不良环境如低温、干旱、盐碱等非生物逆境是自然界普遍存在的影响植物生长的因素,这些能引起植物体内发生一系列的生理变化,植物必须适应这些条件才能够生存。由于抗盐耐旱植物材料的缺乏,特别是乔灌木树种的缺乏,严重制约了我国北方盐碱干旱地区生态工程建设和农村经济发展。我国有大片的盐渍土壤(约占耕地面积的75%)等待进一步的开发利用,同时,我国也是一个水资源紧缺的国家,干旱和半干旱耕地面积占全国总耕地面积的38%,如何开发和利用大面积的盐渍土或盐渍化贫瘠土地,不仅是我国增加农业可利用土地资源的需要,也是改善生态环境、增加绿色植被、提高森林覆盖率的需要。因此,我国林业生产迫切需要解决适合这些地区植树造林和植被恢复的具有较高经济效应和生态效益的种苗。由于林木树种生长周期长、个体大,采用常规育种技术改良林木的抗逆性工作量大、年限长,导致林木优良品种的培育工作进展缓慢,难以满足生态建设和经济发展的需求。但是,现代生物技术的发展为培育抗逆的作物品种提供了新方法和途径,已经成为改良盐碱地经济而有效的手段。四倍体刺槐和国槐是优良的多用途树种,我国各地均有栽培,具有重要的生态和经济利用价值。如能提高抗逆性,对退耕还林、发展畜牧业和改善生态环境具有十分重要的意义。本研究主要优化四倍体刺槐再生体系,为基因工程育种奠定良好的基础;同时利用PIS基因所具有的对干旱、盐碱的抗御功能,以农杆菌为介导将其导入国槐中,以期获得抗旱、耐盐的新品系,加大推广面积,改善生态环境。目前取得的主要研究结果如下:1、四倍体刺槐再生体系的优化以四倍体刺槐茎段为材料,接种于附加不同浓度卡那霉素(Kanamycin)的CNB(MS+1.8mg/L NAA+1.1mg/L 6-BA)培养基上,当Kan浓度达到50mg/L时,愈伤组织明显膨大、疏松,不定芽的诱导和生长几乎完全受到抑制,50mg/L为筛选致死浓度;培养基中的激素种类和浓度对四倍体刺槐不定芽的诱导有明显影响,以CNB培养基培养10d后,转入附加50mg/L卡那霉素的DN培养基(含有一定浓度NAA、6-BA、ZT、2,4-D的MS培养基)上,通过两步诱导法,既提高了芽分化率(94%),又达到了筛选的目的。2、PIS基因转化国槐的研究利用农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导法,将PIS基因转入国槐中。结果表明:(1)适宜外植体为接触培养基吸收较多营养而形成的肥厚大叶片;大叶片无需预培养;(2)用液体分化培养基活化农杆菌,适宜侵染浓度OD600为0.3;(3)农杆菌侵染,将大叶片放于制备好的农杆菌菌液的培养皿中,其中农杆菌菌液量以刚好浸没叶片为准,用刀片划伤叶片,在菌液中浸染10~15min;(4)最佳共培养时间3d、共培培养基pH为5.5;(5)最佳暗培养时间为15~20天,即大叶片从农杆菌浸染后开始到转入再生培养基中的15~20天内放置在黑暗条件下培养,之后进行正常的昼夜光照周期培养,光照时间14h.d-1;(6)转化植株鉴定,用PCR和PCR-Southern方法对获得的转化植株进行检测,确定外源基因PIS已经整合到植株基因组中;(7)转化植株培育,将确定的转化植株继代培养20~25天后,取健壮小苗直接转入生根培养基中,10~15天,95%以上发育成健壮的生根幼苗。利用基因枪法介导基因转化,结果表明:(1)最佳外植体渗透处理时间为24h,甘露醇浓度为0.1mol/L;(2)低温处理最佳时间为12h。