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文檔簡介
1、楊樹(Populus spp.)是全球重要的栽培樹種,在我國的林業(yè)生產(chǎn)中也發(fā)揮著重要作用。轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)在楊樹遺傳育種領(lǐng)域的應(yīng)用,大大加速了楊樹優(yōu)良新品種的選育過程,目前國內(nèi)外已獲得了抗蟲、耐鹽、改良木材品質(zhì)等多方面性狀改良的轉(zhuǎn)基因楊樹,顯示出廣闊的應(yīng)用前景。在我國,轉(zhuǎn)抗蟲基因歐洲黑楊(P. nigra)、轉(zhuǎn)雙抗蟲基因741楊等轉(zhuǎn)基因楊樹新品種已通過商品化許可。隨著轉(zhuǎn)基因林木的快速發(fā)展,由外源基因可能引起的轉(zhuǎn)基因生態(tài)安全性問題也逐漸引起
2、人們的關(guān)注。因此,對轉(zhuǎn)基因林木進行生態(tài)安全性評價在理論研究和生產(chǎn)應(yīng)用中都具有重要意義。但目前,轉(zhuǎn)基因生態(tài)安全性評價研究的焦點多集中于作物,林業(yè)中相關(guān)研究還很少,而對轉(zhuǎn)多個基因楊樹的安全性評價研究更是尚未見報道。本研究利用基因槍轉(zhuǎn)化法獲得的轉(zhuǎn)多基因庫安托楊(P.× euramericana‘Guariento’)和轉(zhuǎn)基因銀腺雜種楊(P. alba× P. glandulosa)為材料,從抗生素標記基因 NPTII蛋白表達量、目的基因的穩(wěn)定
3、性、轉(zhuǎn)基因楊樹基本生長情況、外源基因的水平轉(zhuǎn)移、外源基因?qū)δ繕死ハx、非目標昆蟲和天敵種群結(jié)構(gòu)和數(shù)量的影響以及外源基因?qū)ν寥牢⑸锷鷳B(tài)系統(tǒng)的影響這6個方面對以上2種轉(zhuǎn)基因楊樹幼齡林的生態(tài)安全性進行了初步評價。主要研究結(jié)果如下:
1、轉(zhuǎn)基因楊樹標記基因NPTII蛋白表達量ELISA檢測。
選取溫室扦插苗(轉(zhuǎn)基因庫安托楊15個株系及一個非轉(zhuǎn)基因?qū)φ罩晗?,轉(zhuǎn)基因銀腺雜種楊18個株系及一個非轉(zhuǎn)基因?qū)φ罩晗担ζ渲械目股貥擞浕?/p>
4、因NPTII蛋白表達量進行ELISA檢測。結(jié)果表明,含有不同數(shù)量外源基因的轉(zhuǎn)基因株系間NPTII基因的蛋白表達量并無明顯區(qū)別,其中庫安托楊目的基因數(shù)分別為1、2、3、5(未檢測出含有4個目的基因的株系)的轉(zhuǎn)基因株系中NPTII基因的蛋白表達量分別為27.47、19.00、19.69、16.72(ng/g鮮葉重)。銀腺雜種楊目的基因數(shù)分別為1、2、3、4、5的轉(zhuǎn)基因株系中NPTII基因的蛋白表達量分別為2.44、3.51、3.82、7.5
5、4、5.60(ng/g鮮葉重)。因此轉(zhuǎn)基因庫安托楊和銀腺雜種楊中 NPTII基因的蛋白表達量未表現(xiàn)出隨外源基因數(shù)量的增加而增加的趨勢。
2、轉(zhuǎn)基因楊樹外源基因穩(wěn)定性檢測。
對中間試驗2年生庫安托楊3個轉(zhuǎn)基因株系及銀腺雜種楊3個轉(zhuǎn)基因株系的目的基因進行 PCR檢測,電泳結(jié)果表明,所有轉(zhuǎn)基因株系中均檢測出目的基因 PCR產(chǎn)物,而對照株系則無,證明目的基因仍穩(wěn)定存在于轉(zhuǎn)基因楊樹的基因組中,可進一步進行生態(tài)安全性評價研究。<
6、br> 3、轉(zhuǎn)基因楊樹基本生長情況調(diào)查。
