美洲黑杨杂种优良无性系转抗虫基因(Bt和CpTⅠ)的研究

以美洲黑杨杂种优良无性系南林895杨(Populus×euramericanac‘v.Nanlin895’)为转基因受体材料,以嫩芽或腋芽为外植体材料组织培养再生植株,利用农杆菌介导法转化Bt基因和CpTI基因。结果显示较合适的组培再生与遗传转化系统为:叶分化培养基为MS+6-BA0.5mg/L+TDZ0.002mg/L,芽伸长培养基为MS+6-BA0.2mg/L+TDZ0.001mg/L+Km10mg/L+Carb500mg/L,生根培养基为1/2MS;预培养3d,菌液浓度OD6001.0～1.3左右,侵染时间20min,共培养4d,叶盘转化频率可达28.7%。对Kmr植株经PCR分析,筛选获得了18株整合有Bt基因和1株整合有CpTI基因的转基因植株。部分转基因植株的初步饲虫实验表明,饲喂转基因杨树叶片可明显抑制杨小舟蛾的生长发育。     

利用PMI选择标记进行杨树转基因体系的研究

[目的]利用不同于抗生素的PMI为选择标记基因的遗传转化体系,对杨树进行双抗虫基因(Bt和CpTI)的转基因研究.建立杨树以PMI为安全标记基因的转基因体系,为安全、高效的林木转基因育种研究提供实验依据.[方法]选择已有的转CpTI抗虫基因(利用Km^r选择标记获得)的美洲黑杨杂种优良无性系南林895杨(Populus ×euramericana ‘Nanlin895’)为受体材料,对杨树叶片、叶片分化芽、茎段生根的甘露糖敏感性等筛选优化,采用农杆菌介导的方法进行双抗虫基因的研究.[结果]较为适合的杨树叶片筛选培养基为:甘露糖8 g·L^-1和蔗糖22 g·L^-1;叶片分化芽筛选培养基为:甘露糖10 g·L^-1和蔗糖20 g·L^-1;茎段生根筛选培养基:甘露糖8 g·L^-1和蔗糖22 g·L^-1.在此基础上,获得了转Bt和CpTI双抗虫基因的植株8株.[结论]初步建立了以PMI为安全标记基因的杨树转基因体系:确定了PMI筛选的最适选择压,成功构建了含PMI选择标记基因的植物抗虫表达载体,通过农杆菌介导的遗传转化最终获得了转双抗虫基因植株.     

黄竹细胞悬浮培养和原生质体分离*

以牡竹属黄竹（ＤｅｎｄｒｏｃａｌａｍｕｓｍｅｍｂｒａｎｃｅｕｓＭｕｎｒｏ）的竹节及无菌苗根颈为外植体，培养于含有５ｍｇ／Ｌ２，４－Ｄ、０．２ｍｇ／ＬＫＴ和２００ｍｇ／ＬＬＨ的ＭＳ培养基上诱导愈伤组织，然后移至相同成份或不同浓度２，４－Ｄ的液体培养基中，进行悬浮培养，以建立分散性良好的悬浮细胞系。利用悬浮细胞和无菌苗叶片经酶解获大量原生质体，其产量分别约为每克鲜重２．５×１０５个和５×１０５个，活力均可达８０％。     

植物近等基因系培育及在林木遗传改良上的应用探讨

近等基因系是分子遗传图谱构建、数量性状基因定位及分子标记辅助育种的重要基础。近等基因系选育主要有连续多次回交选育法、从突变体中分离获得、结合分子标记技术检测连续回交选育法、杂交高世代群体材料中分离选育等方法。本文介绍了主要农作物近等基因系构建及应用的研究进展,并结合林木植物的特点,提出了选择生长周期较短的木本植物柳树为材料,构建近等基因系,在此基础上形成林木遗传学研究模式树种的观点。     

