全 文 ：第 !" 卷 第 # 期
$% & % 年 # 月 林 业 科 学 ’()*+,)- ’)./-* ’)+)(-* /012!"!+02# 3415!$ % & %
转基因杨树中外源 5$基因 >j+-及其蛋白运输! 王连荣&!$B杨敏生&
"&5河北农业大学林学院B保定 %#&%%&# $5河北北方学院园艺系B张家口 %#G&J&$
摘B要!B以 #!& 杨和转 5$-+8\4-基因 #!& 杨抗虫株系 U^$C 互为接穗和砧木进行嫁接!利用 j,<^(j和 *.’-技术
对 5$基因的 >j+-及其蛋白是否在砧木与接穗间运输进行研究% j,<^(j检测结果表明’ 以 #!& 杨为接穗或砧木 的嫩枝和嫩叶中均未检测到 5$基因的 >j+-!说明 5$基因的 >j+-没有在砧木与接穗间进行运输% *.)’-检测 发现!各嫁接处理的 #!& 杨砧木和接穗的叶片&韧皮部&木质部和髓中均检测出 L:毒蛋白的存在!证明 L:毒蛋白可 以通过嫁接的方式在砧木和接穗间进行运输% 用各嫁接处理接穗叶片在室内喂饲杨扇舟蛾幼虫!发现嫁接转基因 杨树的非转基因杨可提高对杨扇舟蛾幼虫的致死率!延长发育历期!表现出一定的抗虫性% 关键词’B >j+-运输# L:毒蛋白运输# 嫁接# 抗虫性 中图分类号! ’#&I2!"BBB文献标识码!-BBB文章编号!&%%& H#!II"$%&%#%# H%%!C H%"
收稿日期’ $%%C H%# H&%#修回日期’$%%C H&$H$%%
基金项目’ 国家自然科学基金资助项目"J%I#$%G%$ # 河北省自然科学基金资助项目"($%%"%%%!"!$ # 转基因生物新品种培育重大专项
"$%%CMg%I%&& H%$#L$% !杨敏生为通讯作者% :#$1/*4#"$"%414&"5’0P=)$1(W#4"’%14&"5’L4#’%21<8S’1’%1:#$1/2’1%@W4*-$#
cDAO.9DA70AO&!$BQDAO[9A@=EAO& "&2*(+’#$+83(;’7’! 47+%-&;$&+/;<"%=’+#%$8()?’P’%B5/(>%"7 %#&%%&#
$2?(+$%-&;$&+’3(;’7’! ?’P’%D(+$1 <"%=’+#%$8B]1/"76%/M(& %#G&J&$
)?/"#$@"’B)A :=9@?D?E7?0?1D7#!& DAT U^$C :7DA@OEA9R?0?1D7#!&F9:= 5$-+8\4-OEAEFE7EO7DS:ET D@@R90A DAT @:0RW >4:4D1P! :09A8E@:9OD:EF=E:=E7>j+-DAT ?70:E9A 0S5$OEAEF041T UE:7DA@?07:ET UE:FEEA :=E@:0RW DAT @R90A UP>EDA@
0Sj,<^(jDAT *.)’-:ER=A9h4E@5,=E7E@41:0Sj,<^(j:E@:@=0FET :=D:>j+-0S5$OEAEFD@A0:TE:ER:ET 9A :=E U7DAR= DAT 1EDS0S?0?1D7#!& A0>D:E79:@>D:E79D1FD@4@ET D@@R90A 07@:0RW! F=9R= @4OOE@:ET :=D:>j+-0S5$OEAEFD@
A0::7DA@?07:ET UE:FEEA :=E@:0RW DAT @R90A5,=E7E@41:0S*.)’-:E@:@=0FET :=D:L::0Z9A ?70:E9A FD@TE:ER:ET 9A :=E
1EDS! ?=10E>! ZP1E>DAT ?9:= 0S?0?1D7#!& 9A :=EO7DS:ET ?1DA:@! F=9R= TE>0A@:7D:ET :=D:L::0Z9A ?70:E9A FD@:7DA@?07:ET
UE:FEEA :=E@:0RW DAT @R90A 9A :=EO7DS:ET ?1DA:@5,0S9AT 04:DAP9AS14EARE0SO7DS:9AO0A 1D78DE0S3;(#$’+/ /"/-1(+’$/!
