楊樹基因工程育種

前言

　　森林是人類文明的搖籃。人類社會(huì)發(fā)展到21世紀(jì)，森林資源和生態(tài)環(huán)境已成為制約社會(huì)發(fā)展的瓶頸。由于森林資源逐漸減少、生態(tài)環(huán)境日益惡化、全球溫室效應(yīng)增加而產(chǎn)生的一系列旱澇自然災(zāi)害，嚴(yán)重危及人類生存。增加森林面積、改善生態(tài)環(huán)境已成為世界共識。轉(zhuǎn)基因技術(shù)作為當(dāng)代分子生物學(xué)領(lǐng)域的一項(xiàng)前沿技術(shù)，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值，已成功解決了與人類生存、發(fā)展和生活質(zhì)量提高密切相關(guān)的許多重大問題?！　∥覈鴹顦溆N研究始于20世紀(jì)40年代，經(jīng)歷了探索期（40～50年代）、繁榮期（50～60年代）和恢復(fù)期或新生期（70～90年代）。楊樹改良目標(biāo)已由通用性向?qū)Ｓ眯杂N過渡，由單一的產(chǎn)量指標(biāo)向優(yōu)質(zhì)高抗多性狀綜合改良轉(zhuǎn)變，力求育種與環(huán)境、林種和材種需求緊密統(tǒng)一，楊樹人工林種植面積也超過了700萬公頃。在80年代以后，現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)，尤其是基因工程技術(shù)的發(fā)展給楊樹育種帶來前所未有的變革，極大地提高了育種效率和擴(kuò)展了育種目標(biāo)，促進(jìn)了楊樹重要經(jīng)濟(jì)性狀分子水平上操縱技術(shù)研究的迅猛發(fā)展?！　《嗄陙?，我國的楊樹轉(zhuǎn)基因育種工程在廣大科研工作者的共同努力下取得令人矚目的成果，在抗蟲、抗病、耐鹽堿研究領(lǐng)域成績斐然，一批抗蟲、抗病和耐鹽堿轉(zhuǎn)基因楊樹進(jìn)入田間試驗(yàn)、環(huán)境釋放和生產(chǎn)性試驗(yàn)，甚至商品化。在材性改良、生長調(diào)控、開花發(fā)育、生根機(jī)理等方面的研究也有長足進(jìn)展?！笆濉币詠韲蚁嚓P(guān)部門也從多種渠道加大了對林木轉(zhuǎn)基因研究的投入?！笆濉逼陂g，中國林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所林木育種組在國家轉(zhuǎn)基因植物研究與產(chǎn)業(yè)化專項(xiàng)課題“西部地區(qū)轉(zhuǎn)基因林草新品種培育與示范”及“優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)抗干旱耐鹽堿楊樹基因工程育種研究”、“973”國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目“樹木育種的分子基礎(chǔ)”、國家自然科學(xué)基金課題“楊樹性別的分子標(biāo)記及開花調(diào)控基因的克隆”等項(xiàng)目支持下，在林木遺傳育種常規(guī)和高新技術(shù)前沿領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究均取得了重要研究進(jìn)展，在楊樹基因工程育種技術(shù)和成效上也取得可觀的突破。本書匯集了本研究組“十五”期間研究取得的成果，它客觀、準(zhǔn)確、全面、系統(tǒng)地介紹本研究組楊樹基因工程育種研究的現(xiàn)狀與主要成就，期望能為其他樹種的相關(guān)研究提供參考，為相關(guān)科研人員學(xué)術(shù)交流提供平臺。　　借此機(jī)會(huì)學(xué)生們向恩師馬常耕研究員多年來給予的無私指導(dǎo)、關(guān)心、幫助和全力支持表示誠摯的感謝。同時(shí)感謝研究組協(xié)作單位科技人員（李愛萍、姜岳忠、茼勝軍、趙自成、王福森、湯玉喜、于雷研究員和樊軍峰教授）以及課題組的博士研究生吳斌、張蕾、劉希華，碩士研究生紀(jì)麗麗、丁昌俊、李文文和欒鶚慧等人為項(xiàng)目研究付出的辛勤勞動(dòng)。

內(nèi)容概要

　　《楊樹基因工程育種》首次較為系統(tǒng)、詳細(xì)、全面地整理和介紹了楊樹基因工程育種的最新研究進(jìn)展?！稐顦浠蚬こ逃N》分為4章；第1章主要介紹楊樹基因工程育種的研究現(xiàn)狀，主要包括楊樹基因克隆研究進(jìn)展、轉(zhuǎn)基因楊樹的研究進(jìn)展、轉(zhuǎn)基因楊樹生物安全性評價(jià)的研究現(xiàn)狀等；第2章主要介紹楊樹基因克隆的技術(shù)、方法和研究成果；第3章主要介紹轉(zhuǎn)基因楊樹新品種的培育技術(shù)、方法，包括抗旱、耐鹽、耐澇、抗蟲以及多基因共轉(zhuǎn)化楊樹新品種的培育歷程等；第4章主要介紹轉(zhuǎn)基因楊樹生物安全性評價(jià)的技術(shù)、方法及評價(jià)結(jié)果等。《楊樹基因工程育種》適合于從事植物遺傳育種的科技工作者、相關(guān)專業(yè)的高年級本科生和研究生閱讀和參考。

