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为了有效解决杨树虫害问题和完善转抗虫基因植物培育技术体系,通过室内和室外饲虫试验,研究了转基因杨树的抗虫性鉴定、抗虫效应及抗性规律;并应用基因工程技术进行了青杨再生体系建立和双价抗虫基因的转化。(1)转双价抗虫基因741毛白杨无性系对鳞翅目害虫的抗虫性生物测定。通过对741毛白杨转基因无性系的抗虫性生物测定,将各无性系划分为高抗、中抗、低抗和不抗四个等级,其中筛选出高抗和中抗无性系各3个。同时发现双价抗虫基因的表达与气温变化密切相关。随着气温的逐渐下降,昆虫死亡率逐渐下降。试验结果表明,各转基因无性系中昆虫的总死亡率、累计死亡率、各龄期死亡率与对照均存在着显著差异,可以准确反映抗虫基因对昆虫的毒杀作用并体现出不同抗性无性系杀虫特性的不同。试验还着力探讨了外源抗虫基因对测试昆虫的生长、发育的作用。试验结果表明,转基因无性系对测试昆虫的生长发育有明显抑制作用。各转基因无性系中蜕皮指数明显小于对照,昆虫各发育龄期历期比对照明显延长,各龄期发育速率亦远远小于对照,显示出对昆虫发育的明显抑制作用。从昆虫体重增长速率及蛹重来看,转基因无性系中昆虫体重增长速率比对照明显减慢,昆虫蛹重亦明显小于对照,体现了转基因无性系对昆虫生长明显的抑制作用。同时筛选出了昆虫的蜕皮指数、各发育龄期历期及各龄期发育速率、昆虫体重增长速率及蛹重等指标来全面而准确地反映转基因无性系对昆虫生长、发育的抑制作用。对各种昆虫的累计死亡率及各龄期死亡率分析结果表明,不同昆虫种类和同一昆虫幼虫的不同龄级对转基因无性系的敏感性亦有显著差异。4种昆虫的敏感性强弱依次为:美国白蛾>杨小舟蛾>杨扇舟蛾>舞毒蛾。随着昆虫幼虫龄级的增加,对转基因无性系的敏感性逐渐降低。确定了以网袋为器皿的最佳的田间群体试验方法,使试验在与生态环境基本一致的情况下进行,提高了试验结果的准确性。(2)转Bt基因和转凝集素基因的741毛白杨无性系对桑天牛抗性的确定。利用树上套笼接虫试验方法,测定了741毛白杨18个转基因无性系对桑天牛的抗性,通过聚类分析及对各危害指标的观察比较,初步确定了P10、CC11、CC25、CC53等4个抗天牛的无性系和1个轻感天牛的无性系P22。(3)青杨再生体系的建立及双价抗虫基因的转化。建立了青杨的最佳再生体系,即以叶片为外植体,诱导体胚或不定芽再生的培养基为1/2MS+6-BA0.3+IBA0.05或MS+6-BA.0+IBAO刀5+NAAO.05,进行芽增殖的培养基为 MS+6.BAO.5+旧AO.25,诱导嫩茎生根的培养基为1/2MS+IBAO.3。并初步确定了适于青杨的遗传转化系统,巨口: fitftff Zd 共培养 3d带切口的叶片外植体 一一一一一一卜感染细菌的叶片一二二7和 共培养叶片 暗培养 含Km50m。L的 含Km80m。L的 含Km80m少L的 一一一一一一一一和小定牙 一一一一一一一和孤性牙 一一一一一一一争 选择培养杜 选择培养基 生根培养基完整的转基冈植株 (4)双价抗虫基冈对青杨和雄性毛白杨的转化试验。通过对青杨和雄性毛白杨进行状价抗虫基冈的转化试验,经含 Km 40ngiL的生根培养基的筛选,获得了青杨抗性植株旧株,雄性毛白杨抗性植株门株。这是初步确定的转基因植株。