:=E1D78DEFE7ESET 9AT007@0A :=E1ED8E@0SO7DS:ET @R90A5,=E7E@41:@@=0FET :=D:O7DS:9AO:=E?0?1D7#!& :0:7DA@OEA9R0AE@
R041T 9AR7ED@E:=ETED:= 7D:E! EZ:EAT :=E1D78D1TE8E10?>EA:D1?E790T 0S3A/"/-1(+’$/! DAT EZ?7E@@RE7:D9A 7E@9@:DARE:0 9A@ER:@5 A’B <4#(/’B:7DA@?07:D:90A 0S>j+-# :7DA@?07:D:90A 0SL::0Z9A ?70:E9A# O7DS:9AO# 9A@ER:<7E@9@:DARE B B 自 /DERW 等 " &CI#$ 首 次 将 5$" 5/-%;&#$1&+%"7%’"#%#!苏 云 金 芽 孢 杆 菌 $基 因 转 入 烟 草 "D%-($%/"/ $/P/-&.$获得抗天蛾 " ’?=9AO9TDE$的转 基因 植 株 以 来! 5$基 因 相 继 被 转 化 到 棉 花
"S(##8@%&.$&水稻 "Z+8L/ #/$%=/$&玉米 "]’/ ./8#$
等多种植物中!获得的植株均有不同程度的抗虫性%
到目前为止!国内外用不同的 5$基因和转化方法获 得了 #% 种转 5$基因作物!其中以双子叶植物居多
"陆小毛等!$%%"$% 国内外许多学者都对抗虫植物
各器官 L:毒蛋白的含量及表达进行了研究"王保民
等!$%%$# 李葱葱等!$%%"# 朱路青等!$%%G# 甄志先
等!$%%## .9’$/;5!$%%I# [D7:9A@’$/;5!$%%I$!但关
于外源 5$基因表达产物在植物体内如何运输的研 究较少% 随着转基因抗虫植物的种植!人们开始关 注转基因抗虫植物的生态环境安全性 " ’DEO4@D! &CCC# 0^??P!$%%%# Y7DAWEA=4P;EA ’$/;5!$%%!# QDAO
’$/;5!$%%"# 高素红等!$%%G# 陈兴玲等!$%%#$! 其 中外源 5$基因在转基因植物中的稳定性是安全性
评价的重要内容之一%
杨树"N(@&;&#$等树种主要通过无性方式繁殖! 转基因植物与非转基因植物嫁接繁殖在生产上应用 具有现实可行性% 中国是目前唯一实现转基因造林 林 业 科 学 !" 卷B 树种商品化的国家!引起国际上广泛关注% 由于这 些原因!针对转基因树木开展相关研究是十分必要 的% 本文通过转 5$基因杨树与非转基因杨树间的
相互嫁接!来深入研究 5$基因的表达产物在转基因 嫁接树木中的表达和运输规律!了解转基因树木生 态安全性!减少害虫危害!扩展抗虫植物的利用途 径!为转 5$基因树木合理利用&抗性预测和安全评
价管理提供科学依据%
&B材料与方法
CDCE材料
&2&2&B植物材料B#!& 杨是 &C#! 年开始采用有性
杂交获得杂种&经过选育获得的白杨杂种无性系!杂
交组合为2银白杨"NA/;P/$]0山杨"NA>/=%>%/"/$
r小叶杨"NA#%.("%$13 ]毛白杨"NA$(.’"$(#/$!
适应范围广!稳定性强!其木材具有优良的物理力学
性质# U^$C 为河北农业大学和中国科学院微生物 研究所共同培育的转 5$-+8\4-基因 #!& 杨株系!经
多年试验证明其对杨扇舟蛾 "3;(#$’+/ /"/-1(+’$/$& 美国白蛾"?8@1/"$+%/ -&"’/$等鳞翅目".E?9T0?:E7D$
害虫具抗性"杨敏生等!$%%G# QDAO’$/;5!$%%J$!于
$%%! 年获得商品化生产许可% &2&2$B饲虫材料B 杨扇舟蛾卵块’ $%%C 年 ! 月初 采自河北农业大学苗圃!在室内常温常压下孵化% CDFE方法 &2$2&B试验材料的准备B在河北农业大学苗圃进
行嫁接处理!$%%# 年 J 月底嫁接处理为 #!& k^ U$C’
以 #!& 杨当年生枝条为接穗!& 年生 U^$C 苗木为砧 木进行嫁接#$%%I 年 J 月底嫁接处理为 U^$C k#!&’ 以 U^$C 当年生枝条为接穗!& 年生 #!& 杨苗木为砧
木进行嫁接% 于 $%%I 年 " 月!分别采集各嫁接杨树 砧木和接穗的嫩叶及嫩枝!同时采集 #!& 杨的嫩叶 作为阴性对照! U^$C 的嫩叶作为阳性对照!用于
j+-的提取% 于 $%%I 年 # 月!分别采集各嫁接杨 树砧木和接穗的韧皮部&木质部&髓&叶片!同时采集 #!& 杨叶片作对照!重复 J 次!用于 L:毒蛋白的测 定% 于$%%C 年 ! 月!分别采集各嫁接杨树接穗的叶
片!同时采集 #!& 杨的叶片和 U^$C 的叶片!在室内 喂饲杨扇舟蛾幼虫% &2$2$B植物材料总 j+-的提取B采用上海生工生 物工程公司的 X+)f<&% 柱式 ,79;01总 j+-抽提试 剂盒来提取植物总 j+-% &2$2JBj+-检测B取 J !.j+-样品!点样于
&2%_琼脂糖凝胶上 "每 &%% >.凝胶含有 G !.