通過對2年生8個株系共800株轉(zhuǎn)多基因庫安托楊及其非轉(zhuǎn)基因?qū)φ?、轉(zhuǎn)基因銀腺雜種楊及其非轉(zhuǎn)基因?qū)φ者M行了高生長、徑生長和死亡率的調(diào)查分析,發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因株系中在調(diào)查的各項指標中既有高于非轉(zhuǎn)基因株系的,也有低于非轉(zhuǎn)基因株系的,但是轉(zhuǎn)基因銀腺雜種楊各株系的平均徑生長要高于非轉(zhuǎn)基因株系,但是差異不顯著,從而判斷本試驗地內(nèi)并不是所有的轉(zhuǎn)基因楊樹都獲得了比非轉(zhuǎn)基因?qū)φ諚顦涓鼜姷纳L能力。
7、4、轉(zhuǎn)基因楊樹外源基因水平轉(zhuǎn)移評價。
以試驗林內(nèi)轉(zhuǎn)基因楊樹根圈土壤微生物、昆蟲和周邊多種雜草基因組DNA為模板,對所有5種外源基因Vgb、SacB、BtCry3A、OC-1、JERF36和標記基因NPTII進行了PCR檢測,結(jié)果表明,所有參試樣品中均未能檢測出目的基因PCR產(chǎn)物,說明本試驗地中生長2年的轉(zhuǎn)多基因庫安托楊和轉(zhuǎn)基因銀腺雜種楊尚未發(fā)生外源基因向周邊其它生物水平轉(zhuǎn)移現(xiàn)象。
5、轉(zhuǎn)基因楊樹對目標、非目標昆蟲及天
8、敵數(shù)量的影響評價。
調(diào)查結(jié)果顯示,在庫安托楊林地內(nèi),轉(zhuǎn)多基因庫安托楊株系鞘翅目昆蟲數(shù)量總體上要低于非轉(zhuǎn)基因?qū)φ罩晗?,表現(xiàn)出了一定的抗蟲性,同時也發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)多基因庫安托楊7個株系之間的鞘翅目昆蟲發(fā)生量存在差異;轉(zhuǎn)多基因庫安托楊與非轉(zhuǎn)基因?qū)φ樟值貎?nèi)非目標昆蟲的種類和數(shù)量隨時間變化的趨勢基本相同;轉(zhuǎn)基因株系林內(nèi)捕食性天敵數(shù)量高于對照,表明抗性株系可能有利于它們的生存。在銀腺雜種楊林地內(nèi),轉(zhuǎn)基因株系C013-5鞘翅目和鱗翅目發(fā)生量低于對照
9、株系S13-0和轉(zhuǎn)單價抗蟲基因株系C13-5,說明轉(zhuǎn)雙價抗蟲基因的轉(zhuǎn)基因楊樹有良好的抗蟲效果;轉(zhuǎn)基因與非轉(zhuǎn)基因林地內(nèi)非目標昆蟲總數(shù)量變化趨勢相似,無明顯差異,轉(zhuǎn)基因株系內(nèi)天敵數(shù)量略高于對照。
6、轉(zhuǎn)基因楊樹對土壤微生物生態(tài)系統(tǒng)的影響評價。
以試驗林中轉(zhuǎn)基因楊樹及其非轉(zhuǎn)基因?qū)φ諚顦涔?個株系為材料,連續(xù)2年取其根圈土壤,采用稀釋平板法對土樣中的細菌、真菌、放線菌進行分離培養(yǎng)并計數(shù)。試驗結(jié)果表明,試驗地內(nèi)三類土壤微生物數(shù)
10、量隨年份和月份表現(xiàn)出不同的增減趨勢。方差分析與多重比較結(jié)果顯示,庫安托楊株系間土壤微生物數(shù)量無顯著差異,而銀腺雜種楊的個別株系間土壤微生物數(shù)量存在顯著差異,但并未顯示出與外源基因的種類和數(shù)量有相關(guān)性。并且有些轉(zhuǎn)基因林地與非轉(zhuǎn)基因林地間的土壤微生物數(shù)量也存在顯著差異,但是否是由外源基因造成的影響還需要深入研究。同時對比不同年份的同一月份間三種土壤微生物數(shù)量,結(jié)果顯示,大部分株系間存在極顯著差異,但其變化無規(guī)律性,可能受自然條件影響所致,初
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