Bt转基因杨树对杨树昆虫群落结构的影响

通过种植转基因杨树纯林和混交林 ,研究了Bt转基因杨树对杨树昆虫群落结构的影响。研究表明 1hm2的小面积的新疆转基因杨树和非转基因杨树之间群落结构和多样性差别不大 ;而对 6 7hm2 以上的转基因杨树纯林和 1∶1的转基因和非转基因杨树混交林中昆虫和蜘蛛群落结构的比较研究发现 ,Bt转基因杨树会改变其昆虫群落结构 ,在转基因纯林中杨叶蜂为优势种 ,而在混交林中杨扇舟蛾为优势种。为了避免其它非鳞翅目食叶害虫的危害 ,在转基因时应采用对非鳞翅目食叶害虫有抗性的种类或品系。转基因纯林的多样性和均匀性都较混交林高 ,有利于系统的稳定性 ,但转基因混交林中瓢虫的数量明显比转基因纯林高 ,分别为 0 2 1头·枝- 1 和 0 0 2 1头·枝 - 1 ,相差 1 0倍。蜘蛛的数量是纯林中较多 ,分别为 0 1 2 5头·枝 - 1 和 0 0 6 2 5头·枝 - 1 ,相差 1倍。转基因杨树对非目标昆虫和天敌的影响还需进行进一步详细的研究。转基因纯林和混交林的叶片被害率分别为 1 1 2 6 %和1 8 4 8% ,转基因纯林抑制目标食叶害虫的作用较好 ,但与混交林之间的差异不显著 ,两种林分的被害率都在不成灾的水平。     

转Bt基因和蛋白酶抑制剂基因杨树抗虫性的研究

虫害是杨树造林生产中所面临的一大难题,通过农杆菌介导,将经过人工改造的苏云金杆菌杀虫结晶蛋白基因转化杨树,得到杨树再生植株,然后,再将蛋白酶抑制剂基因（ＰＩ）导入已含Ｂｔ基因的转基因杨树,经ＰＣＲ检测和Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交分析证明,最终获得既含有Ｂｔ基因又含有蛋白酶抑制基因的转基因杨树植株。利用这种杨种叶片饲同喂舞毒蛾幼虫的杀虫试验结果表明,转基因杨树具有明显的杀虫活性,同时表明含有Ｂｔ基因和蛋白     

转抗虫基因植物对节肢动物种群和群落的影响

近年来转抗虫基因技术迅猛发展,转抗虫基因植物环境释放的安全性问题越来越成为人们关注的焦点。综述了目前转抗虫基因植物对靶标害虫、非靶标昆虫及节肢动物群落安全性的研究进展,以期为转基因植物生物安全性的研究提供科学依据。     

转基因杨树中外源Bt基因mRNA及其蛋白运输

以741杨和转BtcrylAc基因741杨抗虫株系Pb29互为接穗和砧木进行嫁接,利用RT-PCR和ELSA技术对Bt基因的mRNA及其蛋白是否在砧木与接穗间运输进行研究.RT-PCR检测结果表明:以741杨为接穗或砧木的嫩枝和嫩叶中均未检测到Bt基因的mRNA,说明m基因的mRNA没有在砧木与接穗间进行运输.ELISA检测发现,各嫁接处理的741杨砧木和接穗的叶片、韧皮部、木质部和髓中均检测出Bt毒蛋白的存在,证明Bt毒蛋白可以通过嫁接的方式在砧木和接穗间进行运输.用各嫁接处理接穗叶片在室内喂饲杨扇舟蛾幼虫,发现嫁接转基因杨树的非转基因杨可提高对杨扇舟蛾幼虫的致死率,延长发育历期,表现出一定的抗虫性.     

