林木转基因工作研究进展
林木基因工程育种现状与发展趋势
专题论述林木基因工程育种现状与发展趋势王敏杰 卢孟柱(中国林业科学研究院林业研究所,北京100091)摘要 综述了林木基因工程的应用现状和发展趋势,分析了我国林木基因工程存在的问题并对其发展提出了建议。
关键词 林木基因工程 育种基因工程是现代生物技术的核心内容,在植物育种中将发挥越来越大的作用。
林木常规育种受树木生长周期长的限制,性状的基因背景分析非常困难,增加了育种工作的盲目性。
基因工程育种具有目的性强、时间短,并可以打破种间杂交不亲和的界限,加速林木新品种的培育,成为高新技术育种的核心技术。
在过去的10年里,林木基因工程已经步入了快速发展阶段,已有一批转基因树木进入了田间试验甚至环境释放阶段,并在不久的将来可望实现产业化。
虽然转基因林木对环境安全性引起了人们的担心,但由于像我国这样的发展中国家,一是森林资源很少,需要大力发展人工林;二是造林地点多为荒地、沙漠地带,本身几乎难以构成完整的生态系统。
如果转基因林木能够适应该地气候条件、又远离天然林,不会引起生态安全问题。
所以,在强调科学评价转基因林木的生态安全性的同时,利用转基因技术,培育高产优质的林木新品种,十分必要。
与医药和农业基因工程技术的日趋成熟和广泛应用相比,林业基因工程技术虽尚处于起步阶段,但其发展潜力却非常巨大。
1 林木基因工程的现状林木转基因研究起步于20世纪80年代末,开始主要是利用一些标记基因研究树木的转化即探索将外源基因导入林木基因组中的技术、基因表达情况和经组织培养再生为完整植株的方法。
进入90年代,具有经济价值的基因,如抗虫、抗除草剂等基因,先后被导入了一些组培和转化体系都已成熟的双子叶树木中。
最近几年,由于针叶树组培系统的进一步完善,在针叶树种的转化方面也取得了一些进展。
1.1 树木转化获得完整的转基因植株需要3个要素:¹建立高效的组培再生系统;º构建携带外源基因的合适载体系统;»建立高效的基因转化系统。
林木基因工程育种现状与发展趋势
林木基因工程育种现状与发展趋势一、引言林木基因工程育种是利用现代生物技术手段，对林木的遗传特性进行改良，以获得更适应生态环境、产量高、品质优良的林木品种。
随着科技的不断进步，林木基因工程育种取得了显著的进展，为全球林业的发展做出了重要贡献。
二、基因克隆与鉴定基因克隆与鉴定是林木基因工程育种的基础。
通过构建基因文库，筛选和鉴定与林木性状相关的基因，进而利用这些基因进行遗传转化和基因编辑，以获得改良的林木品种。
目前，已经克隆和鉴定出许多与林木生长、发育、抗逆性等性状相关的基因。
三、遗传转化与基因编辑遗传转化与基因编辑是实现林木基因工程育种的关键技术。
通过遗传转化，可以将外源基因导入林木细胞内，实现基因的定点插入和表达。
基因编辑技术则可以实现对特定DNA序列的精确修改，以实现对林木性状的精细调控。
目前，常用的遗传转化和基因编辑技术包括农杆菌转化法、基因枪法和CRISPR-Cas9系统等。
四、抗逆性改良林木生长的环境往往较为恶劣，因此抗逆性是林木基因工程育种的重要目标之一。
通过遗传转化和基因编辑技术，可以培育出抗逆性更强的林木品种，如抗干旱、抗寒冷、抗病虫害等。
目前，已经取得了一些显著的成果，如成功培育出抗盐碱的杨树和抗病虫害的松树等。
五、产量与品质提升提高林木产量和品质是林木基因工程育种的另一个重要目标。
通过遗传转化和基因编辑技术，可以培育出生长速度快、木材质量优良的林木品种。
目前，已经成功培育出一些速生丰产林和优质材种，如转基因松树和杨树等。
六、生态环境改善林木基因工程育种不仅要提高林木的产量和品质，还要注重改善生态环境。
通过培育适合当地生态环境的林木品种，可以促进生态系统的平衡和稳定。
同时，还可以利用转基因技术培育具有生态修复功能的林木品种，如能够吸收和降解污染物的植物等。
七、林木育种技术创新随着科技的不断进步，林木育种技术也在不断创新。
除了传统的杂交育种外，现代生物技术如基因克隆、遗传转化和基因编辑等技术也得到了广泛应用。
林木生物技术与转基因研究
林木生物技术与转基因研究随着人口的增加和资源的匮乏，农林业生产面临着巨大的压力。
传统的种植方法已经不能满足人们对食品和木材的需求。
为了提高农林业的产量和质量，林木生物技术和转基因研究应运而生。
林木生物技术是一门利用生物学原理和技术手段，研究和应用于林木的生产和管理的学科。
它包括了从林木的种子和苗木选育、繁殖和疾病防治，到林木的生长促进和抗逆能力提高等方面。
通过对林木的生物学特性和基因组进行深入研究，可以实现林木生长的精细调控，提高林木的产量和质量。
林木生物技术的应用范围广泛，包括了花卉、果树、木本植物等各类林木的种植和管理。
转基因研究是指将外源基因导入到目标生物体中，从而赋予其新的性状或改良现有性状的一种生物技术。
在林木生物技术中，转基因技术被广泛应用于林木的遗传改良和抗逆能力提高。
通过导入具有抗虫、抗病、耐旱等性状的外源基因，可以提高林木的抗逆能力，减少生物和非生物胁迫对林木的伤害。
此外，转基因技术还可以提高林木的生长速度和产量，为农林业生产带来更大的经济效益。
然而，林木生物技术和转基因研究也面临着一些挑战和争议。
其中一个主要的问题是对转基因食品和林木的安全性担忧。
有些人担心转基因食品和林木可能对人体健康和生态系统造成不可逆的伤害。
