外源基因在轉(zhuǎn)基因楊樹世代傳遞間遺傳及表達規(guī)律研究.pdf

1、本試驗選用具有不同抗蟲性的轉(zhuǎn)雙抗蟲基因(Bt和AP1)741楊株系為母本，用具有優(yōu)良特性的白楊無性系84K楊為父本，進行有性雜交，獲得雜種后代家系。以不同雜種家系為材料，對外源基因(標記基因NptⅡ和BtCry1Ac基因)的遺傳和表達及外源基因間的相互關系進行研究。探索外源基因遺傳和表達的規(guī)律性與穩(wěn)定性，外源基因間在遺傳和表達上的相互關系，為轉(zhuǎn)基因楊樹的利用和雜交育種提供理論依據(jù)和原始材料。取得的進展如下： 1.通過對741楊和

2、毛白楊成齡大樹進行5a結(jié)實性研究結(jié)果表明：741楊果穗長度、果穗粗度、果穗數(shù)量、每個果穗蒴果數(shù)均顯著低于毛白楊的。毛白楊果穗在成熟開裂前5-10﹪脫落，而741楊70-90﹪脫落，因此741楊不會造成明顯的飛絮現(xiàn)象，且減少了外源基因飄移的可能性。 轉(zhuǎn)基因741楊較難獲得種子，其原因主要是雜種胚發(fā)育到3周以后停止發(fā)育并消失，導致果穗結(jié)實率低，且大部分果穗成熟前脫落。因此采用胚挽救是克服雜交不育的一種有效的方法。通過試驗確定較適雜種

3、苗幼胚培養(yǎng)的培養(yǎng)基為MS+6-BA0.1mg/L。 2.試驗研究發(fā)現(xiàn)楊樹抗性芽在含50mg/LKan生根培養(yǎng)基中生根是很好的篩選過程，一般通過嫩莖小植株在50mg/LKan生根狀況，即可初步斷定雜交后代中是否含有新霉素磷酸轉(zhuǎn)移酶基因NptⅡ。5個雜交組合產(chǎn)生的后代中選取41個生長勢較好的雜種單株進行了Kan生根篩選，試驗結(jié)果表明：所選41個單株不符合一對等位基因的孟德爾分離規(guī)律；同理在雜交組合PB1×84K中產(chǎn)生的后代中，符合一

4、對等位基因的孟德爾分離規(guī)律；在PB6×84K中產(chǎn)生的后代中，不符合一對等位基因的孟德爾分離規(guī)律，由于其余3個雜交組合群體較小沒有進一步驗證。由于本試驗總的群體較小，試驗的準確性有待進一步驗證。 3.本試驗以轉(zhuǎn)雙抗蟲基因741楊的5個株系為母本，未轉(zhuǎn)基因的84K為父本，雜交F1代獲得的73個單株為研究對象，利用PCR技術(shù)檢測分析了BtCryⅠAc和NptⅡ基因的表達及遺傳。結(jié)果表明：檢測的雜交F1代單株中，外源基因BtCryⅠAc

5、分離比例為1.70∶1，經(jīng)X2測驗不符合一對等位基因的孟德爾分離規(guī)律；在轉(zhuǎn)基因株系PB1雜交F1代中分離比例為1∶1，經(jīng)X2測驗符合一對等位基因的孟德爾分離規(guī)律；在轉(zhuǎn)基因株系PB6雜交F1代中分離比例為2.43∶1，經(jīng)X2測驗不符合一對等位基因的孟德爾分離規(guī)律。 同理，研究NptⅡ基因的分離，雜交F1代73個單株中外源基因NptⅡ分離比例為1.92∶1，經(jīng)X2測驗不符合一對等位基因的孟德爾分離規(guī)律；在轉(zhuǎn)基因株系PB1雜交F1代中

6、分離比例為1∶1，經(jīng)X2測驗符合一對等位基因的孟德爾分離規(guī)律；在轉(zhuǎn)基因株系PB6雜交F1代中分離比例為3.8∶1，經(jīng)X2測驗不符合一對等位基因的孟德爾分離規(guī)律。兩個外源基因在PB6×84K雜交F1代不符合1∶1的分離規(guī)律，接近3∶1的分離，經(jīng)X2測驗符合3∶1的分離。 轉(zhuǎn)Bt基因楊樹中T-DNA上嵌合了新霉素磷酸轉(zhuǎn)移酶基因(NptⅡ)，但是在雜交后代中發(fā)生分離，交換率為2.7﹪。 本研究為轉(zhuǎn)基因楊樹的遺傳改良方面的應用提