N01T/9EF$!在 %2G ],L*电泳缓冲液中!G /+R>H& 的电压下电泳 !% >9A!然后在紫外凝胶成像系统中 观察所提取 j+-的完整性% &2$2!B反转录合成 RK+-第 & 链B利用 YE7>EA:D@
公司的 jE8E7:-9T,[Y97@:’:7DAT RK+-’PA:=E@9@b9:
试剂盒来合成 RK+-第 & 链%
&2$2GB j,<^(j扩增反应及电泳检测 B 根据 5$-+8\4-基因序列设计引物!由北京三博生物工程
公司合成!合成引物序列为’ Gi<(--(((N--(-,
(--(N--,-,(-E:7D,& ,=E7>0RPR1E7
热循环仪中进行% (^j扩增程序为’ C! n预变性 !
>9A#C! n G% @!G! n "% @!#$n I% @!共 J% 个循环# 最后 #$ n延伸 &% >9A% (^j反应总体积为 $% !.! 水 &$2I !.!&% ] (^j缓冲液 ",79@<6(1! ?6 I2J!
G%% >>01+.H& b(1! &G >>01+.H& [O(1 $2% !.! T+,^ "$2G >>01+.H& $$2% !.!引物"&% >>01+.H& $ &2% !.!模板 RK+-&2% !.!0/2酶"G X+!.H& $ %2$ !.% 利用 &_琼脂糖凝胶电泳检测 j,<^(j产物% &2$2"BL:毒蛋白的测定B称取样品 %2J O!加入 $ >.& ] L^’,和少许石英砂!研磨成匀浆转入 # >. 离心管中!再用 $ >.& ] L^’,冲洗研钵一并转入 离心管中!&% %%% 7+>9A H&离心 &% >9A!取上清液用 于 L:毒蛋白的测定% 具体操作步骤按照美国 -OT9D 公司 的 L:(7P&-Uk&-R*.)’- 试 剂 盒 " 货 号 为 ’^ %^"$%%k%$II$说明书进行% &2$2#B饲虫试验B室温孵化杨扇舟蛾卵块!从中随 机挑选刚孵化的幼虫!轻移至清洁干燥的高 &$2G R>& 直径 I2G R>的罐头瓶中!每瓶 &G 头!" 次重复% 放入 新鲜叶片后!用透气塑料膜扎紧瓶口!每 $ 天换 & 次新 鲜叶片!同时观察记录幼虫的死亡和蜕皮情况% $B结果与分析 FDCEP:9W,P检测分析 $2&2&B#!& k^U$C 嫁接处理中砧木和接穗的嫩枝和 嫩叶 j,<^(j检测B以 U^$C 为砧木嫁接 #!& 杨!成 活后砧木和接穗嫩枝和嫩叶的 j,<^(j检测结果见 图 &&图 $% 从图可以看出!砧木嫩枝&嫩叶及阳性对 照的 j,<^(j产物!在 G%% ‘#G% U? 之间均有 & 条清 晰的扩增条带!与用特异引物扩增的预期 5$基因片 断大小相吻合!这说明外源 5$基因 >j+-能够在砧 木嫩枝和嫩叶中稳定转录% 但接穗下&中&上部嫩 枝!接穗下&中&上部嫩叶及阴性对照的 j,<^(j产 物在 G%% ‘#G% U? 之间均没有出现扩增条带!即没 有检测出外源 5$基因的 >j+-% 这说明通过嫁接 的方式!外源 5$基因的 >j+-没有从砧木运输到接 %G B第 # 期 王连荣等’ 转基因杨树中外源 5$基因 >j+-及其蛋白运输 穗的嫩枝和嫩叶中% 图 &B嫩枝 j,<^(j产物电泳检测结果 Y9O5&B,=EE1ER:70?=07E@9@:E@:7E@41:@0S j,<^(j?70T4R:S70>U7DAR=E@ [5K.$%%% [D7WE7# &2砧木嫩枝 ,=EU7DAR= 0S@:0RW# $2接穗下部嫩枝 ,=E10FE7U7DAR= 0S@R90A# J2接穗中部嫩枝 ,=E>9TT1EU7DAR= 0S@R90A# !2接穗上部嫩枝 ,=E4??E7U7DAR= 0S@R90A# G2阴性对照 +EOD:98ER0A:701# "2阳性对照 0^@9:98ER0A:7015 图 $B嫩叶 j,<^(j产物电泳检测结果 Y9O5$B,=EE1ER:70?=07E@9@:E@:7E@41:@0S j,<^(j?70T4R:S70>1ED8E@ [5K.