【目的】客观评估7年生转BpCCR1白桦在3个试验地点的生长适应性与稳定性，筛选优良转基因株系，为环境释放及生产性试验提供指导。【方法】以21个转BpCCR1白桦株系及1个野生型白桦株系（WT）为研究对象，测定其在帽儿山、石道河林场、生态实验林场3个试验地点的树高、胸径及材积生长，用AMMI模型分析参试株系与环境的互作效应、遗传稳定性和生长适应性。【结果】方差分析结果显示：树高生长在株系间、地点间以及株系与地点的交互作用上的差异达到极显著水平（P <0.01）。以各试验点参试株系单株材积均值加上标准差为优良转基因株系选择标准，分别选择出各造林地点的最优株系。帽儿山试验点的入选优良株系是FC18、FC29和FC40，材积分别高于群体均值的72.99%、51.28%和64.39%；石道河林场的入选优良株系是FC7和FC33，材积分别高于群体均值的73.98%和81.51%；生态实验林场的入选优良株系是FC28和FC29，分别高于群体均值的69.89%和73.57%。采用AMMI模型对参试株系的树高性状进行稳定性评价，在帽儿山实验林场和生态实验林场生长稳定性较好的株系是：WT、FC11、FC16、FC19、FC28、FC29、FC30、FC31、C4；在石道河林场生长稳定性好的株系是：FC2、FC7、FC13、FC14、FC18、FC27、FC33、FC40、FC41、C6、C10、C17、C19。根据第一主成分分量IPC1及相对稳定性参数Dg值，对22个参试株系进行稳定性评价，结果显示：FC14、FC29、C19、FC27、FC41、WT、FC13、C4、C10、C6、FC16、FC7、FC28、FC40、C17、FC31、FC18属于高产稳产型株系；FC2、FC11、FC19、FC33属于高产非稳产型株系；FC30属于低产稳产型株系。【结论】转BpCCR1正义链及转反义链均能促进白桦树高生长，根据生长性状，选出17个株系作为在帽儿山林场、石道河林场及生态实验林场生长适应性好的高产株系。

【目的】肉桂酰辅酶还原酶(Cinnamoyl-CoA Reductase,CCR)是催化木质素合成特异途径中的第一个限速酶。通过测定转基因株系和野生型株系(WT)的木质素和单体含量,探究转BpCCR1基因正义链和反义链对白桦木质素含量的影响,进而筛选出转基因优良株系。【方法】以获得的7年生白桦转BpCCR1正、反义链株系为试验材料,采用PCR及qRTPCR技术分别对目标基因的稳定性及表达量进行检测,采用改进的Klason法及液相色谱法分别对木质素含量及单体含量进行测定,采用硝酸-氯酸钾法和排水法分别对木纤维长和宽及基本密度进行测定,并调查树高及胸径,以此来分析转BpCCR1正、反义链对白桦上述性状的影响。【结果】PCR检测表明,5个转正义链株系及14个转反义链株系的目标基因均为阳性;qRT-PCR分析显示,BpCCR1基因不但在转正义链株系中上调表达,而且在转反义链株系中也呈上调表达。转正、反义链白桦株系木质素含量均增加,其中10个转反义链株系的Klason木质素和总木质素含量均值较野生型株系(WT)分别提高了7.46%和7.05%,木质素含量最高的FCR11株系较WT株系分别提高了12.26%和11.81%;转基因株系基本密度虽然有一定的变化,但无明显规律。转正义链株系的木纤维宽明显变小,5个株系均值较WT减少8.82%;而转反义链株系的木纤维长受到明显抑制,有11个株系与WT的差异达到了显著性水平(P <0.05),其平均材积生长量较WT提高77.1%。采用主成分分析法选择FCR2、FCR27和FCR33株系为优良株系。【结论】转BpCCR1正义链及反义链均提高白桦木质素含量,综合树高、胸径等6个性状筛选出3个优良转基因株系。

