轉(zhuǎn)基因楊樹生態(tài)安全性評(píng)價(jià)初步研究.pdf

1、楊樹（Populus spp.）是全球重要的栽培樹種，在我國(guó)的林業(yè)生產(chǎn)中也發(fā)揮著重要作用。轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)在楊樹遺傳育種領(lǐng)域的應(yīng)用，大大加速了楊樹優(yōu)良新品種的選育過程，目前國(guó)內(nèi)外已獲得了抗蟲、耐鹽、改良木材品質(zhì)等多方面性狀改良的轉(zhuǎn)基因楊樹，顯示出廣闊的應(yīng)用前景。在我國(guó)，轉(zhuǎn)抗蟲基因歐洲黑楊（P. nigra）、轉(zhuǎn)雙抗蟲基因741楊等轉(zhuǎn)基因楊樹新品種已通過商品化許可。隨著轉(zhuǎn)基因林木的快速發(fā)展，由外源基因可能引起的轉(zhuǎn)基因生態(tài)安全性問題也逐漸引起

2、人們的關(guān)注。因此，對(duì)轉(zhuǎn)基因林木進(jìn)行生態(tài)安全性評(píng)價(jià)在理論研究和生產(chǎn)應(yīng)用中都具有重要意義。但目前，轉(zhuǎn)基因生態(tài)安全性評(píng)價(jià)研究的焦點(diǎn)多集中于作物，林業(yè)中相關(guān)研究還很少，而對(duì)轉(zhuǎn)多個(gè)基因楊樹的安全性評(píng)價(jià)研究更是尚未見報(bào)道。本研究利用基因槍轉(zhuǎn)化法獲得的轉(zhuǎn)多基因庫(kù)安托楊（P.× euramericana‘Guariento’）和轉(zhuǎn)基因銀腺雜種楊（P. alba× P. glandulosa）為材料，從抗生素標(biāo)記基因 NPTII蛋白表達(dá)量、目的基因的穩(wěn)定

3、性、轉(zhuǎn)基因楊樹基本生長(zhǎng)情況、外源基因的水平轉(zhuǎn)移、外源基因?qū)δ繕?biāo)昆蟲、非目標(biāo)昆蟲和天敵種群結(jié)構(gòu)和數(shù)量的影響以及外源基因?qū)ν寥牢⑸锷鷳B(tài)系統(tǒng)的影響這6個(gè)方面對(duì)以上2種轉(zhuǎn)基因楊樹幼齡林的生態(tài)安全性進(jìn)行了初步評(píng)價(jià)。主要研究結(jié)果如下：
　　1、轉(zhuǎn)基因楊樹標(biāo)記基因NPTII蛋白表達(dá)量ELISA檢測(cè)。
　　選取溫室扦插苗（轉(zhuǎn)基因庫(kù)安托楊15個(gè)株系及一個(gè)非轉(zhuǎn)基因?qū)φ罩晗担D(zhuǎn)基因銀腺雜種楊18個(gè)株系及一個(gè)非轉(zhuǎn)基因?qū)φ罩晗担?duì)其中的抗生素標(biāo)記基

4、因NPTII蛋白表達(dá)量進(jìn)行ELISA檢測(cè)。結(jié)果表明，含有不同數(shù)量外源基因的轉(zhuǎn)基因株系間NPTII基因的蛋白表達(dá)量并無(wú)明顯區(qū)別，其中庫(kù)安托楊目的基因數(shù)分別為1、2、3、5（未檢測(cè)出含有4個(gè)目的基因的株系）的轉(zhuǎn)基因株系中NPTII基因的蛋白表達(dá)量分別為27.47、19.00、19.69、16.72（ng/g鮮葉重）。銀腺雜種楊目的基因數(shù)分別為1、2、3、4、5的轉(zhuǎn)基因株系中NPTII基因的蛋白表達(dá)量分別為2.44、3.51、3.82、7.5

5、4、5.60（ng/g鮮葉重）。因此轉(zhuǎn)基因庫(kù)安托楊和銀腺雜種楊中 NPTII基因的蛋白表達(dá)量未表現(xiàn)出隨外源基因數(shù)量的增加而增加的趨勢(shì)。
　　2、轉(zhuǎn)基因楊樹外源基因穩(wěn)定性檢測(cè)。
　　對(duì)中間試驗(yàn)2年生庫(kù)安托楊3個(gè)轉(zhuǎn)基因株系及銀腺雜種楊3個(gè)轉(zhuǎn)基因株系的目的基因進(jìn)行 PCR檢測(cè)，電泳結(jié)果表明，所有轉(zhuǎn)基因株系中均檢測(cè)出目的基因 PCR產(chǎn)物，而對(duì)照株系則無(wú)，證明目的基因仍穩(wěn)定存在于轉(zhuǎn)基因楊樹的基因組中，可進(jìn)一步進(jìn)行生態(tài)安全性評(píng)價(jià)研究。<