$%%% [D7WE7# &2砧木嫩叶 ,=E1EDS0S@:0RW# $2接穗下部嫩叶 ,=E10FE71EDS0S@R90A# J2接穗中部嫩叶 ,=E>9TT1E1EDS0S@R90A# !5接穗上部嫩叶 ,=E4??E71EDS0S@R90A# G2阴性对照 +EOD:98ER0A:701# "2阳性对照 0^@9:98ER0A:7015 $2&2$B U^$Ck#!& 嫁接处理中砧木和接穗的嫩枝和 嫩叶 j,<^(j检测B琼脂糖凝胶电泳检测 j,<^(j 产物的结果见图 J!从图中可以看出!接穗嫩枝&嫩 叶以及阳性对照嫩叶的 j,<^(j产物!在 G%% ‘#G% U? 之间均有 & 条清晰的特异性扩增条带!与用特异 引物扩增的预期 5$基因片断大小相吻合!这说明外 源 5$基因 >j+-能够在接穗嫩枝和嫩叶中稳定转 录% 但砧木嫩叶&砧木嫩枝&阴性对照的 j,<^(j产 物在 G%% ‘#G% U? 之间没有出现特异性扩增条带! 即没有检测出外源 5$基因的 >j+-% 这说明通过 嫁接的方式!外源 5$基因的 >j+-没有从接穗运输 到砧木的嫩枝和嫩叶中% FDFE转基因杨树中外源 3"毒蛋白的运输 $2$2&B#!& k^U$C 嫁接处理中砧木和接穗各组织中 L:毒蛋白含量的检测B从图 !&图 G 可以看出!以 U^$C 为砧木嫁接 #!& 杨植株的砧木和接穗各组织 中均检测到 L:毒蛋白的存在!且同一部位不同组织 图 JBj,<^(j产物电泳检测结果 Y9O5JB,=EE1ER:70?=07E@9@:E@:7E@41:@0Sj,<^(j?70T4R: [5K.$%%% [D7WE7# &2砧木嫩枝 ,=EU7DAR= 0S@:0RW# $2砧木嫩叶 ,=E1EDS0S@:0RW# J2接穗嫩枝 ,=EU7DAR= 0S@R90A# !2接穗嫩叶 ,=E1EDS0S@R90A# G2阳性对照 0^@9:98ER0A:701# "2阴性对照 +EOD:98ER0A:7015 中 L:毒蛋白含量明显不同% 其中!韧皮部中 L:毒 蛋白含量最高!叶片&木质部次之!髓中 L:毒蛋白含 量较低% 同一组织不同部位中 L:毒蛋白含量也明 显不同% 砧木韧皮部中 L:毒蛋白含量最高!达到 &"J2J! AO+OH&!接穗下部和中部韧皮部次之!接穗 上部最低!为 &&$2G& AO+OH&% 叶片&木质部和髓的 不同部位中 L:毒蛋白含量变化趋势与韧皮部基本 一致% (b中未检测到 L:毒蛋白的存在% 以上分析 结果说明!通过嫁接的方式!外源 L:毒蛋白可以从 砧木向上运输到接穗各组织!且以韧皮部运输为主% 图 !B转基因嫁接杨树"#!& k^U$C$不同部位 叶片&韧皮部中 L:毒蛋白含量 Y9O5!BL::0Z9A ?70:E9A R0A:EA:@0S1EDSDAT ?=10E>0ST9SE7EA: ?D7:@9A :7DA@OEA9RO7DS:9AO?0?1D7"#!& k^U$C$ &2砧木 ’:0RW# $2接穗下部 ,=E10FE7@R90A# J2接穗中部 ,=E>9TT1E@R90A# !2接穗上部 ,=E4??E7@R90A5下同% ,=E@D>EUE10F5 $2$2$B U^$Ck#!& 嫁接处理中砧木和接穗各组织中 L:毒蛋白含量的检测B由图 " 可看出!虽然 (b中 未检测到 L:毒蛋白的存在!但是以 #!& 杨为砧木嫁 接 U^$C 植株的砧木和接穗各组织中均检测到 L:毒 蛋白的存在!且各组织中 L:毒蛋白含量均表现为砧 木低于接穗% 砧木各组织以韧皮部和叶片中 L:毒 蛋白含量较高!分别为 $!2C# AO+OH& 和 $%2#& AO+OH&!木质部和髓中 L:毒蛋白含量较低!分别为 &2IG AO+OH&和 &2$" AO+OH&% 接穗中 L:毒蛋白含量 变化趋势与砧木基本一致% 以上分析结果说明!通 过嫁接的方式!外源 L:毒蛋白可以从接穗向下运输 &G 林 业 科 学 !" 卷B 到砧木各组织!且以韧皮部运输为主% 图 GB转基因嫁接杨树"#!& k^U$C$不同部位 木质部&髓中 L:毒蛋白含量 Y9O5GBL::0Z9A ?70:E9A R0A:EA:@0SZP1E>DAT ?9:= 0ST9SE7EA: ?D7:@9A :7DA@OEA9RO7DS:9AO?0?1D7"#!