【目的】植物生长素酰胺合成酶基因家族(GH3s)为典型的植物生长素初级/早期响应基因,多数家族基因可通过调节植物体内游离IAA的浓度实现对生长发育的调控。故此,采用基因工程育种技术将BpGH3.5正义链、反义链导入白桦基因组中,预期获得速生转基因白桦新品种。【方法】以7年生白桦转BpGH3.5基因的54个正、反义链株系及对照(WT)株系为研究对象,测定树高、胸径及材积等生长指标,采用PCR及qRT-PCR技术分别检测转正、反义链各5个株系目标基因的遗传稳定性及相对表达量,同时采用ELISA技术测定游离IAA含量。【结果】PCR扩增显示,转基因株系中的nptⅡ外源基因均为阳性;qRT-PCR分析显示,5个转正义链株系中BpGH3.5基因表达量均显著高于WT株系,相反,5个转反义链株系中内源BpGH3.5基因表达量均显著下调,即BpGH3.5反义链导入白桦基因组后干扰了白桦BpGH3.5基因的表达。内源游离IAA含量测定显示,转BpGH3.5正义链株系的IAA含量低于或显著低于WT株系,5个转反义链株系均显著高于WT株系(P <0.01),在树高、胸径及材积生长指标高于群体均值的转基因株系中,转反义链株系占80%以上,认为BpGH3.5反义链导入白桦基因组中通过抑制BpGH3.5基因的表达,削弱IAA氨基酸化的能力,进而释放更多游离IAA从而促进白桦的生长。采用主成分分析法,选出10个速生的转反义链株系,这些株系的树高、胸径及材积均值较群体均值分别高8.55%、19.28%、50.42%,材积的平均遗传增益为36.3%。上述入选株系为后续转BpGH3.5白桦的环境释放提供参考。【结论】BpGH3.5反义链导入白桦基因组中,能够抑制BpGH3.5基因的表达,同时释放更多游离IAA而促进白桦的生长,采用主成分分析法,选出10个优良株系。

在前期获得13个小黑杨转胆碱脱氢酶基因(betA)株系的基础上,选择9个生长正常的转基因株系与非转基因对照,用0、100、140、170、200mmol·L-15种浓度的NaCl处理盆栽苗木,分2、7、12、17、22d取处理材料叶片,测定转基因株系叶片中外源基因的最终合成产物———甜菜碱含量。盐处理60d后,测定苗木高度及转基因株系的盐害指数。结果表明,转基因株系与对照间的甜菜碱含量差异达到极显著水平,9个转基因株系的甜菜碱平均含量超过对照的27.1%;转基因株系的平均盐害指数较对照低15.8%;转基因株系的平均高度超过对照44.1%。综合转基因株系的生长速度,兼顾其耐盐性,初步选择转基因株...

林木子代家系的多点试验是研究其适应性及稳定性的重要环节。以6个白桦Betula platyphylla三倍体家系、4个二倍体家系为材料,分别在尚志、辉南、凌海、丹东等4个试验点营造子代测定林,对3年生树高和地径等性状进行多地点联合分析。结果表明:树高在各试验点均达到差异显著水平(P<0.01);地径仅在丹东、凌海试验点各家系达到显著水平(P<0.05)。尚志试验点最优三倍体家系为314和319;辉南试验点为318和320;凌海试验点为314,316和320;丹东试验点为316,318和319。采用生产力指数法及基因型分组法将参试家系分为3种类型,即高产非稳产型家系,包括202,314和320;...

对 5个地点 1 3个桤木种源 ,6年生试验林的生长性状作了方差分析及G×E互作分析 ,证实树高、材积在种源间差异极显著 (F =7 93 和F =4 83 ) ,种源内家系间差异不显著 ,种源×环境的互作显著(F =2 70 和F =2 2 1 )。用bi 和s2 di,Wrick生态价和AMMI模型 3种方法对遗传稳定性和生长适应性作了评价 ,AMMI分析与生态价方法的评价结果较一致。 6年生和 1 4年生的树高生长相关显著 (r =0 75 80 ) ,表明桤木早期选择的可靠性。树高、胸径和材积的种源遗传力及其标准误分别为 0 8738± ...

【目的】查耳酮合成酶(CHS)是黄酮类化合物生物合成途径中的关键酶,其高表达可以促进黄酮类化合物积累,增强植物抵抗盐碱、干旱等非生物胁迫的能力,开展转BpCHS3白桦耐盐性分析,为阐明该基因的功能提供参考。【方法】以前期获得的转BpCHS3白桦为试材,进行转基因白桦qRT-PCR及Northern Blot检测,同时测定了叶片中花青素质量分数。NaCl胁迫处理下,分别测定转BpCHS3白桦的盐害指数、叶绿素荧光参数及光合参数。采用qRT-PCR技术,测定转基因株系的类黄酮代谢途径中CHS下游5个关键酶基因以及BpCHS家族成员相对表达量。【结果】qRT-PCR及Northern Blot检测显示,导入的目标基因BpCHS3在mRNA水平能够表达。转基因白桦组培生根苗在0.3%NaCl胁迫第25天,对照(WT)株系盐害指数高达83%,而转基因白桦平均盐害指数仅为39%;白桦转基因盆栽苗在0.4%NaCl胁迫后,叶绿素荧光参数及光合参数测定显示,NaCl胁迫第9天多数转基因株系最大光化学效率(F_v/F_m)仍为正常值,而WT株系降至0.66,胁迫第9天时实际光化学效率(Φ_(PSII))和光化学猝灭系数(qP)呈下降趋势,但WT株系的降幅高于转基因株系;NaCl胁迫6 d时,5个转基因株系的净光合速率(P_n)平均值仍高于WT的43.47%。认为盐胁迫下BpCHS3基因在白桦中的过量表达能够维持其较高的光电子传递活性,提高PSⅡ反应中心原初光能转换效率,同时也能维持较高的净光合效率。分别以转BpCHS3白桦cDNA为模板qRT-PCR分析显示,相对WT株系CHS下游的5个关键酶基因在转基因株系中均呈不同程度的上调表达,BpCHS家族成员中只有BpCHS3表达量显著上调,而BpCHS1和BpCHS2均呈下调表达或与WT株系差异不显著。BpCHS3过表达株系花青素质量分数分析发现,转基因白桦叶片中花青素质量分数均显著低于WT株系,推测BpCHS3的过量表达,对另外2个CHS家族成员产生共抑制,且影响花青素的合成。【结论】转BpCHS3白桦的耐盐性提高,与花青素质量分数多少无关,BpCHS3的过表达可能促进其他黄酮类化合物的积累,从而增强白桦的耐盐能力。