因此，科学家们在进行转基因研究和林木生物技术应用时，必须严格遵守相关法律法规，进行全面的风险评估和环境监测。
另外，社会对于转基因技术的误解和负面宣传也是一个挑战，需要加强科普教育，提高公众对转基因技术的认识和理解。
尽管面临一些挑战，林木生物技术和转基因研究仍然有着巨大的潜力。
它们可以为农林业的可持续发展提供重要支持，帮助人们解决粮食和木材的供应问题。
同时，通过提高农林业的产量和质量，还可以减少对土地和水资源的开发，保护生态环境。
因此，我们应该支持科学家们的研究，并加强与公众的沟通和交流，共同推动林木生物技术和转基因研究的发展。
总之，林木生物技术和转基因研究是为了提高农林业生产效率和质量而进行的重要研究领域。
林业生物技术研究利用生物技术改良林木品质和抗病能力
林业生物技术研究利用生物技术改良林木品质和抗病能力林木作为森林资源中重要的组成部分，在人类生活和生态环境中扮演着重要的角色。
然而，传统的繁育方法只能满足一部分需求，难以在短时间内培育出品种优良、抗病能力强的林木。
为了满足社会对高质量林产品和生态系统的需求，林业生物技术应运而生，为改良林木品质和提高抗病能力提供了一种新的解决方案。
一、基因工程在林木繁育中的应用基因工程技术的出现，为林木的改良提供了新的途径。
通过转基因技术，可以向林木中导入来自其他物种的有益基因，从而改善林木的品质和抗病能力。
例如，将抗病性强的植物中特定基因导入到林木中，使其获得相应的抗病性，提高其生存能力。
此外，基因工程还可以调控林木的生长速度和形态结构，使其更适应不同的环境条件。
二、细胞和组织培养技术在林木改良中的应用细胞和组织培养技术是林木繁育中非常重要的一种生物技术手段。
通过体细胞和胚胎培养、愈伤组织培养等技术，可以在较短时间内大量繁殖优质的林木种苗。
同时，通过细胞和组织培养技术还可以实现对林木遗传物质的筛选和改良，通过体外选择来培育出更适应特定环境的林木品种。
三、分子标记技术在林木遗传改良中的应用分子标记技术是一种以DNA序列多态性为基础，对林木物种进行遗传背景分析和育种选择的方法。
通过分子标记技术，可以对林木进行遗传鉴定和优良基因的筛选，为林木遗传改良提供准确的分子信息。
此外，借助分子标记技术，还可以进行基因图谱的构建，从而更好地了解林木基因的结构和功能。
四、生物控制技术在林木病害防治中的应用随着病害的日益严重，传统的化学防治方法已经不能满足需求，甚至对环境和人类健康造成了一定的危害。
因此，生物控制技术成为一种更为可行和可持续的解决方案。
利用生物控制技术，可以筛选和应用天然的抗病生物制剂，利用天敌昆虫或微生物来控制病害的发生。
这种方法不仅可以减少对化学农药的依赖，还可以降低防治成本，减少对环境的负面影响。
综上所述，林业生物技术在改良林木品质和提高抗病能力方面具有广阔的应用前景。
转基因育种在林木遗传育种的应用
转基因育种在林木遗传育种的应用转基因育种是指通过基因工程技术将外源基因导入到作物或动物的染色体中，从而改变其遗传性状的育种方法。
近年来，转基因育种在农作物的育种中取得了显著的成果，但在林木遗传育种中的应用相对较少。
本文将探讨转基因育种在林木遗传育种中的应用前景和潜力。
一、转基因育种在林木抗病性改良中的应用病害是影响林木生长和产品质量的重要因素之一。
传统育种方法往往需要长时间的筛选和选择，而转基因育种可以通过导入具有抗病基因的外源基因，快速提高林木的抗病能力。
例如，转基因育种可以导入抗真菌病的基因，提高林木对真菌病害的抵抗能力，从而减少林木的生长受到的影响。
二、转基因育种在林木耐逆性改良中的应用林木在生长过程中常常受到环境的不利影响，如干旱、寒冷、盐碱等。
传统育种方法很难获取耐逆性强的品种，而转基因育种可以通过导入耐逆性基因，提高林木的耐逆性能力。
例如，转基因育种可以导入耐旱基因，提高林木对干旱环境的适应能力，从而减少干旱对林木生长的影响。
三、转基因育种在林木生长速度改良中的应用林木的生长速度直接影响着林木的经济效益和资源利用效率。
传统育种方法往往需要长时间的选育，而转基因育种可以通过导入生长速度相关基因，提高林木的生长速度。
例如，转基因育种可以导入生长素合成相关基因，促进林木的生长素合成和生长，从而提高林木的生长速度。
四、转基因育种在林木木材品质改良中的应用林木的木材品质直接影响着林木的产品价值和利用率。
传统育种方法往往需要长时间的选育，而转基因育种可以通过导入木材品质相关基因，改善林木的木材品质。
例如，转基因育种可以导入木材纤维素含量相关基因，提高林木的纤维素含量，从而提高木材的强度和质量。
尽管转基因育种在林木遗传育种中的应用前景广阔，但也存在一些潜在的问题和挑战。
首先，转基因育种可能引起环境风险，如基因流动和转基因林木对生态系统的影响。
其次，转基因育种需要严格的安全评估和监管措施，以确保转基因林木的安全性和可持续性。
林木转基因工作研究进展
林木转基因工作研究进展
贺晶;谭晓风;杨伟
【期刊名称】《湖南林业科技》
【年(卷),期】2001(028)004
【摘要】综合论述了近年来国内国外林木转基因工作研究进展,其中主要就林木转基因的方法、转基因植株鉴别、转基因在林木上的应用几方面进行了探讨,并将国内外林木转基因工作列表加以综合,最后指出了林木转基因工作中尚存在的问题及对未来转基因工作的展望.