& k^U$C$ 图 "B转基因嫁接杨树" U^$C k#!&$砧木&接穗 不同组织中 L:毒蛋白含量 Y9O5"BL::0Z9A ?70:E9A R0A:EA:@0ST9SE7EA::9@@4E@0S@:0RW DAT @R90A 9A :7DA@OEA9RO7DS:9AO?0?1D7" U^$C k#!&$ FDJE转基因嫁接杨树的抗虫性检测 $2J2&B对杨扇舟蛾幼虫的致死效应B分别用 #!&k U^$C& U^$C k#!& 接穗叶片!(b和 U^$C 叶片饲养杨 扇舟蛾初孵幼虫 $& 天% 由图 # 可以看出!#!& k^U$C 累积死亡率为 $&2#C_!高于 (b的累积死亡率 "#2I#_$!并低于 U^$C 的累积死亡率 "#G2$I_$# U^$C k#!& 累积死亡率与 U^$C 相比无显著差异% 各 处理饲养前 C 天杨扇舟蛾幼虫累计死亡率均呈明显 上升趋势!此后趋于平缓% 说明低龄幼虫对 L:毒蛋 白的抗性较差!而随着幼虫的增长!虫体本身的抗性 增强!使得 L:毒蛋白对幼虫的毒害相对降低!因此! 杨扇舟蛾幼虫累积死亡率的增长速率减慢% 图 #B杨扇舟蛾幼虫累积死亡率 Y9O5#B,=E1D78D1R4>41D:98E>07:D19:P0S3;(#$’+/ /"/-1(+’$/ $2J2$B对杨扇舟蛾幼虫发育历期的影响B分别用 #!& k^U$C& U^$C k#!& 接穗叶片!(b和 U^$C 叶片饲 养杨扇舟蛾初孵幼虫 $& 天!其发育历期见表 &% 由 表 & 可以看出!与 (b相比!#!& k^U$C! U^$C k#!&! U^$C 对杨扇舟蛾幼虫的发育历期均有明显的抑制 作用% 饲养杨扇舟蛾幼虫第 G 天!取食 (b的杨扇 舟蛾幼虫己有 $!2""_进入 $ 龄!取食 #!& k^U$C 的 幼虫只有 G2$"_进入 $ 龄!其他处理均没有进入 $ 龄的幼虫# 第 && 天取食 (b的幼虫有 II2IC_进入 表 CE杨扇舟蛾幼虫发育历期 :$?GCET$#+$-(’+’-4*0’1"$-*’#%4(4&=1+%8"’& &2&*6+’"8& 处理 ,7ED:>EA: 龄期 )A@:D7 发育历期 KE8E10?>EA:D1?E790Tk_ G T # T C T && T &J T &G T &# T &C T $& T (b & #G2J! G2!I $ $!2"" C!2G$ &%% &&2&& &2!& J II2IC C#2&I J%2CC ! &2!& "C2%& C#2&I JC2!! &2!& G $2I$ "%2G" C#2&I 蛹 4^?D &2!& #!& k^U$C & C!2#! !2&# $ G2$" CG2IJ CI2!& $G2! J &2GC #!2" &%% G%2#C &C2%G ! !C2$& I%2CG GC2"I I2%" G !%2J$ C&2C! U^$C k#!& & &%% II2$! #!2$C "#2I" ""2"# "I G"2G$ !%2C& $% $ &&2#" $G2#& J$2&! JJ2JJ J$ !J2!I J&2I$ !% J $#2$# !% U^$C & &%% I!2$& I&2I$ #G "&2&& G% #2&! $ &G2#C &I2&I &G &&2&& &I2#G !$2I" !&2"#$$ 2 $$J &% $#2#I $G JG2#& JJ2JJ JJ2JJ ! "2$G &!2$C $G JJ2JJ G &&2&& $G B第 # 期 王连荣等’ 转基因杨树中外源 5$基因 >j+-及其蛋白运输 J 龄!取食其他几个处理的叶片的杨扇舟蛾幼虫进 入 J 龄 的 百 分 率 均 低 于 该 水 平! #!& k^U$C 为 #!2"%_ & U^$C 为 &%2%%_!而取食 U^$C k#!& 的叶 片的幼虫没有进入 J 龄% 第 &# 天取食 (b叶片的 杨扇舟蛾幼虫有部分进入 G 龄!而取食其他处理叶 片的杨扇舟蛾幼虫均没有进入 G 龄% 第 $& 天取食 (b叶片的杨扇舟蛾幼虫有化蛹的现象!而取食其 他处理叶片的杨扇舟蛾幼虫均没有此现象% 以上数 据说明!各个处理都在不同程度上抑制了杨扇舟蛾 幼虫的发育进度!