节肢动物群落与未转基因节肢动物群落的相似性越低 .

转基因741杨对桑天牛的抗性鉴定

利用树上套笼接虫方法 ,对 18个转Bt基因和凝集素基因的 74 1杨无性系进行了抗桑天牛特性鉴定 ,初步确定了P10、CC11、CC2 5、CC5 3等 4个抗天牛无性系和 1个轻感天牛无性系P2 2。

抗虫转基因欧洲黑杨苗期光合特性研究

以抗虫转基因欧洲黑杨和非转基因欧洲黑杨无性系对照为研究材料,比较研究了其扦插苗在盆栽条件下苗期的光合生理特性及叶绿素荧光特性的差异,目的是了解外源基因的导入是否对欧洲黑杨的光合作用产生了非预期效应。结果表明:除了Ci和Fv/Fm外,转基因欧洲黑杨和对照在其他光合指标间差异均未达到显著水平。转基因欧洲黑杨和对照的净光合速率(Pn)日变化均表现为双峰曲线,但Pn的峰值大小和出现时间各异,光合"午休"的起始时间及持续时间也不尽相同;经相关性检验表明,转基因欧洲黑杨的Pn与胞间CO2浓度(Ci)、气孔导度(Gs)及蒸腾速率(Tr)呈极显著正相关(P<0.01),而对照仅有Gs日变化曲线与Pn日变化曲线基本一致,Ci、Tr与Pn变化趋势并不一致,无相关性;转基因欧洲黑杨的光合"午休"现象主要是由气孔限制因素引起的,而对照的"午休"现象则是气孔因素与非气孔因素共同作用的结果。同时,转基因欧洲黑杨与对照光合-光响应曲线的各项参数中,只有暗呼吸速率(Rd)之间达到了显著性差异(P<0.05),其中,对照要比转基因欧洲黑杨高52.8%,表明对照的生理活性较高。与对照相比,转基因欧洲黑杨表现出随着光强的增加,Fv/Fm值逐渐下降的趋势,14:30左右达到一天的最低值(0.78),说明持续的光照对其叶片PSⅡ最大光化学转化效率产生了一定的抑制作用,至17:00左右并未恢复到早晨的正常水平,表明其光合机构出现一定程度的光化学效率下调。总体来说,外源Bt基因没有对转基因杨树苗期的光合特性产生非预期的效应。

转基因741杨与非转基因741杨木材物理力学性质差异

本研究对田间试验林中8年生转基因741杨与非转基因741杨木材物理力学性质进行了对比分析。结果表明,转基因741杨的横纹抗压比例极限应力除了全部弦向略低于非转基因741杨外,干缩性、抗弯强度、顺纹抗压强度转基因741杨均高于非转基因741杨。除了干缩性差异不显著外,大部分性质差异显著,均达0.01极显著水平。抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗压强度和木材横纹全部径向抗压极限应力差异达0.01极显著水平。绝干密度、弦面握钉力和冲击韧性差异达0.05显著水平。其余性质的差异并不显著。

转基因小黑杨对土壤微生物群落结构的影响

为评价转基因林木环境释放可能引起的生态风险，以及转基因林木在生产应用中的可行性和可靠性，以实验室种植的转Bt-蜘蛛神经毒肽重组基因的小黑杨为材料，对转基因与非转基因植株根际（通常为几毫米至几厘米）土壤细菌、放线菌、真菌数量和基因水平转移情况进行检测，结果表明：转基因小黑杨种植一段时间后其根系附近的微生物数量略高于非转基因小黑杨。利用卡那霉素选择培养基分离根系周围细菌菌落发现转基因植株周围的土样细菌中，KanR抗性细菌菌落数占总细菌菌落的比例在11．58％～13．00％之间，而非转基因植株根际周围和空白土壤细菌菌落数则在5．73％～6．40％之间，表明转基因小黑杨根系对土壤细菌的抗生素抗性产生一定的影响。利用转基因植株的目的基因和抗性基因设计引物，以土壤中细菌基因组DNA为模板进行PCR扩增，转基因植株种植7个月后，根际土壤细菌菌落中含有抗性基因的菌落数量明显增加。虽然在种植1个月的转基因植株根际土壤土样细菌中未检出目的基因，但在种植7个月后的土样中检验到了很少的目的基因阳性细菌，阳性细菌菌落比例为2％～5％，检测结果表明可能有极少数Bt-蜘蛛神经毒肽重组基因发生了水平转移。

