12个欧美杨无性系生长初期基因型与环境的互作效应

【目的】研究12个欧美杨杂交无性系生长初期在不同环境下生长性状的观测值变异,从基因型与环境互作效应的角度入手,筛选可以推广的稳产、丰产的优良基因型;总结试验中适地适品种的规律;评价试验地点的区分力和代表性。为后续欧美杨的育种工作提供相关技术支撑。【方法】试验材料为3年生的12个不同基因型的欧美杨杂交无性系,设计了辽宁黑山、河北滦南、湖北石首和山东诸城、郓城、宁阳6个试验地点,测定树高、胸径,计算变异系数和均值进行初步比较,利用ASReml-R软件建立混合效应模型,利用预测性状值作GGE双标图,分析并总结其中规律用以评价试验地点和筛选优良基因型。【结果】整体上胸径的变异大于树高,黑山和石首的变异较大。均值统计的结果表明,不同基因型的生长性状在同一环境下的表现不同,同一基因型的生长性状在不同环境下的表现也不同;经混合线性模型检验,基因型、环境及基因型与环境的互作对于生长初期的欧美杨树高、胸径存在极显著(P0.01)的效应,由区组带来的效应也极显著。提取性状预测值作GGE双标图,拟合度均在80%以上,结果近乎与实际情况一致。GGE双标图的结果表明,对于树高的表现和胸径的表现,环境间的关系相似但不相同;树高、胸径的表现均存在交叉性互作现象;入选基因型有5号、7号、3号、4号和9号,其中4号、5号和7号为全同胞家系。父本的遗传物质和种源地对杂交无性系的表现有明显可见的影响,荷兰北方型的欧洲黑杨N146是优良的父本材料。【结论】1)生长初期欧美杨杂交无性系树高、胸径在东北地区和华中地区变异较大;欧美杨杂交无性系在生长初期的生长性状受基因型、环境及其交互作用的显著影响。2)由GGE双标图中的信息,综合筛选出丰产性较高稳产性最高的基因型7号、丰产基因型5号、高于平均产量且丰产稳产都较好的基因型4号。3)在黑山地区和诸城地区适合栽植基因型3号和4号;在宁阳地区和石首地区适合栽植5号基因型;滦南地区和郓城地区适合栽植7号基因型。     

转多基因库安托杨非靶目标材性性状分析

In this study, the transgenic poplar (Populus × euramericana‘Guariento’) harboring five exogenous genes (SacB, Vgb, BtCry3A, OC-I and JERF36^#) and the control plants were selected, comparing the wood property variation of 5-year-old trees, and trying to understand whether the transgenic of exogenous genes produce unintended effects. The results showed that the transgenic of exogenous genes caused a wide range of variation in non-target wood properties, the variations were found not only between transgenic and wild-type lines, but also among transgenic lines. Compared with the control, the transgenic lines, the contents of holocellulose and cellulose increased, the total lignin and acid soluble lignin decreased, the fiber length, the fiber width, the microfibril angle and the acid insoluble lignin varied uncertainly. It is concluded that the introduced exogenous gene could generate unintended effects on corresponding non-target target traits.     

杨树溃疡病拮抗菌防治机制研究进展

随着杨树栽植面积不断扩大,杨树溃疡病发生趋重,对树木造成严重损害。杨树溃疡病主要防治手段为化学药剂,但环境污染和病原菌耐药性等问题越发严重,需开发无污染且防治有效的技术或策略。以植物根际微生态组学为研究手段,可获得提升植物抗病能力的有益微生物。这些拮抗菌能够抑制溃疡病原菌的生长且无环境污染,具有很好的生物防治潜力。鉴于此,本综述主要探讨拮抗菌对防治杨树溃疡病的作用方式,包括通过养分水分竞争和分泌抑菌物质抑制病原菌生长,提高植物抗病性抵御病原菌侵染,以及提高宿主自身的活性氧耐受性等机制。未来利用多组学手段,将微生物培养与宏基因组学、代谢组学充分结合,进一步探究拮抗菌的协同作用机制,将有助于开发高效、稳定、环保的微生物菌剂;同时,寻找合适的纳米材料作为载体,构建能最大限度发挥拮抗菌功能的菌剂体系,也是未来生物控制剂研发的重要方向之一。     

AtDME1化学诱导表达载体的构建及其瞬时表达

以拟南芥去甲基化转移酶基因DME1为目的基因,采用酶切、连接和重组反应的方法构建了以17-β-雌二醇为诱导剂的植物表达载体p ER8-DME1。将其转入农杆菌LBA4404菌株中,通过烟草瞬时表达技术,对该载体的诱导表达特性进行了研究。q PCR结果表明,较低浓度的17-β-雌二醇处理能够有效调控p ER8-DME1中目的基因的表达,诱导处理后目的基因表达量逐渐升高,在12 h后达到最高,之后缓慢下降。该载体的成功构建为深入研究DNA去甲基化与植物的生殖发育调控奠定了基础。     

