硝酸还原酶(NADH:NR E.C.1.6.6.1,以下简称NR)是植物体内硝酸盐同化过程中的关键酶。在植物氮素代谢中起着重要作用,它对植物的生长发育有重要的影响。NR的酶量及活力控制着硝态氮转化的速率,不同生长速率类型的树木,NR活力表现不同,速生类型的NR活力要大于生长慢的类型[3,4]。NR可望成为早期鉴定的指标[1]。林木一般多栽培于山地,立地条件难以做到均一,必然使得各个个体植株的NR活力产生差异。为了正确评价NR活力在不同生长速率类型间的差异(即:在大田条件下,不同生长速率类型无性系植株所表现出的NR活力差异,是本身的特性还是由外界环境,特别是土壤肥力条件所造成。),除了在测定技术上增加诱导处理措施可以克服环境差异外[6],本文主要研究氮素水平对不同生长速率类型的杉木NR活力的影响,为大田鉴定指标化提供依据。

本文通过培养基中三个主要营养元素氮、磷、钾对若干种木本植物(如杉木、北美红杉等)离体培养繁殖影响的研究,提出了较适合于这些木本植物离体培养的改良MS基本培养基(其中大量元素氮、磷、钾水平修改为:NH4NO3 850mg/L,KNO3 2000mg/L,KH2LO4 100mg/L)。在此基础上,讨论了工厂化组培繁殖木本植物特别是一些常规繁殖困难的林木树种的可能性,以及提高组培生产率和降低生产成本的有效措施。

本文设计了有不同浓度氯化钙(CaCl22H2O)、硫酸镁(MgSO47H2O)处理的培养基,对杉木离体培养体的嫩梢增殖及其对钙、镁吸收量的影响,以及培养基中钙、镁残留量状况的试验,从中筛选出适合于杉木大批量组培繁殖的钙、镁盐浓度水平。建议采用的浓度为:氯化钙400mg/L,硫酸镁400mg/L。此外,试验结果还显示:对杉木离体培养来说,钙盐的效应高于镁盐的效应,高浓度钙盐对形成愈伤组织有利,对芽的分化不利。

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。

以转Bt基因南林895杨株系B1、B4、B17、B21扦插苗为试验材料,分析其在室内和野外自然条件下对靶标害虫杨小舟蛾幼虫的抗虫性。结果表明:转Bt基因杨树4个株系均有一定的杀虫活性,其中株系B21对杨小舟蛾1龄幼虫12 d校正死亡率高达95.3%;虫试表明转Bt基因杨树各株系扦植苗在野外自然条件下的12 d幼虫校正死亡率8月份为35.0%~88.8%,9月份为40.5%~95.3%。用转Bt基因杨树叶片饲养杨小舟蛾,对照植株杨小舟蛾幼虫化蛹率为83.3%~96.0%,而转Bt基因株系幼虫化蛹率为8.0%~76.7%,二者有显著差异。转Bt基因杨树对杨小舟蛾幼虫的生长发育有抑制作用,饲喂8 d后害虫取食量、体质量增长速率显著低于对照。此外,为了解转Bt基因杨树对土壤微生物的影响,对转Bt基因杨树株系及对照进行了根际土壤微生物可培养类群的分析,初步结果显示:转Bt基因杨树根际土壤微生物中细菌、真菌、放线菌的数量与对照比较无显著差异。

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1 902 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。

[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Kmr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.

通过对西蒙得木〔Simmondsia chinensis(Link)〕组织培养大批量繁殖技术的研究,探索基本培养基、生长调节物质及蔗糖含量等对嫩梢增殖及生根的影响,结果表明:采用春季生长的1年生实生苗以及6年生高产的优株茎节作外植体,培养于含有ZT 1～3 mg/L或BA 1～3mg/L和NAA 0.01～0.1 mg/L的MS培养基中,经30～40天,几乎所有腋芽均能长成嫩梢,切取长达4～6 cm的嫩梢,培养于含有NAA的1/2MS培养基中,经1周暗培养,1个月后生根率达93%,小植株移栽