多拷贝rol基因在杨树中表达差异分析-园林植物与观赏园艺专业论文.docx

摘 要 Ri 质粒上含有诱根基因即 rol 基因，将 Ri 质粒、单个或几个 rol 基因组合导入植 物体内均能提高植物的生根能力，但是某些植物在转入 rol 基因后往往会使植株表现 出一些的变异，如出现植株矮化、叶面皱缩、节间缩短、分枝能力增强等性状，对植 物的生长发育产生了很大的影响。为研究 rol 基因对植物造成的变异，本文以经 rolB、 rolC 基因再次转化的转 Ri 质粒的三倍体毛白杨为材料，以未转基因三倍体毛白杨及 转 Ri 质粒的三倍体毛白杨为对照，对试材各株系株系进行了形态、生长变化，GUS 组织化学染色检测，叶绿素含量、光和特性测定，以及内源激素含量变化方面的研究， 结果如下： 通过对转基因植株形态及生长变异的研究发现，大部分 rol 基因多拷贝株系在 MS0 培养基培养的组培苗生长旺盛，叶片皱缩但叶面积增加，茎分支能力增强，节 间距缩短，生根率及根数量显著增加。在不含激素的 MS0 培养基上，rol 基因多拷贝 株系高生长量均高于对照三倍体毛白杨，rolB 基因多拷贝株系中高生长量超过转 Ri 质粒对照的比例是 64%，此比例在 rolC 基因多拷贝株系中是 53%，转 rolB 和 rolC 基 因株系高生长量存在差异，其中 50%的转 rolB 基因株系高生长量超过 5cm，转 rolC 基因株系高生长量均未超过 5cm。rol 基因多拷贝株系植株的生根率随时间增长呈上 升趋势，但不同株系间生根率存在一定差异。在转 rolB 基因株系中，63B 组株系生 根率平均值高于 01B 组株系；在转 rolC 基因株系中，生根率较高的为 11C 组株系。 总体比较，rolB 基因多拷贝株系生根率高于 rolC 基因多拷贝株系。 通过微嫁接手段，以 rolB 基因多拷贝株系与对照三倍体毛白杨互为砧木和接穗 进行嫁接，嫁接成活 30 天后经 GUS 基因染色法检测，结果显示，GUS 基因表达产 物在转基因株系中较为稳定性，转基因试材作为砧木时，不向上传递；作为接穗时， 也不向下传递。 对部分 rolB 基因多拷贝株系一年生植株的苗高、节间距和地径进行测定，结果 显示，未转基因三倍体毛白杨苗高、节间距显著高于各多拷贝株系的均值，地径与多 拷贝株系间的差异无规律性，说明 rolB 基因的表达显著降低了转化植株的苗高和节 间距，对转化植株茎干的形成层生长有一定影响。多拷贝株系的苗高、节间距和地径 与其 Ri 质粒转化的对照相比较，也表现出了无规律的变化。 测定了 rol 基因多拷贝株系一年生植株主要功能叶的叶绿素含量及光合特性。结 果显示，转基因株系间叶绿素含量差别较大，rolC 基因多拷贝株系叶绿素 a、b 和 a+b 的平均含量均高于 rolB 基因多拷贝株系，未转基因三倍体毛白杨株系叶片中的叶绿 素含量最高。对照三倍体毛白杨的净光合速率也高于绝大多数的转基因株系，rolC 基因多拷贝株系的净光合速率高于 rolB 基因多拷贝株系。对蒸腾速率、气孔导度、 胞间二氧化碳浓度进行比较，rolC 基因多拷贝株系和 rolB 基因多拷贝株系内部存在 差异，但两组株系间总体差别不大。 通过 HPLC 法对部分多拷贝株系试管苗的内源激素进行了测定，rolB 基因转化植 株的内源 IAA 平均含量高于 rolC 基因转化植株，其 IAA/ABA 值亦高于 rolC 基因转 化植株。在 rolB 基因多拷贝株系中，IAA 含量平均值较对照 Ri 质粒转化株系略高， 而 ABA 含量和 IAA／ABA 比值在不同株系中表现不一致；在 rolC 基因多拷贝株系 中的 IAA、ABA 含量和 IAA/ABA 比值同样表现出不一致的变化趋势。对 ZT 含量的 比较发现，各多拷贝株系的规律性变化因母系的不同而存在一定的相关性。在 rolB 基因多拷贝株系中， ABA/ZR 比值高于各自转 Ri 质粒的对照株系，在 rolC 基因多 拷贝株系中，呈现出相反的变化趋势。 关键词：rol 基因；三倍体毛白杨；生长变化；叶绿素；光合特性；内源激素 Analysis of differential expression of rol gene multi-copied in the poplar Author: HAO Yu Major: Landscape Plant and Ornamental Horticulture Supervisor: Pro. YANG Min-sheng Abstract Ri plasmid contains rol genes which can induce formation of adventitious roots. The transformation of Ri plasmid or one or