8年生转基因库安托杨外源基因转移及对土壤微生物数量影响的检测

[目的]评价转基因库安托杨可能引起的生态风险。[方法]利用PCR扩增研究外源基因水平转移情况,利用稀释平板法研究土壤中细菌、真菌和放线菌数量。[结果]电泳结果显示:林下杂草混合样品和土壤微生物DNA样品中均未出现目的基因片段。转基因株系和非转基因株系的非根际土壤中可培养的细菌、真菌和放线菌数量在杨树的不同生长期出现一定的变化,但是这种变化没有明显的规律。[结论]8年生转基因库安托杨未出现外源基因水平转移,也未对土壤微生物的数量产生显著影响。     

转基因多抗杨3号新品种选育

Populus euramericana‘MR3’is a transgenic clone transformed with five foreign genes (JERF36, SacB, vgb, and BtCry3A+ OC-1) via genetic engineering approach using Populus ×euramericana‘Guariento’as the receptor. This variety inherits the features of fast-growing and broad adaptation that the receptor possessed and further enhances the tolerance to various stresses including drought, salt, flooding, and insects feeding. The experiments in greenhouse for stress tolerance assays indicated that the expression of foreign genes led to improved tolerance to drought, salt, flooding, and insects (mainly Plagiodera versicolora). Field trial in an area with salinized soil in Shandong Province showed a 7.77% increase in stem volume than that of the control clones of 5-year-old saplings. Another field trial at Linghai in Liaoning Province indicated a 15.41% increase in stem volume than that of the control clones of 2-year-old. In the experiments in greenhouse, laboratory, and field, the P. euramericana‘MR3’showed enhanced characteristics such as fast-growing, higher tolerance to drought, salt, insects, and flooding stress, and is expected to be one of the ideal new poplar varieties for wood industry and ecosystem conservation in North China.     

三维扫描技术在获取杨树树冠结构特征参数上的应用

【目的】树冠结构影响光能截获能力从而直接影响生物量的积累。杨树冠形特征参数的研究能够为杨树优良品种的选育提供有力的选择依据，但是因为杨树的树型高达，树冠结构复杂，树冠结构特征参数难以直接观测。【方法】建立了利用三维扫描技术获取树冠结构特征参数的方法，并测量了高密度(2 m ×3 m)人工林中6年生杨树03-04-171的冠形特征参数，包括不同生长单元早发枝和同期枝一级枝的枝长、分枝角度、方位角、枝条曲率及弯曲度。对直接测量(砍伐)与三维扫描方法测量的胸径、树高进行回归分析，检测三维扫描测量的精度。【结果】回归分析结果表明：胸径的回归系数分别为 R2=0.96772，显著值为 P =8.26×10－13，树高回归系数为 R2=0.96527，显著值为 P=1.44029×10－12。结果说明三维扫描方法具有较高的测量精度，可以应用于树冠结构特征的测量。扫描参数结果显示，树冠上每一个生长单元的上部枝条长度较长，分枝角度较小，曲率较大，数量少，为早发枝；中下部枝条数量多，短而平直，为同期枝，这与已有的研究结果一致。【结论】三维扫描技术可以应用于树冠结构特征的研究。     

不同种源蒙古栎遗传变异

分析蒙古栎EST序列和叶绿体全基因组SSR位点信息,开发SSR引物,对蒙古栎群体遗传变异进行分析,为蒙古栎分子标记辅助育种奠定基础。利用est-trimmer、CAP3对蒙古栎EST序列处理,通过perl结合MISA、Primer3和Electronic PCR查找SSR位点,设计引物并筛选验证。EST序列中发现SSR位点163个,主要重复类型为二核苷酸。叶绿体基因组上88个SSR位点以单核苷酸重复为主。7对引物共检测到37对等位基因,平均等位基因数（N_a）=5.286,Shannon’s信息指数（I）=1.291,期望杂合度（H_e）=0.622,多态性信息含量(P_IC)=0.692;群体间遗传分化系数(F_st)=0.147,基因流（N_m）=1.933;AMOVA分析表明,种源间遗传变异占10.216%。蒙古栎种源群体间存在中等水平的遗传分化,其遗传变异主要来源于种源内,且种源间的遗传变异与地理距离无显著相关性。基于EST序列及叶绿体基因组SSR位点信息,有效开发SSR引物,为...     

透明颤菌血红蛋白基因vgb的表达对杨树氮素利用能力的影响

以转透明颤菌血红蛋白基因（vgb）京2杨为材料,采用qRT-PCR分析方法确认其外源基因在转基因无性系中可以正常表达。盆栽试验结果显示,在正常生长条件下转基因无性系的株高和地径显著提高,同时叶片全氮质量分数上升。进而利用非损伤微测技术（Non-invasive Micro-test Technique, NMT）对植株根部NO₃^-吸收情况的检测发现,在含有0.5 mmol/L NO₃^- 测试液中转基因无性系NO₃^-吸收速率大于非转基因植株。此外,研究还发现,转基因无性系的硝酸还原酶(nitrate reductase, NR)活性显著提高。可见：vgb的表达能提高杨树的氮素利用能力。