针对白桦种子园半同胞家系开展多点造林试验,不仅能够选择出性状优良的家系,而且也能加快种子园的改良进程。本文以白桦初级种子园中53个半同胞家系为对象,分别在朗乡、帽儿山、吉林等3个试验点营造试验林,对12年生试验林各家系的树高、胸径和单株材积等性状进行多地点联合分析。单株材积及树高生长量在地点间和家系间以及地点与家系的交互作用上均表现为差异极显著(P<0.01),胸径生长量在家系间和地点间也表现为差异极显著(P<0.01)。根据多重比较的结果分别在各试验点进行了优良家系的初选,同时,采用BLUP模型对多地点

【目的】TCP家族基因是植物特有的一类转录因子，广泛参与了植物的各类生命进程，起到至关重要的调控作用。白桦BpTCP10基因是属于TCP家族的一个重要基因，探究BpTCP10基因在白桦生长发育及非生物胁迫过程中的作用，能为揭示该基因的功能、培育白桦耐盐良种提供理论依据。【方法】以白桦为试材，在克隆BpTCP10基因的基础上，对其进行生物信息学分析和启动子元件分析，研究该基因的时空表达特性，同时使用CRES-T技术构建植物抑制表达载体，通过农杆菌介导法获得抑制表达转基因白桦株系，对转基因株系进行形态学分析，采取小叶盘法，在进行NaCl胁迫后，测定胁迫处理各时间点转基因株系的超氧化物歧化酶及过氧化氢含量，并进行DAB及NBT染色，分析其耐盐性。【结果】白桦BpTCP10基因含有高度保守的b HLH结构域，属于TCP家族基因中的PCF亚类，与拟南芥AtTCP11基因有一定的亲缘关系，而且BpTCP10基因的启动子上有多个胁迫响应元件。qRT-PCR结果显示，BpTCP10基因在叶片、茎节、顶芽、雄花序及雌花序中均有不同程度的表达；并且该基因参与Na Cl等非生物胁迫及ABA和JA的应答。成功获得6个抑制表达白桦株系；对转基因株系进行NaCl处理后，DAB和NBT染色及超氧化物歧化酶和过氧化氢含量测定结果均表明，转基因株系表现为盐敏感。【结论】白桦BpTCP10基因可能参与白桦茎节的发育及非生物胁迫响应过程。

本文以１０个白桦杂种子代家系为材料，分别在辉南、凌海、丹东等３个试验点营造子代测定林，对５年生白桦树高和胸径等性状进行多地点联合分析。结果表明：树高性状在各地点间和各家系间以及家系与地点的交互作用上均达到差异显著水平（Ｐ＜０．０５）；胸径仅在地点间达到显著水平（Ｐ＜０．０５）。辉南试验点生长较好的有２０１、２０３、２０４、３１６、３１８等家系；凌海试验点生长较好的有２０１、２０２、３１４、３１６、３１８、３１９等家系；丹东试验点生长较好的有２０２、３１５、３１８、３１９等家系。采用ＡＭＭＩ模型对参试家系的树高性状进行稳定性评价，结果显示：２０３、２０４、３１８、３１９、３１６属于高产稳产型家系．．．