抗蛀干害虫的转Bt基因杨树对舞毒蛾的抗性研究

试验通过用丹红杨(♀)同转Cry1Ac基因杨树(♂)的两个杂交组合无性系PCR检测呈阳性的后代苗期叶片饲养舞毒蛾幼虫后结果发现:喂养的舞毒蛾幼虫死亡率高达98.7%,舞毒蛾幼虫的死亡主要集中在孵化后7d内,其中80%以上集中在前3天死亡;舞毒蛾幼虫取食苗期叶片后,可明显抑制食叶害虫舞毒蛾的个体的生长发育,个体大小明显小于对照。     

转玉米PEPC基因杨树的光合生理特性分析

以转PEPC基因南林895杨和对照(南林895杨)为材料,分析不同转基因植株的光合生理参数。结果显示:转PEPC基因杨树与C4光合途径相关的酶活性比对照增高,PEPC活性增加较为明显,最高达38.6%。转PEPC基因杨树表现较强的对强光利用能力,其光饱和点比对照提高约10%～20%,饱和点时的光合速率比对照高17.7%～58.1%。转PEPC基因杨树光补偿点低于对照,利用弱光的能力增强;CO2饱和点低,比对照低22.2%～44.4%;CO2补偿点也较低,比对照降低58.1%～76.5%,表明对CO2的利用效率较高。此外,转基因杨树羧化效率增高,比对照增加最高达62.3%。     

枣园节肢动物天敌群落时空结构和优势度分析

近年来,随着人们对生态环境和生物多样性的广泛关注以及害虫防治技术的深入研究,有害节肢动物的天敌防治再次纳入人们的视野.国内外诸多学者在总结引入天敌控制有害节肢动物经验后,认为本地寄生性和捕食性天敌对当地有害节肢动物的综合治理起着很大的作用(张明伟等,2003).在枣园害虫的综合治理中,重视枣园生态系统中节肢动物天敌群落的保护是一项积极的措施,值得深入探讨和研究.     

转玉米PEPC和PPDK基因杨树苗期的光合生理特性

【目的】磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)和磷酸丙酮酸二激酶(PPDK)是保证C4植物高效光合作用的关键酶。杨树作为光合效率较低的C3植物,其光能利用率低,本研究以玉米PEPC基因和PPDK基因分别作为目的基因进行杨树遗传转化,分别获得转基因的高效表达植株,并进行分子检测及相关功能分析,为培育杨树高光效新品种提供依据。【方法】通过生物信息学筛选玉米PEPC和PPDK基因。利用Gateway系统,将PEPC和PPDK基因分别构建到植物表达载体pGWB406,通过农杆菌介导法转化南林895杨。比较分析转基因植株与对照(南林895杨)的光合生理特性。【结果】筛选克隆的PEPC及PPDK基因均编码典型的C4光合作用关键酶。南林895杨转PEPC基因获得5个株系,不同株系间基因表达量具有差异,最大达1.79倍,但编码蛋白在不同株系叶片中的表达量无显著差异;转PPDK基因获得3个株系,各株系间基因及蛋白表达量无显著差异。PEPC和PPDK在叶片中的表达量均高于茎中,且随着植株生长发育而提高; PEPC和PPDK基因的表达均受光照条件的影响,在高光照下表达量上升2～3倍。转基因株系净光合速率在11:00—14:00出现双峰状态,且显著高于对照组,最高达16.2%(PEPC-5株系);气孔导度在12:00—16:00高于对照组;除PPDK-2株系外,转基因株系都检测到比对照组更高的胞间CO2浓度,除PEPC-1和PEPC-4株系外,转基因株系CO2饱和点均低于对照组;全部转基因株系CO2补偿点均低于对照组,且光饱和点以及在光饱和点的光合速率均高于对照组。生长参数方面,PEPC-3和PEPC-4株系多个指标显著优于对照组(P0.05),平均株高分别高于对照组5.6%和2.9%,叶面积分别高于对照组13.8%和8.9%,叶片质量分别高于对照组23.6%和19.8%,地径分别高于对照组13.5%和5.4%;转基因株系的茎生物量均高于对照组,叶生物量优势最为明显的依次是PEPC-3、PEPC-5和PEPC-4株系,分别高于对照组34.8%、15.4%和6.3%。【结论】玉米PEPC和PPDK基因导入南林895杨获得的转基因植株在强光利用方面具有明显的优势,植株的光合能力显著提高,生长指标优于对照组。利用C4植物的光合作用关键酶编码基因对杨树进行遗传转化,对于提高杨树甚至木本植物的光合效率具有重要意义。     

