1. 研究目的与意义
杨树具有生长快、成材早、产量高、易于更新的特点,是世界中纬度平原地区栽培面积最大、林材产量最高的速生用材树种之一。杨树可以通过有性和无性繁殖的方式,进行育苗造林。在自然状态下,杨树的生殖特点在不同种和不同生态系统中存在差异。在平原生态系统中杨树不仅可以通过种子繁殖,还可通过枝条,树桩或树根进行无性繁殖;在丘陵地区生态系统中,杨树可以通过种子繁殖和萌芽更新来完成,杨树一般在6-10年到达成熟年龄,开始开花结实。
外源基因导入杨树较为容易,在适当浓度的植物激素和维生素作用下,叶片、幼茎和叶柄等外植体都可以再生并整合外源基因,最后形成转基因植株。然而,相对于草本植物,杨树生长周期长,成熟慢,利用杨树基因工程研究杨树基因功能时受到很大程度限制。因此选用分类地位接近、基因组结构和生长发育特征相似但成熟周期短的柳树来研究杨树是一个非常有效的途径。农杆菌介导花序浸染法、花粉管通道法进行拟南芥、黄瓜和大豆转化,表明农杆菌可以直接通过生殖细胞导入外源基因。本课题根据柳树花序开花特点,拟通过农杆菌介导柳树花序侵染法转化基因,试图开辟一条新的柳树转基因方法。
2. 国内外研究现状分析
植物转基因方法有很多,如基因枪法、农杆菌介导法、PEG法、超声波法、硅化纤维法、脂质体介导法、激光转化法、花粉管通道法等。其中应用较广泛的为农杆菌介导法和基因枪法,而花粉管通道法具有独具匠心的优势,被众多研究实验采用。
木本植物与人类的生活密切相关,它可以为人们提供食物、能源和材耗。长期以来,木本植物的改良主要是通过杂交育种的方式进行,但木本植物所特有的许多生物学特性,如较长的生长周期和童期、复杂的生殖方式、高度杂合性等,使得应用常规育种方法受到了极大限制。植物基因工程的主要目的就是将能满足人们某种需要的目的基因转入植株中,从而达到改良物种的目的。现在已经有很多目的基因被应用到木本植物中,主要集中在提高抗性、调节生长发育和改良品种三个方面。杨树被公认为木本植物的模式物种,但相对于草本植物,杨树生长周期长,成熟慢,利用杨树基因工程研究杨树基因功能时受到很大程度限制。因此选用分类地位接近、基因组结构和生长发育特征相似但成熟周期短的柳树来研究杨树是一个非常有效的途径。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容:利用含有报告基因的农杆菌直接侵染柳树刚受精花序,收集种子,筛选转基因阳性植株,为研究杨树柳树基因功能提供平台。
计划:2016.12-2017.01.15:查文献,写文献综述,开题报告,以及实验方案设计。
2017.02.18-2017.05:进行相关实验,记录并总结分析。
4. 研究创新点
通过农杆菌介导再生簸箕柳转化体系目前几乎没有成功例子。如何另辟蹊径转化柳树是目前柳树基因工程的创新与特色
