转基因败育毛白杨雄株外源基因横向转移研究

遗传改造生物（GMSs）外源基因横向转移（HGT）是目前GMOs环境安全问题的热点，相关研究以遗传改造作物外源基因横向转移为主。木本植物由于其自身生物学特性，其转基因产品潜在的生态风险可能会更大，但有关研究严重滞后。本项目拟采用转基因败育毛白杨雄株为实验材料对其外源基因横向转移进行研究：（1）确定转基因植株在其生长土壤中发生外源基因横向转移的敏感受体微生物以及发生转移敏感季节；（2）分析转基因植株生长介质中可被用于基因横向转移的外源基因来源（外源DNA行为）；（3）分析有益微生物和宿主互作过程以及有害微生物侵染致病过程中微生物自身形成感受态细胞的可能性及形成过程；（4）确定转基因败育毛白杨雄株外源基因发生横向转移的必需条件，（5）建立转基因败育毛白杨雄株外源基因横向转移模式。相关研究对科学评价转基因杨树及其它转基因木本植物环境安全有重要的理论价值，对相关法律法规制定亦有重要的指导意义。

本项目利用多年生转基因败育毛白杨雄株，进行了其外源基因环境行为以及外源基因与环境微生物之间的横向转移研究。.转基因败育毛白杨雄株干枯花絮、枯枝落叶、害虫排泄物以及虫体、植物伤流液、叶片淋洗液及其根际土壤溶液等DNA分析，枯枝落叶可以重复稳定的检测到外源基因特异片段，推测为转基因植物外源基因释放到环境的重要媒介。.利用木霉（Trichoderma spp.）、青霉（Penicillium）、黑曲霉（Aspergillus niger v.Tiegh）、镰孢霉（Fusarium）等真菌孢子，建立了快速检测真菌基因组DNA的PCR检测方法。.2010-2012年连续3年的外源基因特异片段分析，在转基因败育毛白杨雄株根际可培养细菌、真菌中未发现检测结果可重复、稳定的阳性菌株；枯枝落叶可培养细菌、真菌中也未发现转基因植物中外源基因片段。.利用木霉、青霉、黑曲霉、镰孢霉、杨树叶锈病菌（Melampsora larici-populina Kled）、葡萄座腔菌（Botryosphaeria dothidea (Moug. ex Fr.) Ces et de Not）孢子以及根癌农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）侵染转基因败育毛白杨雄株组培苗叶片（非离体培养），检测不同培养时间后分离的菌株外源基因特异片段，未发现可重复稳定的PCR阳性菌株。.利用木霉、青霉、黑曲霉、镰孢霉、杨树叶锈病菌、葡萄座腔菌（杨树溃疡病菌）孢子以及根癌农杆菌侵染非转基因败育毛白杨雄株组培苗叶片（离体培养），正常培养不同时间后分别将材料转入含有不同浓度的pBTiA（含有Bt基因）质粒DNA溶液中共培养24小时，分离菌株并进行外源基因特异片段检测，未发可重复稳定现PCR阳性菌株。.利用野生型根癌农杆菌侵染11年生转基因败育毛白杨雄株植株茎干，致病后分离瘤体内根癌农杆菌并检测其外源基因特异片段，未发现PCR阳性菌株。.利用野生型根癌农杆菌转化转基因败育毛白杨雄株叶片获得转化植株，分离转化植株内根癌农杆菌，并检测外源基因特异片段，未发现PCR阳性菌株。.通过以上研究结果我们发现枯枝落叶是携带外源基因或片段并转移到环境的重要媒介。真菌孢子可以直接用于真菌DNA的PCR检测。自然条件下外源基因从转基因杨树进入环境微生物的几率极低。