杨树刺槐混交林与杨树纯林生物量的比较和分析

在黄河林场的加杨刺槐混交林和加杨纯林的皆伐标准地中,用等株径阶标准木法结合实际测材积测定了林分生物量。研究表明,混交林单位面积的现存生物量和年均增长量为纯林的1.83倍;混交林加杨的单株生物量为纯林加杨的1.77倍;纯林加杨的根系生物量比重大,单位根量的干材生产力不如混交林加杨高。     

转抗虫基因107杨对根际和内源细菌群落的影响

为研究转抗虫基因对根际和内源细菌群落的影响,以转抗虫基因107杨田间对比试验林为对象,采用高通量测序技术对转基因株系和对照株系根际土壤细菌、树干韧皮部和根系内生细菌群落结构组成及多样性进行对比分析。结果显示：(1)土壤样品中有效序列平均在30 000以上,杨树组织有效序列平均在300 000以上。(2)转基因株系细菌物种组成与对照株系的极其相似,酸杆菌门与变形菌门为转基因和非转基因株系根际土壤的优势菌门,占比分别为16.6%和21.9%;蓝藻菌门和变形菌门为转基因和非转基因株系韧皮部的优势菌门,所占的比率分别为54.8%和59.2%;变形菌门为转基因和非转基因株系根部的优势菌门,所占的比率分别为40.7%和58.8%。(3)转基因和非转基因株系在细菌群落的丰富度和多样性上均没有表现出明显的差异,但不同部位之间差异显著。结果表明：转基因107杨没有对根际土壤和内生细菌造成显著影响,明确了转抗虫基因107杨不同部位细菌群落特征,为转抗虫基因107杨的生物安全评价提供了有益的参考。     

转betA基因小黑杨的耐盐性分析及优良转基因株系的选择

在前期获得13个小黑杨转胆碱脱氢酶基因(betA)株系的基础上,选择9个生长正常的转基因株系与非转基因对照,用0、100、140、170、200 mmol·L-15种浓度的NaCl处理盆栽苗木,分2、7、12、17、22 d取处理材料叶片,测定转基因株系叶片中外源基因的最终合成产物--甜菜碱含量.盐处理60 d后,测定苗木高度及转基因株系的盐害指数.结果表明,转基因株系与对照间的甜菜碱含量差异达到极显著水平,9个转基因株系的甜菜碱平均含量超过对照的27.1%;转基因株系的平均盐害指数较对照低15.8%;转基因株系的平均高度超过对照44.1%.综合转基因株系的生长速度,兼顾其耐盐性,初步选择转基因株系T4、T6、T5、T1作为生长速度快耐盐性高的优良株系.     

豫东平原3种模式杨树-小麦复合系统水分利用效率的研究

农林复合系统的林木和作物会充分利用水肥光热等资源,但搭配不合理也可能产生资源竞争,其中,种间水分竞争尤为突出。本文在冬小麦4个生育期内采用稳定碳同位素技术研究了豫东平原2年生、6年生和15年生3个间作模式的杨树-小麦复合系统的水分利用状况。结果表明:3种间作模式杨树和小麦的δ¹³C(稳定碳同位素比率)和WUE(水分利用效率)均总体表现为小麦拔节期最高。在整个小麦生育期(拔节期除外),2年生杨树的δ¹³C和WUE都显著高于6年生和15年生杨树。在小麦返青期,相比其他模式,2年生杨树间作小麦的δ¹³C和WUE最高;在拔节期、开花期和成熟期则均为单作小麦显著高于3种间作模式小麦。单作小麦的耗水量比与2年生杨树间作的小麦低25.71%,但分别是与6年生和15年生杨树间作小麦耗水量的2.78和1.88倍。3种林龄杨树-小麦间作模式总体都表现为树行中间和西侧的小麦WUE和耗水量大于树行东侧。2年生杨树间作小麦的株高、LMA(比叶重)、产量、总生物量、总耗水量和LER(土地当量)均高于单作小麦和其他模式间作小麦;但单作小麦的千粒质量、收获指数和产量水分利用效率则最大。2年生杨树-小麦间作模式的产量和土地利用率最高,但随着杨树的长大,间作模式内不再适合种植小麦,可替代种植一些耐荫作物。     