多年生木本植物季节性休眠的分子机制

季节性休眠是多年生植物在生态和进化上的一种“权衡”机制,也是植物界多样性生存策略的组成部分。林木季节性休眠的机理研究已经在多个物种中开展,涉及生理学、细胞学和分子生物学等众多领域。在林木中发现的CO/FT调控机制,揭示了植物“休眠”的本质。一旦生长停止,植物休眠便进入程序性阶段,并最终导致分生组织细胞对生长信号响应能力的完全丧失。研究表明,林木在响应环境信号中止或恢复生长发育的过程中存在复杂的分子调控网络。本文着重阐述了多年生木本植物在季节性休眠的诱导、建立和解除过程中的分子调控机理。     

转基因黑杨的抗虫性测定与分析

对大田移植的转基因杨树的PCR分析表明：5个转Bt单基因杨树无性系(FB40、FB45、FB56、FB59、FB60)和4个转双价基因(Bt和CpTI)杨树无性系(D9、D18、D27、D32)均检测到了Bt基因特异片段。在检测的12个转基因杨树无性系中，ELISA结果表明，转双价基因杨树无性系中以D18的Bt杀虫蛋白表达量最高，Bt杀虫蛋白含量达6754ng／g鲜叶，约占植物可溶性蛋白的0．090％；在转Bt单基因杨树无性系中以FB51表达量最高，达6796ng／g鲜叶，占植物可溶性蛋白的0．036％。     

杨属ITS序列的分子进化特点分析

本文通过对杨属5组代表种并以柳属中旱柳的ITS序列作为参照,用成对比较的方法对杨属21个植物样品的ITS序列比较发现,杨属ITS序列的碱基替换情况是转换数大于颠换数,ITS-1序列中碱基发生转换和颠换的数目基本相似,而ITS-2序列中碱基发生转换的数目远远大于颠换。用朱克斯和坎托一参数模型和木村二参数模型对杨属ITS序列的替换率计算,无论是ITS-1还是ITS-2序列都没有达到数理统计上的明显差异。但由于ITS-2序列碱基的变化转换大大高于颠换,所以二参数模型计算所得结果大于一参数模型;采用相对速率测验法,对杨属各组分子进化相对速率进行了检测,结果分析得知,杨属5组的ITS序列分子进化速率有差异。杨属各组的ITS-1序列比较说明,大叶杨组、青杨组、黑杨组的进化速率都小于白杨组,而胡杨组则是进化速率最快的,大叶杨组的进化速率小于青杨组、胡杨组和黑杨组,黑杨组和胡杨组大于青杨组;ITS-2序列比较发现白杨组是进化速率最慢,其次是大叶杨组、青杨组,而黑杨组则稍大于胡杨组;总ITS序列比较是大叶杨组和黑杨组相对较慢,胡杨组最快;但就总的碱基替换分析,除了黑杨组和大叶杨组在ITS-1区间及青杨组、胡杨组和白杨组在ITS-2区间进化速率有显著差异外,其余组间都无显著的差异,尤其是在整个ITS序列区段碱基替换的差异都无显著差异。     

杨树生物钟节律基因PtCCA1的克隆及表达模式研究

生物钟节律基因CCA1在植物的光周期反应中起着重要的调控作用.利用RT-PCR方法克隆获得了一条包含1902 bp开放阅读框的杨树CCA1基因cDNA序列,其编码633个氨基酸残基,蛋白的分子量约为68.90 kDa,等电点为6.33.分析显示含有1个Myb-like DNA结合域及2个蛋白跨膜结合域.实时荧光定量PCR分析发现,PtCCA1基因主要在杨树叶组织中表达;随着光照时间的变化,该基因在杨树中的表达量呈现白昼不断降低而夜晚逐渐升高的昼夜变化趋势.研究结果为进一步探索PtCCA1基因在调控杨树光周期响应途径中的功能以及杨树光周期敏感机制提供了科学基础.