【总页数】7页(P19-25)
【作者】贺晶;谭晓风;杨伟
【作者单位】中南林学院经济林育种与栽培国家林业局重点实验室,湖南,株
洲,412006;中南林学院经济林育种与栽培国家林业局重点实验室,湖南,株
洲,412006;中南林学院经济林育种与栽培国家林业局重点实验室,湖南,株
洲,412006
【正文语种】中文
【中图分类】Q813
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林木基因工程研究进展_陈英
分子植物育种，２００６年，第４卷，第１期，第１－７页ＭｏｌｅｃｕｌａｒＰｌａｎｔＢｒｅｅｄｉｎｇ，２００６，Ｖｏｌ．４，Ｎｏ．１，１－７专题评述ＩｎｖｉｔｅｄＲｅｖｉｅｗ林木基因工程研究进展陈英何秋伶诸葛强黄敏仁＊王明庥南京林业大学林木遗传和基因工程重点实验室，南京，２１００３７＊通讯作者，ｍｒｈｕａｎｇ＠ｎｊｆｕ．ｅｄｕ．ｃｎ摘要林木生长周期长，采用常规育种技术进行新品种选育所需时间长、见效慢，同时还存在基因源缺乏和杂交不亲和等制约因素。
基因工程是生物技术的核心，为林木遗传改良开辟了一条新的途径。
因此依靠现代基因工程与常规育种技术相结合，可极大地缩短林木育种周期，加速育种进程，创造新种质，选育新品种，对营造优质人工林，缓解木材供需矛盾，保护生态环境具有重要意义。
近年来，一些新的技术和方法的应用，如体胚转基因系统和超声波辅助根癌农杆菌介导法，以及很多有用目的基因的克隆促使林木基因工程取得了可喜的进展。
本文就应用于林木基因工程的新技术和新方法，以及林木木质素改良、缩短林木育种周期和促进开花、林木生长性状改良和植物修复（林木抗环境污染）等基因工程方面所取得的进展进行了概述。
关键词林木基因工程，转基因技术，木质素改良，生长性状改良，促进开花，植物修复ＲｅｃｅｎｔＡｄｖａｎｃｅｓｉｎＦｏｒｅｓｔ－ｔｒｅｅＧｅｎｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｈｅｎＹｉｎｇＨｅＱｉｕｌｉｎｇＺｈｕｇｅＱｉａｎｇＨｕａｎｇＭｉｎｒｅｎ＊ＷａｎｇＭｉｎｇｘｉｕＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＦｏｒｅｓｔＧｅｎｅｔｉｃｓａｎｄＧｅｎｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｊｉｎｇＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ，２１００３７＊Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ，ｍｒｈｕａｎｇ＠ｎｊｆｕ．ｅｄｕ．ｃｎＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｆｏｒｅｓｔｉｓｎ，ｔｅｎｏｕｇｈｆｏｒｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｄｅｍａｎｄｏｆｗｏｏｄｐｒｏｄｕｃｔａｎｙｍｏｒｅｉｎｍｏｄｅｒｎｓｏｃｉ－ｅｔｙａｎｄｐｌａｎｔａｔｉｏｎｆｏｒｅｓｔｒｙｉｓｂｅｃｏｍｉｎｇｔｈｅｍａｊｏｒｓｏｕｒｃｅｏｆｗｏｏｄｐｒｏｄｕｃｔｓ．Ｂｕｔｆｏｒｅｓｔ－ｔｒｅｅｂｒｅｅｄｉｎｇｒｅｓｅａｒｃｈｉｓｕｓｕａｌｌｙｄｅｌａｙｅｄｆｏｒｆｏｒｅｓｔ－ｔｒｅｅ’ｓｌｏｎｇｌｉｆｅｃｙｃｌｅ．Ｉｔｔａｋｅｓｕｐｍｕｃｈｔｉｍｅａｎｄｃｏｓｔｓａｌｏｔｔｏｉｍｐｒｏｖｅｆｏｒｅｓｔ－ｔｒｅｅａｎｄｓｃｒｅｅｎｎｅｗｃｌｏｎｅｂｙｕｓｉｎｇｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｂｒｅｅｄｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｌａｃｋｉｎｇｖａｌｕａｂｌｅｔａｒｇｅｔｇｅｎｅｓａｎｄｈｙｂｒｉｄｉｎｃｏｍｐａｔｉｂｌｅｂｅｔｗｅｅｎｐａｒｅｎｔｓｏｆｔｅｎｄｅｃｒｅａｓｅｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｂｒｅｅｄｉｎｇ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｆｏｒｅｓｔ－ｔｒｅｅｍｏｌｅｃｕｌａｒｂｉｏｌｏｇｙａｎｄｇｅｎｅｔｉｃｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｓｕｐｐｌｉｅｓａｎｅｆｆｉｃｉｅｎｔｗａｙｆｏｒｂｒｅｅｄｅｒｓ．Ｄｅｐｅｎｄｉｎｇｏｎｍｏｄｅｒｎｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｂｒｅｅｄｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｂｒｅｅｄｅｒｓｃａｎｓｈｏｒｔｅｎｆｏｒｅｓｔ－ｔｒｅｅ’ｓｂｒｅｅｄｉｎｇｔｉｍｅ，ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｂｒｅｅｄｉｎｇｐｒｏｃｅｄｕｒｅ，ｃｒｅａｔｅｏｒｓｃｒｅｅｎｎｅｗｃｌｏｎｅｓａｎｄｐｌａｎｔｈｉｇｈｑｕａｌｉｔｙｐｌａｎｔａｔｉｏｎｆｏｒｅｓｔｒｙ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｏｖｅｒｖｉｅｗｅｄｔｈｅｇｒｅａｔａｄｖａｎｃｅｓｔｈａｔｈａｄｂｅｅｎｇｏｔｔｅｎｉｎｆｏｒｅｓｔ－ｔｒｅｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｍｅｔｈｏｄ，ｆｏｒｅｓｔ－ｔｒｅｅｌｉｇｎｉｎｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｎｇｂｌｏｏｍ，ａｌｔｅｒａｔｉｏｎｆｏｒｅｓｔ－ｔｒｅｅｓ’ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄｐｈｙｔｏｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎ，ｓｇｅｎｅｔｉｃｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｏｆｆｏｒｅｓｔ－ｔｒｅｅ．ＫｅｙｗｏｒｄｓＦｏｒｅｓｔ－ｔｒｅｅｇｅｎｅｔｉｃｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌｉｇｎｉｎｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ，Ａｌｔｅｒａｔｉｏｎｆｏｒ－ｅｓｔ－ｔｒｅｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，Ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｂｌｏｏｍ，Ｐｈｙｔｏｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎ森林是陆地生态系统的主体，与人类生活的关系密不可分，有着极其重要的经济和生态价值。