使其发育进度明显减慢!从而延长 幼虫的发育!导致幼虫的发育不良!严重的导致 死亡% JB讨论 随着 j+-分子在基因表达调控中重要作用的 发现!j+-分子如何在植物体内运输移动!如何在 目标组织中发挥作用等问题引起越来越多的关注% 研究表明 j+-可作为-个活跃的信号分子调控基 因表达和植物发育"Q00’$/;5!$%%!# c4 ’$/;5!$%%$# f9’$/;5! $%%"$!在植物中!信号分子通过韧皮部进 行长距离运输!而在细胞与细胞之间的转运则通过 胞间连丝进行!这与病毒在植物体内的运输方式相 似% 许多证据表明 >j+-在植物细胞间的或系统 性的运动是一种很普遍的现象 "307OEA@EA ’$/;5! &CCI$% 比如病毒对植物的侵染!就是 >j+-在植 物中的一种运动形式!植物病毒为了达到其成功侵 染的目的!简单地侵占植物大分子运输的寄主系统! 并且用植物病毒自身编码的特定蛋白质去促进病毒 >j+-运动".D;D70F9:;’$/;5!&CCC$% 本试验通过 U^$C "转 5$-+8\4-基因 #!& 杨$与 #!& 杨间相互嫁接的方法!来研究外源 5$基因的 >j+-在砧木与接穗间运输规律及其可能所起的调 控作用% 嫁接试验是一种研究根系与地上部物质信 息交流的重要手段"N01ERW9’$/;5!&CCI# (7E:E’$/;5! $%%&$% 一些韧皮部转录物如马铃薯 " 9(;/"&. $&P’+(#&.$蔗醣转运子 >j+-和水稻 ,=907ET0Z9A= >j+-可以在整株植物中运输"’D@DW9’$/;5!&CCI$% j49;<[ET7DA0等"&CCC$用南瓜"3&-&+P%$/ ./I%./$k 黄瓜"3&-&.%##/$%=&#$进行异质嫁接!对其中一个 >j+-的转录物 (>+-(^ "3&-&+P%$/ ./I%./ A0A< D4:0A0>04@RE1?70:E9A$做了详细研究!发现大量转 录物从南瓜砧木转移到黄瓜接穗的分生组织中!这 是 >j+-分子远距离控制基因表达作用的一个实 例% 也有研究发现遗传转移仅仅发生在叶绿体基因 组携带的基因中# 而且基因转移只发生在嫁接部 位!不会长距离发生% 而位于核基因组的标记基因 不发生转移 " ’:EOE>DAA ’$/;5!$%%C $% 本试验 j,< (^j检测结果表明!以 U^$C 为砧木嫁接 #!& 杨以 后!接穗的嫩枝和嫩叶!以及以 #!& 杨为砧木嫁接 U^$C 以后!砧木的嫩枝和嫩叶中均没有检测到 5$ 基因 >j+-的存在!说明外源 5$基因的 >j+-没 有在砧木与接穗间进行长距离的运输!在转基因杨 树中是稳定表达的!没有通过嫁接的方式进行转移% 外源 5$基因的 >j+-与植物病毒和植物内源特异 j+-的运输方式是不同的!因此!转 5$基因的植物 具有一定的生态环境安全性% 转基因植物中表达蛋白在植物体内的转运和代 谢已引起了一些科学家的重视% 研究报道!在所检 测的 $ 个转 5$基因抗虫棉品种的伤流中有外源毒 蛋白存在!但是常规棉品种中检测不到它的存在!说 明转基因作物的外源蛋白可以通过根系合成并分泌 到伤流液中再运输到地上组织中 "芮玉奎等! $%%G$% 已有研究发现!转基因植物中的 L:毒蛋白 作为一种分泌蛋白可向土壤中扩散" ’DZEAD’$/;5! &CCC$% 本试验的 *.’-检测结果为!各嫁接处理砧 木和接穗的叶片&韧皮部&木质部和髓中均检测出 L:毒蛋白的存在!说明外源L:毒蛋白可以通过嫁接 的方式在砧木和接穗间进行运输% 且各组织中以韧 皮部的含量最高!说明外源 L:毒蛋白主要通过韧皮 部进行运输% 关于外源 L:毒蛋白如何在植物体内 运输!同时需要哪些物质的参与!需进一步深入的 研究% L:(7P&-R毒蛋白能毒杀鳞翅目昆虫!转基因 #!& 杨对不同龄期幼虫的抗性不同!对低龄幼虫的 致死作用较强!随着虫龄的升高幼虫本身抗性增强! 转基因 #!& 杨的致死作用相对降低!幼虫的死亡率 降低"杨敏生等!$%%"$% 本试验研究结果表明!以 转基因嫁接杨树接穗叶片饲养杨扇舟蛾!同样对低 龄幼虫有毒杀作用!而对存活的高龄幼虫则表现为 对其生长发育的抑制作用% 以 #!