大田试验转基因杨树无性系的抗虫性研究

摘要

杨树是重要的速生材树种之一,采用基因工程技术开展转基因杨树的研究是培育抗逆、抗虫和抗病杨树新品种的有效途径.该研究以美洲黑杨×小叶杨(Populus deltoides ×Populus simonii)的优良无性系NL-80106和新疆杨(Populus alba var.pyramidalis)的转抗虫基因(Bt和CpTI)的无性系为材料,其中NL-80106定植时间为三年,新疆杨(Populus albavar.pyramidalis)定植时间为一年,进行了一系列的分子检测及抗虫性测定.PCR分子检测结果表明转Bt单基因106杨树和转CpTI基因新疆杨,扩增出了与质粒大小一致的条带,表明其外源基因仍稳定存在于基因组中,但转CpTI基因106杨树的PCR没有扩增出与质粒一致的条带,其原因有待进一步研究.ELISA分析表明,所检测的转基因106杨树无性系中Bt毒蛋白表达存在着差异,其中转基因植株D18、FB51、FB56叶片中杀虫蛋白含量超过6700ng/g鲜叶,约分别占植物叶片可溶性总蛋白的0.090％、0.036％、0.034％.中等以下的抗性转基因杨树无性系的表达含量为31 8-4950ng/g鲜叶.部分转基因植株的杀虫实验表明,转Bt基因106杨树对杨小舟蛾的化蛹前幼虫的生长有明显的抑制作用,但对化蛹后的幼虫生长及其蛹重的影响不大.该研究证实转Bt基因抗虫杨树无性系大田移植植株在室内控制和自然条件下对杨小舟蛾具有显著的抗虫效果,对1龄幼虫12d的校正死亡率高达89.2％.幼虫的死亡高峰为饲养第6~12d,以8d的定期死亡率为最高.不同龄期的杨小舟蛾幼虫对Bt杨的敏感性不同,随着虫龄的增大,敏感性显著减弱..另外Bt杨树对杨小舟蛾的抗虫性存在着明显的时间动态,六月较高56.9％~82.4％下降至7~8月的35.6％~45.1％,九月抗性又回升至74.1％~89.2％.通过对实验结束时所有不能化蛹的幼虫进行分析,结果表明用转基因无性系叶片处理8d后,幼虫的取食量、体重增长速率与对照存在极显著的差异.该研究经分子和生物测定,结果一致,抗虫性较高的无性系其Bt毒蛋白表达含量也高,说明两种方法可以相互代替,取长补短.

目录

文摘

英文文摘

致谢

第一部分文献综述

一、林木基因工程研究

二、转抗虫基因工程研究

1.蛋白酶抑制剂基因

2.苏云金芽孢杆菌杀虫蛋白(Bt)基因

3.蛋白酶抑制剂基因和Bt基因的比较

三、转基因植物的时空表达

1.外界环境条件与外源基因表达

2.生长发育与外源基因表达

3.外源基因整合

4.外源基因表达稳定性

5.转基因植物中外源基因的沉默

6.共抑制

四、转基因树木环境释放的安全性

1.进入自然环境的基因工程树

2.基因工程树的生态危险

3.防止基因工程树对环境污染的对策

下篇研究报告

第一章大田试验转基因杨树的分子检测

一.PCR检测

二.ELISA分析

第二章转基因杨树的抗虫性测定

1.实验材料

2.实验方法

3.结果与分析

3结论与讨论

第三部分结论与展望

参考文献