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毛白杨杂种外源基因稳定性及对土壤微生物的影响

魏冰

   毛白杨是我国特有的乡土树种,广泛应用于城市园林绿化,工业人工林和农田防护林建设。但当土壤的NaCl含量超过0.3%时便不能生长,这就严重限制了毛白杨的推广范围。为提高毛白杨的耐盐性,本实验室成功地将AhDREB1基因转化到三倍体毛白杨杂种(毛新杨×毛白杨)中,并进入限制性田间试验。由于转基因植物的环境释放存在很多潜在的生物安全风险,在其环境释放之前对转基因植物的生物安全性进行科学、全面的评估是十分必要的。 转基因植物中外源基因的稳定性、对土壤微生物种群数量的影响以及外源基因的水平转移,是评估转基因植物生态安全性的重要组成部分。本研究以种植于山东省东营市试验林达3年的转35S:AhDREB1基因三倍体毛白杨杂种(毛新杨×毛白杨)为材料,利用荧光定量PCR技术,定量分析了该转基因植株中外源基因的拷贝数和在不同组织器官中转录水平上的表达量,结果证明AhDREB1基因仍稳定整合在转基因植株基因组中,拷贝数在植株个体间也没有明显差异;AhDREB1基因在转基因植株的各组织器官中都有转录,并且在植株个体间和各组织器官间的转录量都没有明显差异。进一步进行表型分析,以转基因植株的茎段为外植体在不同NaCl浓度的培养基中培养,结果发现转基因植株的耐盐度明显高于非转基因植株,在NaCl浓度0.5%时仍能正常生长,在NaCl浓度0.5%-0.7%时也能生存,但生长迟缓。分子检测和表型分析的结果都证明田间试验3年后,外源基因AhDREB1仍稳定整合并能正常的功能表达,没有发生基因沉默。 采用平板稀释法对转基因与非转基因植株的根系土壤微生物进行种类和数量分析,结果表明转基因植株与非转基因植株间根系土壤中3大类微生物(细菌、放线菌和真菌)的数量存在细微差异,方差分析表明差异不显著,说明转基因植株尚未对土壤微生物的种类和数量造成显著影响。利用AhDREB1基因特异引物对土壤总DNA和筛选的卡那霉素抗性菌株DNA进行PCR扩增,均未检测到外源基因的扩增产物,表明该转基因植株中的外源基因尚未水平转移到土壤微生物中。 上述研究初步检测了转AhDREB1基因三倍体毛白杨杂种(毛新杨×毛白杨)田间试验后外源基因的稳定性和对土壤微生物种类和数量的影响以及外源基因的水平转移。在该转基因植株进入生殖生长产生花粉之前,评估其可能存在的其他生态安全风险,为今后该转基因植株大规模的环境释放和制定科学、安全的转基因林管理方案提供参考。……   
[关键词]:毛新杨×毛白杨;转基因植物;基因稳定性;土壤微生物;基因水平转移
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:北京林业大学2010年