转基因银腺杂种杨对土壤微生物的影响

In this study,genetic stability of foreign genes was checked by using PCR technology. A total of 4 lines of soil samples from transgenic and non-transgenic control Populus alba×P.glandulosa and the soil samples from the stands were collected in two successive years,and the bacteria,fungi and antinomyces were isolated by using flat dilution method to determine their quantities. The results demonstrated that target genes were stable present in the genome of transgenic poplar. We found that three kinds of soil microorganism appeared different trends within different months and different years. The ANOVA and multiple comparison analyses revealed that there was no significant difference in quantity of the soil microorganisms among most poplar lines at the same time point. Meanwhile,significant differences of the soil microorganism community were found among several transgenic lines,and between a few transgenic and non-transgenic lines,but they did not show any relation to the type and number of foreign genes. Our preliminary results indicated that the 2-year-old transgenic poplar growing in field had no significant effects on soil microorganisms.

转基因741杨与非转基因741杨木材化学组成与化学性质研究

对转基因741杨与非转基因741杨木湿心材化学组成与化学性质进行测定与分析,旨在为生产加工提供基础数据。结果表明:各项化学组分含量和化学性质在2种杨木树干的不同部位间均存在不同程度的变异。聚戊糖、木质素、冷水抽出物、热水抽出物、1%NaOH抽出物和苯醇抽出物在杨树的平均含量中,转基因741杨分别较非转基因741杨高5.38%,3.41%,76.96%,19.33%,4.16%和51.05%;非转基因741杨与转基因741杨在pH值、酸缓冲液、碱缓冲液和总缓冲液中在杨树不同部位总体表现为上部明显高于中部和下部,而与UF胶的固化时间在2基因型杨树间上部、中部和下部间没有明显差异;且转抗虫基因杨木湿心材的化学组成和化学性质在同一棵树内的变异比非转抗虫基因的大。

转基因欧洲黑杨中Bt基因表达特性的研究

利用PCR检测了转基因欧洲黑杨当代和杂交后代群体 ,外源Bt基因在 7年生的转基因欧洲黑杨 1 4个无性系中稳定存在 ,Bt基因在杂交后代中分离比例为 1∶1。转基因欧洲黑杨作母本进行杂交时有落花、落果现象 ,可能是基因改造影响了它们的某些生理功能。

温度对转基因741杨抗虫性的影响

在不同温度下测定转基因 74 1杨的抗虫性 ,发现转抗虫基因 74 1杨的抗虫性与温度密切相关 .随着温度的升高 ,舞毒蛾幼龄幼虫的总死亡率、累计死亡率均明显升高 ,且随着昆虫龄级的增加 ,幼虫对转基因株系和温度的敏感性逐渐降低 .温度对取食对照株系的昆虫生长发育有促进作用 .温度高 ,舞毒蛾幼虫的生长发育明显加快 ,历期缩短 ,各龄期体重、排粪量增长快 ,而以转基因杨饲喂的昆虫发育进度随温度变化差异不显著 .对 1998～ 2 0 0 0年温度资料和相应的杨扇舟蛾死亡率建立了回归方程 ,各高抗和中抗株系的温度 昆虫死亡率曲线均表现为明显的回归关系 .

转基因741杨对靶标和非靶标害虫及主要天敌种群动态的影响

通过对转基因抗虫杨林中主要害虫和天敌的种群动态研究表明,转基因杨对林中主要靶标害虫舞毒蛾Ly-mantria disparL.、杨白潜叶蛾Leucoptera susinella有很好的控制作用,在转基因杨林中非靶标害虫杨白毛蚜Chai-tophorus populialbaeBoyer de Fonscolombe未出现大发生的趋势。在转基因杨高抗和中抗林中,主要捕食性天敌三突花蛛Misumenops tricuspidatus、异色瓢虫Harmonia axyridisPallas的数量与对照相比有增加或减少,而寄生性天敌粘虫白星姬蜂Vulgichneumon leucaniaeUchida的数量明显减少,说明转基因741杨外源基因的转入以及林中靶标和非靶标害虫数量的变化对天敌种群数量的变化有一定影响。