木本植物基因工程研究进展
木本植物基因工程研究进展森林是生态环境的主体，在环境保护和农业的可持续发展方面有着不可替代的作用，我国是森林资源缺乏的国家，为了在保护天然林的同时，满足经济建设和生态建设对林木的需求，就必须营造大量高产、优质、抗逆的人工林(卢盂柱等，2007)。
由于林木生长周期长、遗传杂合性高、许多性状的遗传机理不明，因此利用常规育种手段进行林木遗传改良很难培育出符合人们需求的林木新品种(续晨等，2008)。
现代生物技术的发展，使利用基因工程直接改良林木遗传性状成为可能，加强了林木育种的目的性，缩短了育种周期，应用前景广阔，已成为目前林木遗传育种的主要研究领域。
目前的木本植物基因工程的研究主要集中在抗病、抗虫、抗逆和品质改良等方面。
1．2．1．1抗病基因工程在木本植物的遗传转化研究中常用的抗病基因有：抗病毒病害的外壳蛋白基因、PR蛋白基因和抗体基因、干扰素基因等；抗真菌性病害的病菌蛋白酶抑制剂基因、植物病原菌的毒蛋白基因，病原菌特异激发子的编码基因等；抗细菌性病害的解毒活性基因和溶菌酶基因等(施季森，2000)。
Sticklen等(1991)将抗真菌蛋白的基因成功转入榆树基因组中，使之产生对真菌抗性。
导入兔NP-1基因的毛白杨的组织液对多种微生物均有不同程度的抑制作用(Nicolescu,1996；赵世民等，1999)。
此外，杨李痘病毒(PPV)夕b壳蛋白基因已成功导入杏(Armeniaca vulgaris Lam．)中(林善枝等，2000)。
陈坚等(2007)从黑曲霉中克隆了具有广谱抗病性的GO基因，并通过农杆菌介导的方法转化到粗皮桉愈伤组织中，通过分子检测证实基因已整合到桉树基因组中，并初步证明转基因苗具有抗病性。
1，2．1．2抗虫基因工程抗虫基因主要有苏云金杆菌毒蛋白基因(研)、蛋白酶抑制剂基因(c尸丁)等。
其中研基因应用尤为广泛。
McCown等(1991)将抗虫研基因导入银白杨与大齿杨、欧洲黑杨与毛果杨的杂种，并获得抗虫转基因植株：Podila等(1994)利用土壤农杆菌将研基因转入欧洲落叶松，Ellis(1993)利用基因枪轰击的方法将其转入白云杉，Bolyard等(1991)同时利用基因枪轰击和农杆菌介导的方法将其转入榆树。
林木转基因工作研究进展
林木转基因工作研究进展第28卷第4期2001年12月湖南林业科技Hunan Forestry Science &Technolog yVol.28No.4Dec.2001收稿日期:2001-09-03 修订日期:2001-10-28文章编号:1003-5710(2001)04-0019-07林木转基因工作研究进展贺晶,谭晓风,杨伟(中南林学院经济林育种与栽培国家林业局重点实验室,湖南株洲412006)摘要:综合论述了近年来国内国外林木转基因工作研究进展,其中主要就林木转基因的方法、转基因植株鉴别、转基因在林木上的应用几方面进行了探讨,并将国内外林木转基因工作列表加以综合,最后指出了林木转基因工作中尚存在的问题及对未来转基因工作的展望。
关键词:林木;转基因;研究进展中图分类号:Q813 文献标识码:AThe progress of gene transformation in treesH E Jin,TA N Xiao-feng,YA NG Wei(National Forestr y Bureau Key L aboratory of No n-timber Product For est ry Br eeding and Cultiv ation,Central South Forestry U niv ersity,Zhuzhou 412006,Hunan,China)Abstract:The prog ress of gene transformation in forest trees w as summarized in the paper.T he methods,the identification and application w ere major discussed in the paper.The internal and ex ternal study achievements w ere sum med up in two charts.At the end of the paper,the existing problems and outlook of the gene trans form ation in trees w ere pointed out.Key words:forest tree;gene transformation;prog ress 生物技术自70年代崛起以来,发展非常迅猛,现已成为世界新技术革命的重要组成部分。
林木繁育与改良的方法与进展
林木繁育与改良的方法与进展林木繁育与改良是指通过人工手段，优选和培育适应特定环境条件并具有良好经济性状的林木资源。
这对于推动林业经济发展、生态保护和资源可持续利用具有重要意义。
本文将介绍林木繁育与改良的常用方法以及近年来的研究进展。
一、自然选择杂交法自然选择杂交法是指根据林木的自然优良性状，通过人工选择和交配繁育出具有更优性状的后代。
这种方法可以提高林木的抗逆性、生长速度和经济价值。
例如，在林木繁育中选择生长快、形态良好的个体进行杂交，可以获得更优良的后代。
二、人工选择定向繁殖法人工选择定向繁殖法是在林木种群中选择具有优良性状的个体，通过有意识地进行选择繁殖，培育出适应特定环境条件和经济需求的林木资源。
这种方法可以加速优良基因在种群中的传递和积累，提高林木的品质和产量。
近年来，随着基因组学和生物技术的发展，人工选择定向繁殖法在林木繁育领域发挥着越来越重要的作用。
三、分子标记辅助选择法分子标记辅助选择法是利用分子标记技术，通过检测和分析与目标性状相关的基因位点，辅助进行林木品种筛选和育种工作。
这种方法可以提高育种的效率和准确性，缩短育种周期，实现高效繁育和改良。
近年来，分子标记辅助选择法在林木繁育与改良中得到了广泛应用。
四、转基因技术在林木繁育中的应用转基因技术是指通过人工手段向林木种子或幼苗中导入具有特定性状的外源基因，从而改良林木的性状和功能。
这种方法可以提高抗病性、抗虫性和耐逆性等重要性状，也可以改善木材的性质和品质。
然而，转基因技术在林木繁育领域的应用仍面临一些争议和挑战，需要进一步的研究和探讨。
近年来，随着科技的发展和研究的深入，林木繁育与改良取得了一些重要的进展。