書籍目錄

前言第1章 楊樹基因工程的現(xiàn)狀及發(fā)展前景1.1 楊樹基因克隆1.2 轉(zhuǎn)基因楊樹1.3 轉(zhuǎn)基因林木生態(tài)安全性評價(jià)研究進(jìn)展參考文獻(xiàn)第2章 楊樹基因克隆2.1 木材性狀相關(guān)候選基因的克隆、RNAi表達(dá)載體構(gòu)建及轉(zhuǎn)化2.2 美洲黑楊PI同源基因（PdPI）克隆及其功能鑒定初步研究參考文獻(xiàn)第3章 轉(zhuǎn)基因楊樹的培育3.1 轉(zhuǎn)JERF36基因耐鹽銀中楊的培育3.2 轉(zhuǎn)ugb基因耐澇銀腺楊的培育3.3 轉(zhuǎn)SacB基因抗旱銀腺楊的培育3.4 轉(zhuǎn)基因抗蟲楊樹的培育3.5 多基因共轉(zhuǎn)化多抗楊樹的培育參考文獻(xiàn)第4章 轉(zhuǎn)基因楊樹的安全性評價(jià)4.1 轉(zhuǎn)基因楊樹外源基因遺傳穩(wěn)定性及水平轉(zhuǎn)移檢測4.2 轉(zhuǎn)基因楊樹對土壤微生物的影響初探參考文獻(xiàn)附錄1 全球批準(zhǔn)進(jìn)入田間試驗(yàn)及商品化的轉(zhuǎn)基因楊樹一覽表附錄2 全球轉(zhuǎn)基因作物批準(zhǔn)情況附錄3 開展林木轉(zhuǎn)基因工程活動(dòng)審批管理辦法附錄4 轉(zhuǎn)基因森林植物及其產(chǎn)品安全性評價(jià)技術(shù)規(guī)程附錄5 農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理?xiàng)l例附錄6 農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全評價(jià)管理辦法

章節(jié)摘錄

　　楊樹的木材（次生木質(zhì)部）是樹木維管形成層（簡稱形成層）分化的產(chǎn)物，由軸向系統(tǒng)和射線系統(tǒng)兩大類細(xì)胞組成。木射線由徑向稍伸長的薄壁細(xì)胞組成，但在多數(shù)失去功能的木質(zhì)部中形成次生壁，原生質(zhì)體死亡成為死細(xì)胞。軸向系統(tǒng)由導(dǎo)管、管胞、木纖維和木薄壁細(xì)胞四種成分組成，其中，導(dǎo)管分子和管胞統(tǒng)稱管狀分子（TE）。研究木材發(fā)育最重要的是研究次生木質(zhì)部的分化。次生木質(zhì)部分化過程是典型的PCD過程。　　木質(zhì)部分化方面的基因（主要是管狀分子分化基因、維管發(fā)育、木質(zhì)素合成、纖維素合成基因），最初都是利用圖位克隆、同源克隆等方法從百日草細(xì)胞離體培養(yǎng)系統(tǒng)和擬南芥突變體中獲得的，而直接來自于樹木的基因主要是利用同源序列基因克隆方法得到的?；蚪M學(xué)研究更加適合木材形成相關(guān)基因的分離（盧孟柱2003）?！　H上如瑞典、法國等獲得了楊樹不同組織及其不同發(fā)育時(shí)期的大量EST（Sterkyet a1．1998），并利用EST庫制備了的cDNA芯片分析了形成層到木質(zhì)部不同區(qū)域所涉及的基因表達(dá)（wullschleger et a1．2002）。隨著楊樹全基因組測序和基因注釋工作的完成，木材形成相關(guān)基因的克隆及其表達(dá)調(diào)控成為熱點(diǎn)?！　〈紊谛纬傻闹饕^程包括纖維素的合成和纖維絲在原生細(xì)胞壁上的沉積。影響次生壁形成的主要基因有纖維素合成酶（CesA基因家系和CesA類似基因（CSL）家系。

編輯推薦

　　《楊樹基因工程育種》分為4章；第1章主要介紹楊樹基因工程育種的研究現(xiàn)狀，主要包括楊樹基因克隆研究進(jìn)展、轉(zhuǎn)基因楊樹的研究進(jìn)展、轉(zhuǎn)基因楊樹生物安全性評價(jià)的研究現(xiàn)狀等；第2章主要介紹楊樹基因克隆的技術(shù)、方法和研究成果；第3章主要介紹轉(zhuǎn)基因楊樹新品種的培育技術(shù)、方法，包括抗旱、耐鹽、耐澇、抗蟲以及多基因共轉(zhuǎn)化楊樹新品種的培育歷程等；第4章主要介紹轉(zhuǎn)基因楊樹生物安全性評價(jià)的技術(shù)、方法及評價(jià)結(jié)果等。

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