6、br>　　3、轉(zhuǎn)基因楊樹基本生長(zhǎng)情況調(diào)查。
　　通過對(duì)2年生8個(gè)株系共800株轉(zhuǎn)多基因庫(kù)安托楊及其非轉(zhuǎn)基因?qū)φ铡⑥D(zhuǎn)基因銀腺雜種楊及其非轉(zhuǎn)基因?qū)φ者M(jìn)行了高生長(zhǎng)、徑生長(zhǎng)和死亡率的調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因株系中在調(diào)查的各項(xiàng)指標(biāo)中既有高于非轉(zhuǎn)基因株系的，也有低于非轉(zhuǎn)基因株系的，但是轉(zhuǎn)基因銀腺雜種楊各株系的平均徑生長(zhǎng)要高于非轉(zhuǎn)基因株系，但是差異不顯著，從而判斷本試驗(yàn)地內(nèi)并不是所有的轉(zhuǎn)基因楊樹都獲得了比非轉(zhuǎn)基因?qū)φ諚顦涓鼜?qiáng)的生長(zhǎng)能力。
　　

7、4、轉(zhuǎn)基因楊樹外源基因水平轉(zhuǎn)移評(píng)價(jià)。
　　以試驗(yàn)林內(nèi)轉(zhuǎn)基因楊樹根圈土壤微生物、昆蟲和周邊多種雜草基因組DNA為模板，對(duì)所有5種外源基因Vgb、SacB、BtCry3A、OC-1、JERF36和標(biāo)記基因NPTII進(jìn)行了PCR檢測(cè)，結(jié)果表明，所有參試樣品中均未能檢測(cè)出目的基因PCR產(chǎn)物，說明本試驗(yàn)地中生長(zhǎng)2年的轉(zhuǎn)多基因庫(kù)安托楊和轉(zhuǎn)基因銀腺雜種楊尚未發(fā)生外源基因向周邊其它生物水平轉(zhuǎn)移現(xiàn)象。
　　5、轉(zhuǎn)基因楊樹對(duì)目標(biāo)、非目標(biāo)昆蟲及天

8、敵數(shù)量的影響評(píng)價(jià)。
　　調(diào)查結(jié)果顯示，在庫(kù)安托楊林地內(nèi)，轉(zhuǎn)多基因庫(kù)安托楊株系鞘翅目昆蟲數(shù)量總體上要低于非轉(zhuǎn)基因?qū)φ罩晗?，表現(xiàn)出了一定的抗蟲性，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)多基因庫(kù)安托楊7個(gè)株系之間的鞘翅目昆蟲發(fā)生量存在差異；轉(zhuǎn)多基因庫(kù)安托楊與非轉(zhuǎn)基因?qū)φ樟值貎?nèi)非目標(biāo)昆蟲的種類和數(shù)量隨時(shí)間變化的趨勢(shì)基本相同；轉(zhuǎn)基因株系林內(nèi)捕食性天敵數(shù)量高于對(duì)照，表明抗性株系可能有利于它們的生存。在銀腺雜種楊林地內(nèi)，轉(zhuǎn)基因株系C013-5鞘翅目和鱗翅目發(fā)生量低于對(duì)照

9、株系S13-0和轉(zhuǎn)單價(jià)抗蟲基因株系C13-5，說明轉(zhuǎn)雙價(jià)抗蟲基因的轉(zhuǎn)基因楊樹有良好的抗蟲效果；轉(zhuǎn)基因與非轉(zhuǎn)基因林地內(nèi)非目標(biāo)昆蟲總數(shù)量變化趨勢(shì)相似，無(wú)明顯差異，轉(zhuǎn)基因株系內(nèi)天敵數(shù)量略高于對(duì)照。
　　6、轉(zhuǎn)基因楊樹對(duì)土壤微生物生態(tài)系統(tǒng)的影響評(píng)價(jià)。
　　以試驗(yàn)林中轉(zhuǎn)基因楊樹及其非轉(zhuǎn)基因?qū)φ諚顦涔?個(gè)株系為材料，連續(xù)2年取其根圈土壤，采用稀釋平板法對(duì)土樣中的細(xì)菌、真菌、放線菌進(jìn)行分離培養(yǎng)并計(jì)數(shù)。試驗(yàn)結(jié)果表明，試驗(yàn)地內(nèi)三類土壤微生物數(shù)

10、量隨年份和月份表現(xiàn)出不同的增減趨勢(shì)。方差分析與多重比較結(jié)果顯示，庫(kù)安托楊株系間土壤微生物數(shù)量無(wú)顯著差異，而銀腺雜種楊的個(gè)別株系間土壤微生物數(shù)量存在顯著差異，但并未顯示出與外源基因的種類和數(shù)量有相關(guān)性。并且有些轉(zhuǎn)基因林地與非轉(zhuǎn)基因林地間的土壤微生物數(shù)量也存在顯著差異，但是否是由外源基因造成的影響還需要深入研究。同時(shí)對(duì)比不同年份的同一月份間三種土壤微生物數(shù)量，結(jié)果顯示，大部分株系間存在極顯著差異，但其變化無(wú)規(guī)律性，可能受自然條件影響所致，初