通过综合运用自然选择杂交法、人工选择定向繁殖法、分子标记辅助选择法和转基因技术等方法，科学家们成功培育出了一批具有良好经济性状和环境适应性的新品种。
这些新品种种植后表现出了较高的生长速度、抗病性和抗逆性，为林业产业的可持续发展提供了有力的支持。
林业生物技术与转基因林木研究
林业生物技术与转基因林木研究随着现代科技的发展，生物技术在林业领域的应用也越来越广泛。
其中，转基因技术作为一种重要的生物技术手段，对于林木的改良和培育具有重要意义。
本文将探讨林业生物技术与转基因林木研究的现状及未来发展。
1. 转基因林木的定义与特点转基因林木是指通过分子生物技术手段，向林木中引入外源基因，使其具有新的性状或功能的林木。
转基因林木的培育具有高效、精准、可控等特点。
通过转基因技术，可以为林木注入新的基因，提高其抗病虫害能力、适应性和生长速度，进而提高林木的产量和质量。
2. 转基因林木的研究进展目前，关于转基因林木的研究已经取得了一系列突破。
例如，转基因技术已成功应用于松树、杨树、柳树等林木的改良中。
通过转基因技术，科学家们可以选择与林木生长和抗逆性相关的基因进行调控，从而提高林木的适应性和生长速度。
此外，转基因技术还可以为林木添加新的营养价值、药用价值等，为林业经济增长和生态环境的保护做出贡献。
3. 转基因林木的利与弊转基因林木的研究和应用，既有积极的方面，也存在一些争议和风险。
从积极方面来看，转基因林木的培育可以提高林木的抗病虫害能力，减少农药和化学肥料的使用量，降低环境污染。
此外，转基因林木还可以增加木材的产量和质量，推动林业经济的发展。
然而，也有人对转基因林木持保留意见，担心其可能带来的生态风险和安全问题，如基因漂移、对其他生物种群的影响等。
因此，在进行转基因林木研究和应用时，必须充分考虑生态环境和人类安全的因素。
4. 转基因林木的未来发展方向未来，转基因林木的研究将更加关注以下几个方向。
首先，研究人员将进一步完善转基因林木的技术路线和方法，提高转基因林木的转化效率和稳定性。
其次，将重点研究林木抗逆性相关的基因，提高林木的抗病虫害能力和适应性。
同时，还需要对转基因林木的生态风险和安全问题进行深入研究，制定科学合理的安全控制措施。
最后，将加强与其他领域的合作，如生态学、基因组学等，促进转基因林木研究的综合发展。
林木遗传改良与育种技术研究
林木遗传改良与育种技术研究林木作为重要的自然资源，对于维护生态平衡和满足人们对木材的需求起着至关重要的作用。
然而，不同的树种在生长速度、木材质量和抗病虫害性等方面存在差异，因此，对林木进行遗传改良和育种技术的研究显得尤为重要。
一、林木遗传改良的意义和目标林木遗传改良是通过选择和培育具有良好遗传特性的个体或群体，以提高林木的生产力、抗逆性和经济价值。
其意义在于增加林木的产量和质量，提高抗病虫害能力，促进林木资源的可持续利用和保护。
遗传改良的目标包括提高林木的生长速度、木材品质、抗病虫害性、耐旱性和适应力等。
二、林木遗传改良的方法1. 选择法选择法是最常用的林木遗传改良方法之一。
通过对大量个体进行选种，选择具有良好性状的个体进行繁殖，以达到改良林木遗传特性的目的。
选择法主要包括家系选择法、家族选择法和单株选择法等。
2. 杂交法杂交法是通过两个或多个具有优良性状的亲本进行杂交，产生出具有更好遗传特性的后代。
杂交法通过增加基因的多样性，提高了林木的适应力和抗病虫害性。
混合杂交、致死杂交和连续杂交是常用的杂交法。
3. 诱变法诱变法是通过物理或化学手段来诱发变异，并选择具有优良性状的变异体进行繁殖。
诱变法可以扩大遗传变异的范围，提高遗传改良的效果。
辐射诱变、化学诱变和基因工程是常见的诱变法。
三、林木育种技术的研究进展1. 基因组学技术的应用随着基因组学技术的不断发展，林木育种技术取得了显著的进展。
基因组学技术可以帮助研究者对林木基因组进行深入研究，识别和利用与林木性状相关的基因，从而加快育种工作的进程。
2. 分子标记辅助育种技术分子标记辅助育种技术是一种高效的育种方法，可以在不破坏树木的前提下，通过分析DNA或RNA的序列来评估个体的遗传背景和性状表现。
该技术可以用于选种、配种和评估后代，提高育种效率。
3. 基因编辑技术在林木育种中的应用基因编辑技术是一种新兴的基因工程技术，可以通过精确修改和编辑林木基因组的特定基因，实现对林木性状的调控和改变。
林木生物技术与遗传工程研究
林木生物技术与遗传工程研究林木生物技术与遗传工程研究是指利用生物技术手段对林木进行遗传改良和研究的领域。
在过去的几十年中，随着科学技术的不断发展和创新，林木生物技术与遗传工程研究取得了显著的进展，为林业的可持续发展和林木品质的提高提供了重要的支持和保障。
一、林木生物技术的发展随着基因工程、细胞工程以及分子生物学等相关技术的突破，林木生物技术研究也得以快速发展。
利用基因工程技术，通过对林木的遗传物质进行重组和改造，可以增加或改良其某种特定性状，比如提高抗病虫害能力、耐逆性以及木质纤维素含量等。
细胞工程技术能够利用细胞的再生和组织的培养，实现林木的无性繁殖和育苗的高效率，从而加速品种改良和苗木增殖的过程。
基于分子生物学的研究，可以通过对林木基因组的解析和遗传变异的研究，揭示林木性状的形成机制，为林木的遗传改良提供理论依据。
二、林木生物技术的应用1. 林木遗传改良林木生物技术通过遗传改良，能够增加林木的抗病虫害能力，提高林木的耐逆性、木质纤维素含量等重要性状。
通过基因克隆和转基因等技术，可以将抗病虫害的基因导入到林木中，从而提高其对病虫害的抵抗能力。
另外，利用遗传工程技术可以增加林木的耐逆性，使其在恶劣环境条件下能够更好地存活和生长。
此外，提高林木的木质纤维素含量，不仅可以提高林木的经济效益，还能减少木材资源的浪费。
2. 林木繁殖与扩繁林木生物技术在林木繁殖和扩繁方面也发挥着重要的作用。
细胞工程技术通过体细胞或胚胎组织培养，可实现林木的无性繁殖，大大提高育苗的效率。
利用细胞工程和遗传工程等技术，可以快速大量繁殖优良树种，加强林木的种质储备和资源保护。
此外，细胞工程还可以实现对特定性状的选择和改良，通过对胚胎的选择和改造，获取具有理想性状的新种苗。
3. 林木基因组学研究林木基因组学研究是林木生物技术的重要基础。
通过对林木基因组的解析和研究，可以揭示林木的遗传变异规律以及重要性状的形成机制。
基因组学研究还能够为林木的遗传改良提供重要的理论依据和技术支持。
林木遗传改良研究进展
林木遗传改良研究进展林木作为重要的自然资源，对于人类社会的发展起着举足轻重的作用。
然而，由于环境变化、病虫害等原因，林木种群往往遇到种种困难，其产量和质量难以满足人们的需求。
为了解决这些问题，科学家们通过遗传改良技术对林木进行研究，并取得了一系列重要的进展。
一、遗传变异与种质资源在林木遗传改良研究中，种质资源的充分开发和利用是至关重要的。
科学家们通过大规模的试验和普查，筛选出许多具有较强适应性和良好生长特性的林木种质资源。
这些资源可以为改良林木品种提供丰富而可靠的遗传变异基础，并为进一步的研究提供了重要的资源支撑。
