轉(zhuǎn)基因楊樹生態(tài)安全性評價初步研究.pdf

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(biāo)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?biāo)昆蟲、非目標(biāo)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(biāo)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?biāo)記基

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铡⑥D(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(biāo)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(biāo)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(biāo)、非目標(biāo)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(biāo)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(biāo)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