两种杨树对铅和铅-镉复合胁迫的生理响应

不同品种的杨树对重金属污染土壤的修复和耐受性存在显著差异,为了解不同品种的杨树对铅(Pb)和镉(Cd)的耐抗特性,以南林95杨和南林895杨为研究对象,研究其在不同浓度Pb胁迫和PbCd复合胁迫下的生理响应,对其根系活力、过氧化氢酶(CAT)活性、可溶性蛋白质和叶绿素含量等指标进行对比分析,并采用主成分分析和隶属函数法综合评价2种杨树对Pb和Cd胁迫的耐受性。结果表明,南林95杨和南林895杨在Pb胁迫和Pb-Cd复合胁迫下,各生理指标的变化趋势大致相同,均表现出较强的耐受性;在Pb胁迫和Pb-Cd复合胁迫下,南林895杨的根系活力和CAT活性均强于南林95杨,但其叶绿素含量少于南林95杨。Pb胁迫下,南林95杨的可溶性蛋白质含量略高于南林895杨,在Pb-Cd复合胁迫下则相反。综合评价结果表明,南林895杨对重金属Pb和Cd的耐受性强于南林95杨,具有更好的修复前景。     

转蜘蛛杀虫肽与Bt毒蛋白C肽基因小黑杨对舞毒蛾中肠组织结构的影响

采用透射电镜观察舞毒蛾幼虫取食转蜘蛛杀虫肽与Bt毒蛋白C肽融合蛋白基因小黑杨叶片后,其中肠组织的病理变化。结果发现,转蜘蛛杀虫肽与Bt毒蛋白C肽融合蛋白基因小黑杨,能够引起舞毒蛾幼虫中肠组织发生明显的病理变化,致使幼虫中肠组织受到严重破坏。幼虫中肠组织中,柱状细胞、杯状细胞结构发生明显的病理变化,并随着取食的时间和取食量的增加,其病变和破坏的程度逐渐加剧。     

转Bt基因健杨R-94对膜肩网蝽和2种潜叶蛾的抗性

杨树是我国北方的主要用材树种,不仅速生丰产,而且树冠高大,是优良的园林绿化和生态环境保护树种。近些年出于造纸业的需求,杨树在湖南、湖北等地也有大规模的种植。不过由于食叶和蛀干害虫的严重危害,杨树的大规模发展受到了一定的制约。1992年中国林业科学研究院林业研究所和     

苹果-小麦复合系统中作物根系时空分布特征

本文对太行山低山丘陵区苹果－小麦复合系统内根系时空分布特征进行了研究。结果表明：复合系统内小麦吸水根根系在垂直方向上有根系密集区和根系稀疏区之分，分属0－40cm和40－80cm土层，分别占总量的81．93％和18．07％；在水平方向上，根量随带距的变化大致呈“两侧多、中间小”的分布趋势，并随生育期的延续，这种水平差异趋势越来越显著；在时间上，灌浆期是小麦根量“由多向少”变化的转折时期。     

石榴UGT基因家族的比较和进化分析

为了研究UGT基因家族在石榴中的作用和表达方式,对石榴UGT基因家族的理化性质、选择压和蛋白基序等进行分析,选择桃、葡萄、桉树、甜橙5个物种的UGT基因家族与石榴UGT基因家族进行比较基因组分析。结果表明,桃有最多的UGT基因(58个);桉树有52个,位列第2;葡萄最少,只有15个;石榴(32个)约是葡萄的2倍;甜橙(39个)和石榴数量相似。选用MEGA软件中的邻接距离矩阵法构建系统进化树,应用自展法进行可信度检测,重复1 000次。进化树表明,UGT基因家族被分成5个亚群。通过选择性压力分析估计UGT基因家族中非同义突变(d_N)与同义突变(d_S)的比值,结果表明d_N/d_S1,即UGT基因家族在桃、葡萄、石榴、桉树、甜橙5个物种中以纯化选择为主。UGT基因家族的蛋白基序分析结果表明,UGT在低阀值(E=1.1e-2 355)时呈现HPAVGGFLTHCGWNS的主题。另外,相对分子质量的平均估计值(-0.095 183 7),表明UGT基因所编码蛋白有亲水性。     