二、分子标记辅助选择技术的应用分子标记辅助选择技术(MAS)是林木遗传改良中的一项重要工具。
通过对林木基因组的深入研究，科学家们发现了一系列与林木优良性状相关的分子标记，例如单核苷酸多态性(SNP)、序列特异性引物扩增(SSR)等。
利用MAS技术，研究人员可以迅速而准确地选择出具有优良性状的个体，加速了育种进程，为林木的遗传改良提供了有力支持。
三、遗传转化技术的应用遗传转化技术为林木的遗传改良带来了全新的机遇。
通过引入外源基因，可以使林木表达特定的性状，如抗病性、耐旱性等。
此外，遗传转化技术还可用于提高林木植株的生物量和木材质量，从而增加其经济价值。
研究者们在这方面做了大量工作，不断完善遗传转化技术的体系，并取得了显著成果。
四、遗传资源保护与管理保护和合理利用遗传资源是林木遗传改良工作的基础。
随着人类社会的发展，林木遗传多样性受到威胁，一些珍贵的遗传资源正面临着灭绝的危险。
为了保护这些资源，人们建立了一系列林木遗传资源保护区，并制定了相关的管理政策和措施。
这些举措为林木遗传改良提供了可靠的保障，同时也为未来林木研究和利用提供了坚实的基础。
综上所述，林木遗传改良研究在多个方面取得了显著进展。
种质资源的开发和利用、分子标记辅助选择技术的应用、遗传转化技术的发展以及遗传资源保护与管理等方面的突破，都为林木的遗传改良提供了强大的支持。
林木基因工程
3、在功能基因组学上的应用
在功能基因组研究中，需要对特定基
因进行功能丧失或降低的突变，以确定其
功能。由于RNAi具有高度的序列专一性，
可以特异地使特定基因沉默，获得功能丧
失或降低的突变，因此RNAi可以作为一种
强有力的研究工具，用于功能基因组的研
究。
4、抑制效应的利用
利用基因沉默技术可以特异性的抑制 生物某一代谢途径中特定关键酶的活性， 从而使代谢反应在此关键酶处被打断，进 而使反应上游的特定代谢物积累，而积累 这些代谢产物可能正是基因工程所要实现 的。通过基因沉默，可以控制生物体内的 生化反应，使其朝着基因工程所设计的方 向进行。
1、转移基因序列的优化设计
在转移外源基因时，如果该基因与宿主
基因的序列差异较大，则容易引起该基因
甲基化，进而成为宿主基因组防御系统的
识别信号，所以应该尽可能采用与整合位
点附近序列差异较小的基因序列，以达到 克服或避免基因沉默发生的目的。
3、利用能干扰PTGS的某些病毒编码
HC-Pro，2b，P25等蛋白质能通过各
基因沉默的机制
外源基因进入细胞核后，会受到多种因 素的作用，根据其作用机制和水平的不同可 将基因沉默分为转录水平上的基因沉默 （TGS）和转录后的基因沉默（PTGS）。
转录水平上的基因沉默
• 是DNA水平上基因调控的结果，主要 是由启动子甲基化或导入基因异染色质化 所造成的，二者都和转基因重复序列有密 切关系。 1、甲基化作用 2、位置效应 3、正反向同源基因和多拷贝重复基因引起 的TGS 4、复杂结构外源基因引起的TGS
植物耐盐基因工程研究进展
盐害是影响植物生长和作物产量的主要 因素之一。用于提高植物耐盐性的基因工程 方法很多, 最常见的就是在植物中过量表达抗 盐相关的功能基因, 包括植物信号传导蛋白基 因（OsCIPK 基因、NTHK 1基因）、植物离 子通道蛋白基因（OsKAT1基因、ANt HX 1 基因、SeNHX 1基因）和合成小分子渗透剂 的酶基因（codA 基因、BvCMO）等。
转基因杨树研究进展
转基因杨树研究进展转基因技术是指通过人为的方式，将外源基因引入到植物或动物的基因组中，从而使其具备其中一种特定的性状或功能。
转基因杨树是指利用转基因技术对杨树进行改良和优化，使其具备更好的生长特性和抗逆性能。
近年来，转基因杨树的研究取得了显著进展。
首先，研究人员成功地利用转基因技术，将抗虫和抗病基因导入杨树中，从而使其具备更强的抵抗虫害和病害的能力。
例如，研究人员通过转基因技术将来自于苹果、樟脑树和南美榆的抗虫基因导入杨树中，使其对杨木天牛和斑点叶蝉等害虫具有较强的抗性。
同时，研究人员还利用转基因技术引入了来自拟南芥和土壤杆菌的抗菌基因，使杨树在抗病方面也有了显著提升。
其次，转基因杨树的研究还包括改善杨树的生长特性和木材质量。
研究人员利用转基因技术，成功地调控了杨树中相关的生长调控基因，使杨树在高温、干旱和寒冷等恶劣环境下能够维持良好的生长状态。
此外，研究人员还通过调控杨树中木质素合成相关基因的表达，使其产生更多的木质素，提高木材质量和耐久性。
然而，尽管转基因杨树的研究取得了一些重要的进展，但也面临诸多挑战和争议。
其中，转基因植物对生态环境的风险和转基因作物的安全性等问题被广泛关注。
此外，转基因杨树作为一种农作物，还需要面临伦理道德问题、法律法规问题和市场接受度问题等方面的挑战。
因此，未来的研究应继续探索转基因杨树的潜力和应用前景，同时需要加强对其生态和环境风险的评估和管理，并加强公众对转基因杨树的科学认知和社会接受性。
只有在科学和人类福祉的基础上，才能更好地利用转基因技术来改善杨树的品种和产业，推动林木资源的可持续发展。
林业科学研究进展介绍当前林业科学领域的最新研究成果
林业科学研究进展介绍当前林业科学领域的最新研究成果随着全球气候变化和资源短缺问题的日益突出，林业科学在可持续发展和生态保护方面的研究变得越来越重要。
下面将介绍当前林业科学领域的最新研究成果。
1. 林木遗传改良林木遗传改良是提高林木生长速度、木材质量和抗逆性的关键方法之一。
最新研究表明，通过基因编辑技术和转基因技术，能够快速培育出生长更快、抗病虫害能力更强的林木品种。
此外，利用基因组学研究揭示了不同树种基因组的组成和功能，为林木遗传改良提供了更为准确的信息。
2. 生态系统功能研究生态系统功能研究是林业科学领域的热点之一。
最新研究成果表明，林业植被可以显著降低土壤侵蚀速率、改善水质、减少土地沙化等环境问题。
同时，林业植被还能够吸收大量二氧化碳，缓解全球变暖问题。
通过对各类林地不同功能的研究，可以为生态系统的恢复和保护提供科学依据。
3. 森林防火技术随着林火频发和火灾规模的扩大，森林防火技术的研究也日益重要。
最新研究成果表明，利用先进的无人机技术、遥感技术和人工智能技术，可以实现对大范围森林火灾的实时监测和快速响应。
此外，通过开发新型防火材料和装备，提高林区的防火能力，有效降低林火造成的损失。
4. 林业资源管理和利用林业资源管理和利用是当前林业科学研究的重点之一。
最新研究成果表明，通过合理规划和管理，可以最大限度地提高林木的生长效率和木材的利用价值。
例如，通过优化种植结构和测算林木生长模型，可以实现林木生长周期的缩短和木材生产的增加。
同时，利用木材科学和工程技术的进步，可以开发出更多高附加值木材产品，提高林业产业的竞争力。
5. 森林生态系统恢复与保护森林生态系统的恢复与保护是当前林业科学研究的重要方向之一。
最新研究成果表明，通过采用人工造林、天然更新等方法，可以有效促进退化森林的恢复和重建。