本文以３株野生型白桦为母本、３株３５Ｓ∷Ｂｐ Ａｐ１转基因白桦及１株野生型白桦为父本进行杂交，调查杂种子代的生长发育、开花结实特性，分析外源Ａｐ１基因在Ｔ１代白桦中的遗传稳定性及分离规律。结果表明：Ｂｐ Ａｐ１基因的插入对转基因植株的花粉活力略有影响，Ｂｐ Ａｐ１基因可遗传给Ｔ１代的部分个体，遗传比例在３６％～５８％之间，经χ２检验，Ｂｐ Ａｐ１基因的分离比符合孟德尔分离定律；遗传了Ｂｐ Ａｐ１基因的白桦子代与父本一样仍然呈现出提前开花结实、明显矮化的特点，其１年生和２年生的高生长仅为野生型白桦杂种子代的４４．１９％和１８．９２％；Ｔ１代白桦存在２种完全不同的表型，据此能够简便快捷地判断出杂种．．．

【目的】GRAS家族是植物特有的具有高度保守羧基末端的转录因子家族,已有研究表明GRAS转录因子是植物胁迫反应中关键的转录调节因子之一。本研究拟对白桦中GRAS转录因子基因BpPAT1基因是否具有耐盐能力进行分析,为阐明白桦GRAS转录因子响应盐胁迫的分子调控机制奠定基础,进一步丰富木本植物GRAS转录因子响应逆境胁迫分子机制的研究。【方法】从盐胁迫白桦转录组数据中筛选并获得了1条GRAS转录因子基因,将其命名为BpPAT1。利用蛋白多序列比对及系统进化树来分析BpPAT1与其他GRAS家族蛋白的亲缘关系。利用实时荧光定量PCR(qRTPCR)技术分析盐胁迫及非胁迫条件下白桦根、茎和叶组织中BpPAT1的表达模式,初步鉴定其是否响应盐胁迫。为了进一步分析BpPAT1的抗逆功能,构建其植物过表达载体(pROKII-BpPAT1)与抑制表达载体(pFGC5941-BpPAT1),利用农杆菌介导的高效瞬时遗传转化体系,获得BpPAT1基因瞬时过表达、抑制表达及对照白桦植株。在盐胁迫下分别对BpPAT1瞬时表达及对照植株的耐盐相关生理指标进行测定,鉴定BpPAT1是否能调控白桦的耐盐能力。【结果】多序列比对及系统进化树分析结果表明BpPAT1蛋白具有GRAS家族的序列特征,且与拟南芥中AtPAT1蛋白的亲缘关系较近。qRT-PCR结果表明:在盐胁迫6 h后,BpPAT1在白桦植株中的表达量显著上升(P <0.05),同时增加了白桦组织中的脯氨酸含量,降低了电解质渗透率及丙二醛含量。【结论】白桦BpPAT1基因能响应盐胁迫,过表达BpPAT1显著增加了白桦POD、SOD酶活性和脯氨酸含量,降低了电解质渗透率及丙二醛含量,进而提高了ROS清除能力,有效增强了白桦的耐盐能力。

开展种子园全同胞家系造林试验不仅能够选择出优良杂交亲本和杂交组合,而且也能加快种子园的改良进程。本文以白桦种子园中产种母树为试材,按测交系交配设计进行控制杂交,共获得20个杂交组合,在帽儿山试验点营造试验林,对6年生试验林各组合的树高、胸径和材积等性状进行调查分析。树高、胸径和材积生长量在不同母本子代间和不同杂交组合间均表现极显著的差异(P<0.01),胸径与材积性状在不同父本子代间也表现显著的差异(P<0.05)。根据多重比较结果分别进行了优良父本和优良母本的初选,同时,采用多目标决策法对参试的杂交组合

开展林木优良无性系选择,充分利用基因的加性效应和非加性效应,以获得最大遗传增益和经济效益为良种的选育目标。本研究针对白桦优良杂种子代的优良个体,通过组培扩繁技术建立了37个无性系,连续2个年度测定其苗高、地径、侧枝数、叶面积及节间距等性状,并进行差异显著性分析,利用隶属函数法结合主成分分析赋予各性状权重值,对各无性系进行综合评价。结果表明:无性系间的苗高、地径、侧枝数、叶面积及节间距等性状差异均达到极显著水平(P<0.01);相关分析发现,凡是高生长量大的无性系,其地径粗、侧枝数量多、节间距长,但平均单个

以6个地点栽培的11个转TaLEA基因小黑杨株系及1个对照株系为材料,对2年生株系的树高和地径进行调查分析。方差分析结果表明:树高、地径在不同地点间、不同株系间的差异达极显著水平(P<0.01),株系×地点间的交互作用达显著水平(P<0.05);不同地点12个小黑杨转基因株系2年生树高平均值变化范围为128～235cm,地径变化范围为13～24mm;不同地点参试株系树高和地径变异系数变化范围分别为19.84%～33.38%和24.21%～49.16%;重复力变化范围为0.497～0.952,表明相同地点不同株系树高和地径差异较大,但差异主要由遗传因素控制,有利于株系选择。采用Tai模型对各株系...