转蜘蛛杀虫肽与Bt毒蛋白C肽基因小黑杨对分月扇舟蛾中肠组织结构的影响

采用透射电镜观察,取食转蜘蛛杀虫肽与B t毒蛋白C肽融合蛋白基因小黑杨叶片后的分月扇舟蛾幼虫的中肠组织病理变化,结果发现：幼虫中肠组织受到严重破坏,柱状细胞、杯状细胞结构发生明显的病理变化;随着取食时间和取食量的增加,其病变和破坏的程度逐渐加剧。     

水分和光照条件对核桃-黄豆农林复合系统中黄豆光合作用和生长的影响

【目的】研究核桃-黄豆农林复合系统中不同种植位置间作作物在不同水分、光照条件下的水分利用和碳代谢,为更好了解种间相互作用对植物生长的影响提供参考。【方法】2017年,在太行山南麓低山丘陵区核桃-黄豆农林复合系统中,测定不同种植位置黄豆在旱季(7月中旬)和雨季(8月下旬)的土壤含水量、凌晨和正午水势、正午茎秆导水损失率(PLC)、株高和基径、生物量以及根、茎、叶的非结构性碳(NSC)含量。【结果】1)在旱季,随着与核桃树距离的增加,土壤含水量降低,黄豆凌晨和正午水势下降,正午茎秆PLC上升,距核桃树1. 5和2. 5 m的黄豆光合速率和气孔导度较大,距核桃树0. 6 m和单作的黄豆光合速率偏低,但总体上间作和单作的黄豆气体交换没有显著差异。旱季生物量、根冠比和NSC随着与核桃树距离增加而增大。2)在雨季,除距核桃树0. 6 m处土壤含水量偏低外,其余位置均无显著性差异,土壤含水量比旱季高60%以上。不同种植位置黄豆凌晨水势没有显著性差异,但单作黄豆正午水势更低,茎秆PLC较间作黄豆严重。光合速率、气孔导度、生物量、NSC含量、根冠比均随着与核桃树距离增加而增大。根、茎、叶NSC含量均显著高于旱季,主要由淀粉储藏增加引起。【结论】在旱季,不同种植位置黄豆水分状况均受一定程度的干旱影响,复合系统中间作黄豆水分状况好于单作,但旱季水分胁迫没有显著影响光合作用和生长;遮荫的影响覆盖了水分状况改善的作用。在雨季,复合系统中黄豆主要受遮荫影响,距离树木越远生长情况越好。在研究年份水分不是主要限制因子的情况下,间作互利作用未体现,而复合系统中的光能竞争会导致间作黄豆生长量明显下降。     

山东典型山地引种火炬松和日本落叶松的群落特征比较分析

选取山东典型山地(泰山、蒙山和昆嵛山)的11个样方,研究火炬松群落和日本落叶松群落的生长和更新,从种群特征、群落组成和物种多样性3方面评价适应性。结果表明:火炬松群落的乔木、灌木和草本植物种类分别为15种、29种和27种,植株密度分别为(15.38±1.84)株/dam2、(51.50±13.00)株/dam2和(14.38±3.80)株/m2;日本落叶松群落的乔木、灌木和草本植物种类分别为26种、49种和49种,植株密度分别为(10.55±0.97)株/dam2,(37.07±7.99)株/dam2和(25.45±11.35)株/m2。火炬松群落中主要乔木火炬松种群为稳定型、栓皮栎种群为显著增长型、麻栎种群和赤松种群为增长型;日本落叶松群落中主要乔木日本落叶松种群、花楸种群和椴树种群为稳定型,栓皮栎种群为显著增长型。火炬松群落物种丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数为灌木层草本层乔木层,Simpson多样性指数和Pielou均匀度指数为草本层灌木层乔木层;日本落叶松群落物种丰富度指数为灌木层草本层乔木层,Shannon-Wiener多样性指数和Simpson多样性指数为灌木层乔木层草本层,Pielou均匀度指数为草本层灌木层乔木层。火炬松群落演替趋势为火炬松林→针阔混交林→麻栎林或栓皮栎林,日本落叶松群落演替趋势为日本落叶松林→针阔混交林→栓皮栎林或杂木林。