同时，通过建立完善的保护区网络和采用经济激励措施，可以提高森林生态系统的长期保护效果。
总结：当前，林业科学领域的研究成果涉及林木遗传改良、生态系统功能研究、森林防火技术、林业资源管理和利用以及森林生态系统恢复与保护等方面。
转基因树木研究现状及发展趋势_廖维华
2013，33（ 5）
廖维华 等： 转基因树木研究现状及发展趋势
149
图 1 世界各地转基因树木研究活动分布情况（ a） 与转基因树木树种的实验室研究与田间试验分布（ b） Fig． 1 Distribution of research in transgenic trees worldwide（ a） Laboratory study and field trials in transgenic
中国生物工程杂志 China Biotechnology，2013，33（ 5） ： 148-160
转基因树木研究现状及发展趋势*
廖维华 安新民＊＊
（ 北京林业大学生物科学与技术学院 林木育种国家工程实验室 林木花卉遗传育种教育部重点实验室 北京 100083）
摘要 通过基因工程技术将外源基因到树木基因组弥补了其传统育种手段周期长、过程繁琐、性 状难以人为控制的缺点。在过去 20 年，树木转基因研究取得了令人鼓舞的成果，选育出多种携带 外源基因的树木，并经过了限制性田间试验。国外开展树木转基因研究先于国内，在抗除草剂、 抗虫、降低木质素等方面取得了显著进展，同时开展了转基因表达稳定性和安全性方面的研究。 本文综合论述了近年来国内外树木转基因工作研究进展。就各国转基因树木种植概况、遗传性 状改良方向、田间试验情况进行了介绍和总结，分析了存在的问题和未来发展的趋势。以期为我 国从事林木基因工程研究的科研工作者以及政府决策部门提供借鉴，以促进我国树木基因工程 的研究和发展。 关键词 树木基因工程 性状改良 田间试验 中图分类号 Q819
年，世 界 首 例 转 基 因 树 种———白 杨 NC-5339 （ Populus alba × P． grandidentata） 产生于美国［6］，此后在多个树
林木遗传改良的研究与应用
林木遗传改良的研究与应用林木遗传改良是指通过对林木遗传材料的选择、复制和改良手段，改善其生长发育、抗病虫害能力以及木材品质等性状的一系列技术。
林木遗传改良旨在提高林木的适应性、生产性和经济效益，为森林资源可持续利用以及人类社会的发展做出贡献。
本文将对林木遗传改良的研究现状、相关技术方法以及实际应用进行探讨。
一、林木遗传改良的研究现状近年来，随着生物技术的快速发展，林木遗传改良研究也取得了重要进展。
研究者们通过对林木的基因组、表达谱以及遗传变异等方面的深入研究，揭示了林木性状形成的分子机制，为林木遗传改良提供了理论基础。
同时，利用遗传标记辅助选择、基因编辑等新技术，研究人员能够更加准确地选择目标基因，加快育种进程。
二、林木遗传改良的技术方法1. 遗传标记辅助选择技术遗传标记辅助选择技术是指通过对与目标性状相关的分子标记进行筛选，以辅助选择具有优良性状的林木个体。
这种技术主要利用分子标记与目标基因或性状之间的关联程度进行筛选，缩短育种周期，提高育种效率。
随着高通量测序技术的应用，研究人员可以更加全面地评估林木基因组，发现与性状相关的关键基因，以及基因组中的遗传多样性。
2. 基因编辑技术基因编辑技术是近年来兴起的一种新型遗传改良技术，主要利用CRISPR等工具，对林木的基因组进行精确修改。
通过基因敲除、基因添加和基因修饰等手段，研究人员能够快速、精确地改变林木的性状。
例如，通过敲除或修饰木质素合成相关基因，可以提高木材的品质和加工性能。
三、林木遗传改良的应用林木遗传改良在林木资源保护与开发、森林抚育与经营等方面都具有广泛应用前景。
1. 林木资源保护与开发林木遗传改良可以通过提高林木的抗病虫害能力，改善其生长适应性，提高木材品质等方式，增强林木的生存能力和竞争力，有效防止病虫害的蔓延，实现林木资源的可持续利用。
2. 森林抚育与经营林木遗传改良可以根据经济和生态需求，选择具有快速生长、高产、抗逆能力强等性状的林木，通过育种选育或基因编辑等手段，快速培育出高产优质的新品种。
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20
湖南 林 业科 技
第 28 卷
术等。 基 因枪 技 术 又 称 粒 子 轰 击 技 术 ( Part icle bombardment) 、生 物发 射 技术 ( Biolist ic process) 或高速微粒 子发射技术 ( hig h- velocit y micropro jectile) , 它是借高速度运动的金属微粒将附着于其 表面的核酸分子引入到受体细胞中的一种遗传物质 导入技术[ 2] 。基因 枪大体可以分为 火药式、放电 式、和气动式三种类型。它具有无宿主限制, 受体 类型广泛, 操作简便, 快速等特点。目前, 在林木 上基因枪成功应用的例子有杨树、云杉、蔓越桔、 番木瓜等。 1 2 农杆菌介导植物转化
翅目的害虫抗虫效果显著。伍宁丰等[ 32] 1991 年首 次报道了用 Bt 基因转化欧洲黑杨, 得到转基因植 株。田 颖 川 等[ 6] 1993 年 用 含 Bt 基 因 的 农 杆 菌 LBA4404 转化 欧洲 黑杨, 共获 得 54 株 转基 因植 株。此外, 一些研究者还获得转 Bt 基因美洲黑杨、 胡桃等。
( 2) 蛋白酶抑制剂基因。蛋白酶抑制剂也是一 类抗虫小分子蛋白, 可以使害虫消化不良, 延长其 发育时间, 减少每年的繁殖代数, 降低害虫的种群 数量。蛋白酶 抑制剂一般不会引 起害虫的彻底死 亡, 这就避免产生较高的选择压力, 害虫的抗性不 至很快提高。目前已获得苹果、杨树、桦树[ 33] 等
树种的转基因植株。
收稿日期: 2001- 09- 03 修订日期: 2001- 10- 28
落后的位置, 近几年来, 随着分子生物学研究技术 不断成熟, 木本植物在这一方面也取得了长足的进 步, 本文旨在对林木转基因 研究工作现状做 一综 述。
1 林木转基因方法
基因转移方法大致可以分为两类: 一类是基因 的直接转化法; 另一类是通过一种可以使植物致瘤 的土壤农杆菌的质粒来转化植物[ 1] 。 1 1 直接 DNA 转化法
( 4) 原生 质体的转化。Gupta 等[ 26] 将荧 光素 酶基因转入北美黄杉及火炬松原生质体中, 并在培 养过程中存活的原生质体及再生细胞中测到了外源 基因的表达, 但木本植物原生质体培养周期长, 难 度大, 再生频率很低, 多数培养仅能形成细胞团和 愈伤组织, 真正得到转化的报道很少。
( 5) 附体腋芽转化。李卫等[ 27] 利 用沙田柚一 年抽梢三四次及自然出芽的特点, 采用农杆菌直接 感染附体叶腋并辅以打顶、生芽培养基促芽生长的 方法, 选择从芽诱导生根得到表达 GUS 基因的完 整转基因植株, 转化有效率为常规农杆菌介导法的 3~ 6 倍。
