1. 研究目的与意义
本研究以转高光效基因PEPC南林895杨为材料,以PMI基因(manA)作为选择标记基因研究外源Bt基因导入的技术体系,建立杨树转多基因的技术平台,为杨树的遗传改良、基因功能研究等奠定基础,并为今后在其它林木种类转基因研究中利用这一生物安全的选择标记系统提供依据。
2. 国内外研究现状分析
从1966年澳大利亚学者Hatch-Slack发现C4光合途径开始,作物生理和育种学家就试图用C4光合途径改造C3作物,以提高主要农作物如稻、麦和大豆等光合生产力。
90年代,由于分子生物学的应用,Matsuoka等比较了C4植物和C3植物磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)的基因构造和核苷酸序列,看到两者具有很大的相似性,这启示了通过基因工程提高C3植物光合效率的可能性。
2003年,中国科学院张方等人(2003)报道了高粱的C4型PEPC基因也可在水稻中实现有效的表达。
2004年,北京市农林科学院陈绪清等(2004)又成功地将玉米C4型PEPC基因在小麦中实现有效表达。
何立斌等(2005)用江苏农科院遗传生理研究所焦德茂先生提供的转PEPC基因水稻为材料,就转玉米PEPC基因水稻的几个关键生长时期的光合特性做了研究,进一步揭示控制C4植物光合作用的关键酶PEPC基因在导入C3植物水稻后的光合生理特性变化。
3. 研究的基本内容与计划
1对转pepc基因杨树的光合生理特性、光合速率、光合作用相关酶活性、生物量等方面进行研究观察。
2 研究转基因杨树的pcr检测以及生长特性:本实验以南林895杨为受体材料,采用农杆菌介导法,开展了杨树转c4植物光合作用关键基因pepc的研究,采用tiangen试剂盒,提取少量的dna,进行pcr检测。
3转基因杨树的叶片内光合酶活性的研究,测定方法:分别按照魏锦城等(1994)和 kung等(1999)方法测定pepc活性:hatch和slack(1975)方法测定ppdk的活性;李斌等的发放测定nadp-mdh的活性;陈景治等的发放测定nadp-me活性。每个酶活数值测定5次,取平均值。
4. 研究创新点
随着杨树种植面积的逐年增加,由于树种单一、生物多样性降低,导致杨树病虫害的发
生非常普遍,特别是杨舟蛾类、杨黄卷叶螟、杨白潜蛾等食叶害虫。根据杨树食叶害虫发生的特点,采取了多种切实可行的防治措施,收到了良好的效果,保障了杨树的健康生长,促进了杨树产业的持续、稳定发展,生态效益和社会效益更加明显。