& k^U$C 接穗叶片 饲养的杨扇舟蛾幼虫!其死亡率高于 (b!发育进程 低于 (b!生长受到抑制% 进一步证明了 L:毒蛋白 通过嫁接的途径从砧木运输到接穗中!因此!L:毒 蛋白在嫁接杨树体内的运输提高了杨树的抗虫性! 但其抗虫效果低于 U^$C% 而以 U^$C k#!& 接穗叶片 饲养的杨扇舟蛾幼虫死亡率高!发育进程缓慢!与 U^$C 无显著差异% 因此!通过转基因接穗嫁接到未 转基因的砧木上来繁殖苗木!将可能提高植物的抗 虫性!为生产提供了一条新的抗虫途径% JG 林 业 科 学 !" 卷B 参 考 文 献 陈兴玲! 胡建军! 赵楠木5$%%#2转基因植物基因漂移研究5安徽农 业科学! JG"&%$ ’ $IG& H$IG$5 高素红! 毛富玲! 王江柱! 等5$%%G2转双抗虫基因 #!& 杨节肢动物 群落生态安全性评价---转基因 #!& 杨对节肢动物群落空间结 构的影响5河北农业大学学报! $I"J$ ’ ## HI%5 李葱葱! 刘B娜! 康岭生! 等5$%%"2转基因抗虫玉米 L:蛋白表达 量的研究5玉米科学! &!"J$ ’ !% H!&5 陆小毛! 朱路青! 曹越平5$%%"2转 5$基因作物及其安全性研究5 上海交通大学学报’农业科学版! $!"$$ ’ $&! H$$%5 芮玉奎!朱本忠!罗云波5$%%G2转 5$基因抗虫棉"S(##8@(#%&.$伤流
中 L:毒蛋白的运输5植物学通报! $$"J$ ’ J$% HJ$!2 王保民! 李召虎! 李B斌! 等5$%%$2转 5$抗虫棉各器官毒蛋白的 含量及表达5农业生物技术学报! &%"J$ ’ $&G H$&C2 杨敏生! 高宝嘉! 王进茂! 等5$%%G2转双抗虫基因 #!& 杨基本特性 分析5林业科学! !&"&$ ’ C& HC#5 杨敏生! 李志兰! 王B颖! 等5$%%"2双抗虫基因对三倍体毛白杨的 转化和抗虫性表达5林业科学! !$"C$ ’ "& H"I5 甄志先! 李B静! 梁海永! 等5$%%#2转 5$-+8^4基因杨树毒蛋白表 达及对桑天牛抗性的研究5蚕业科学! JJ"$$ ’ GJI HG!$5 朱路青! 曹越平5$%%G2转 5$基因大豆植株中 L:毒蛋白的表达5上 海交通大学学报’农业科学版!$J"J$’$J! H$JI5 (7E:E !^ .E4EAUE7OE7’! )O1E@9D@/-! ’$/;5$%%&2N7DS::7DA@>9@@90A 0S 9AT4RET DAT @?0A:DAE04@?0@:<:7DA@R79?:90AD1@91EAR9AO0SR=9:9AD@E OEAE@5,=E 1^DA:3047AD1!$I"G$ ’ !CJ HG%&5
N01ERW9L! ’R=41;-! (D7@:EA@O7DS::7DA@>9@@90A 0S@:74R747D1?=10E>?70:E9A@07:=E97?7ER47@07@9A
=E:E70O7DS:@0S(4R47U9:DREDE5 1^DA:D! $%"’ "J% H"!%5 Y7DAWEA=4P;EA b! LED7T>07E,5$%%!2(477EA:@:D:4@DAT EA8970A>EA:D1
9>?DR:0S:7DA@OEA9R S07E@::7EE@5 (DADT9AD 3047AD10SY07E@:
jE@ED7R=! J!""$’ &&"J H&&I%5 307OEA@EA j-! -:W9A@0A jN! Y07@:E7j.! ’$/;5&CCI2-A j+-9AS07>D:90A @4?E7=9O=FDP 9A ?1DA:@5 ’R9EARE! $#C " GJG"$ ’
&!I" H&!I#5
.D;D70F9:;’ N! LEDR=Pj+5&CCC2/97D1>08E>EA:?70:E9A@D@?70UE@
S079A:7DRE141D7DAT 9A:E7RE141D7:7DS9RW9AO9A ?1DA:@5 1^DA:(E1! &&
"!$’ GJG HG!I5 .9g9DAOh9DA! ,DA -! /0EO:19AE[! ’$/;5$%%I2*Z?7E@@90A 0S(7PGL ?70:E9A S70>5/-%;&#$1&+%"7%’"#%#9A ?1DA:700:@R0ASE7@7E@9@:DARE:0