Zhuzhou 412006, Hunan, China)
Abstract: T he prog ress of gene transformation in forest t rees w as summarized in t he paper. T he met hods, the ident ification and applicat ion w ere major discussed in t he paper. T he internal and ex ternal st udy achievements w ere sum med up in t wo charts. At t he end of the paper, t he existing problems and out look of the gene t rans f orm at ion in trees w ere point ed out. Key words: forest t ree; gene transformation; prog ress
的外源基因主要有: 来自沙门氏菌的 aroA 基因和 来自吸水链霉菌的 bar 基因, F illat li J 等[ 37] 用农杆 菌介导突变的 EP SP 合成酶基因 aroA, 转入银白杨
大齿杨中, 转基因植株获得了对除草剂草甘磷的 抗性。De Block M 等[ 38] 在 1990 年, 用 bar 基因转 化银白杨 美洲黑杨, 转基因植株与对照相比, 明 显抗草甘磷。
( 2) 整体植株接种共感染。一般采用种子实生 苗或试管苗作为外植体, 人为地在整体植株上造成 创伤, 然后把农杆菌接种在创伤面上, 或用针头把 农杆菌注射到植株体内使其进行侵染转化。目前此 方法主要针对针叶树 叶形细小, 韧皮部粗厚的特 点, 在部分针叶树种上得到成功。如欧洲落叶松、 杂种 落 叶松 和 挪威 云 杉上 得到 稳 定 的再 生 转化 株[ 19] 。
完成, 肉桂醇脱氢酶 ( CAD) 是催化木质素前体生 成的最后一步反 应。Baucher 等[ 34] 1996 年利 用反 义 DNA 和共抑制策略, 使转基因杨树植株的 CAD 活性 减 少 70% 。 另 一 种 咖 啡 酸 羟 基 转 移 酶 ( COMT ) 催化 木质 素单 体形 成。Doorsselaere JV 在 1995 年构建了反义和有义的 COMT 基因, 并导 入欧洲山杨和银白杨中, 反义构建的四个转基因植 株中, 有 2 株 COM T 活性减少 70% , 另外两株减 少 95% 。 3 5 生产药物
2 转基因植物的鉴别
获得转基因植株后, 鉴定外源基因是否转入的 方法一般 包括: 报 告基因 检测、DNA 分 子鉴 定、 RNA 分子鉴定、蛋白质分子鉴定等。检测报告基 因 ( Gus, Nos, Gat 等) 是较为方便的鉴定手 段, 可以确定外源基因的存在和表达, 主要用以筛选转 化植株; DNA 分子鉴定包括点杂交、Sout hern 杂 交和 PCR 扩增等。Southern 杂 交应 用较 为普 遍, 其特点是可信度高, 可以获得外源基因整合位点、 整合特性和拷贝数等大量信息, 但操作程序复杂, 鉴定的 样品数量 有限。而 P CR 扩增 由于其快 速、 简捷, 只需少量 DNA 样品, 且能鉴定大量样品的 优点, 目前应用最为普遍。RNA 分子鉴定一般采 用点杂交和 Northern 杂交, 用以了解 外源基因的 转录情况。DNA 和 RNA 分子鉴定依赖于碱基因互 补配对的原理, 而蛋白质分子鉴定的基础是抗原抗 体反应, 主要有 Western 杂交和酶联免疫技术, 但 在林木转基因植株鉴定中较少用到[ 28~ 31] 。
( 3) 受 体 细 胞胚 或 胚 性 细 胞转 化。1988 年 M cG ranna han 等[ 20] 首次报道了美国西部核桃体细 胞胚转化 NPT - 等基因获得成功。近年来用体
细胞胚作为外植体已在核桃、山核桃、木瓜、桃上 得到转化[ 21~ 24] 。Wenck 等[ 25] 最近报道用快 速分 裂的胚发生悬浮培养细胞与农杆菌共培养, 得到高 效表达报告基因的挪威云杉和火炬松。
( 1 ) 受 伤 植 物 器 官 的 直 接 转 染。 1985 年, Horsh[ 6] 等首创根癌逐杆菌介导的烟草叶盘转化法 获得转基因植株, 使人们考虑直接用木本植物的组 织块进行转化。最常用的木本植物外植体为受伤叶 片、茎段和叶柄, 已在欧洲黑杨、毛白杨、杨树、黑刺 槐、苹果、李、桃、杏、猕猴桃、柑桔[ 7~ 17] 等树种上得 到成功。冯勤等[ 18] 以小粒种咖啡幼小胚苗的下胚 轴及子叶为转化受体, 用野生型根癌农杆菌感染, 得 到了可继续生长的畸胎小芽并测到了 GUS 基因的 表达, 进一步扩大了叶盘法的应用范围。
关键词: 林木; 转基因; 研究进展
中图分类号: Q813
文献标识码: A
The progress of gene transformation in trees
H E Jin, TA N Xiao- feng, YA NG Wei
( National Forestr y Bureau Key L aboratory of No n- timber Product For est ry Br eeding and Cultiv ation, Central South Forestry U niv ersity,
3 林木转基因的应用
3 1 林木的抗虫性研究 林木虫害严重, 抗虫基因工程为解决这一难题
提供了一个有效手段。 ( 1) Bt 毒蛋白基因。Bt 毒素对许多害虫都有
抑制和杀伤作用, 作为生物杀虫剂被广泛应用于林 木的害虫防治。Bt 毒素对某些森林害 虫尤其对鳞
第4期
贺晶等: 林木转基因工作研究进展
21
( 中南林学院经济林育种与栽培国家林业局重点实验室, 湖南 株洲 412006)
摘 要: 综合论述了近年来国内国外林木转基因工作研究进展, 其中主要就林木转基因的方法、
转基因植株鉴别、转基因在林木上的应用几方面进行了探讨, 并将国内外林木转基因工作列表加
以综合, 最后指出了林木转基因工作中尚存在的问题及对未来转基因工作的展望。
3 4 改善材质 木质素是维管植物细胞壁的组成成分, 在木本
植物中, 木质素的含量在 15% ~ 36% 干重, 在制 浆造纸工业中必须除去, 这需要消耗大量能源, 并 产生大量的有害物质, 降低林木中木质素的含量和 改良木质素的组成, 对于改善环境, 提高经济效益 都有积极的意义。木质素的形成由一系列酶促反应
第 28 卷第 4 期 2001 年 12 月
湖南林 业科技
Hunan Forest ry Science & T echnolog y
文章编号: 1003- 5710 ( 2001) 04- 0019- 07
Vol. 28 No. 4 Dec. 2001
林木转基因工作研究进展