700:D:0TE5L9010O9RD1(0A:701! !#’ C# H&%$5 [D7:9A@([! LEPEAEN! 60S@3.! ’$/;5$%%I2*SER:0SFD:E7@:7E@@0A R0:0A ?1DA:@EZ?7E@@9AO:=E5/-%;&#$1&+%"7%’"#%#:0Z9A5 -AAD1@0S-?19ET L9010OP! &G$"$$ ’ $GG H$"$5
0^??PN5$%%%2N[R70?@’ EA8970A>EA:D179@W@DAT A0A<:D7OE:ESER:@5
,7EAT@9A 1^DA:’R9EARE! G "&$ ’ ! H"5
f9.9FDAO! .9g9A>9A! M=DAO’=04O0AO5$%%"2NEAE:9R7EO41D:90A UP
A0A$%& H$
j49;<[ET7DA0j! g0R0A0@:1E<(D;D7E@L! .4RD@c35&CCC2 =^10E>10AO<
T9@:DARE:7DA@?07:0S(>+-(^ >j+-’ 9>?19RD:90A@S07@4?7DRE141D7
7EO41D:90A 9A ?1DA:@5KE8E10?>EA:! &$"’ !!%G H!!&C5 ’DEO4@D-5&CCC23D?DA :9O=:EA@741E@0A N[ R70?@:0?70:ER::=E EA8970A>EA:5+D:47E! JCC""#JI$ ’ #&C5
’D@DW9,! (=9A0[! 6DPD@=96! ’$/;A&CCI2KE:ER:90A 0S@E8E7D1>j+- @?ER9E@9A 79RE?=10E>@D?5 1^DA:(E1 =^P@901! JC"I$ ’ ICG HIC#5
’DZEADK! Y107E@’! ’:0:;WPN5&CCC2)A@ER:9R9TD1:0Z9A 9A 700:EZ4TD:E@
S70>5$R07A5+D:47E! !%$’ !I%5
’:EOE>DAA ’!L0RW j5$%%C2*ZR=DAOE0SOEAE:9R>D:E79D1UE:FEEA RE1@ 9A ?1DA: :9@@4E O7DS:@5 ’R9EARE & [DP’ Kd)’ &%2&&$" k
@R9EARE5&&#%JC#5
/DERW [! jE8ADE7:@-! 60S:E-! ’$/;5&CI#2 ,7DA@OEA9R?1DA:@ ?70:ER:ET S70>9A@ER:D:DRW5+D:47E! J$I""&$G$ ’ JJ HJ#5
c4 g4E19A! cE9OE1E1K! c9OOE^-5$%%$2 ’9OAD19AO9A ?1DA:@UP
9A:E7RE141D7j+-DAT ?70:E9A >08E>EA:5NEAE@oKE8E10?>EA:!&"’
&G& H&GI5
QDAO[9A@=EAO! .9DAO6D9P0AO! ND0LD0V9D! ’$/;A$%%J2)A@ER:9R9TD1
DR:989:PDAT :7DA@OEAEEZ?7E@@90A @:DU919:P0S:7DA@OEA9R=PU79T ?0?1D7
R10AE#!& RD77P9AO:F09A@ER:<7E@9@:DA:OEAE@5’918DENEAE:9RD! G$""$ ’ &C# H$%&5 QDAO[9A@=EAO! [9K! *FD1T K! ’$/;5$%%"2’47898D1DAT E@RD?E0S 47+(P/-$’+%&.$&.’)/-%’"#9A :79?109T =PU79T 19AE@0S(=9AE@EF=9:E ?0?1D7:7DA@S07>ET F9:= :F09A@ER:<7E@9@:DA:OEAE@5-R:D*R010O9RD ’9A9RD!$""&&$ ’ JGGG HJG"&5
Q00L(! b7DO1E7Y! /D7W0AP99R@>D1
j+-@9OAD19AO@P@:E>9A ?1DA:@5,=E 1^DA:(E1! &"’ &C#C H$%%%5
!责任编辑B徐B红"
!G