转BpCCR1正义链及反义链对7年生盆栽白桦木质素的影响及优良株系选择

作者：张嫚嫚; 刘宝光; 顾宸瑞; 王楚; 陈肃; 姜静; 刘桂丰^*

来源：北京林业大学学报, 2019, 41(06): 86-95.

DOI：10.13332/j.1000-1522.20180412

• 白桦
• CCR
• 木质素
• 纤维
• 优良株系

【目的】肉桂酰辅酶还原酶(Cinnamoyl-CoA Reductase,CCR)是催化木质素合成特异途径中的第一个限速酶。通过测定转基因株系和野生型株系(WT)的木质素和单体含量,探究转BpCCR1基因正义链和反义链对白桦木质素含量的影响,进而筛选出转基因优良株系。【方法】以获得的7年生白桦转BpCCR1正、反义链株系为试验材料,采用PCR及qRTPCR技术分别对目标基因的稳定性及表达量进行检测,采用改进的Klason法及液相色谱法分别对木质素含量及单体含量进行测定,采用硝酸-氯酸钾法和排水法分别对木纤维长和宽及基本密度进行测定,并调查树高及胸径,以此来分析转BpCCR1正、反义链对白桦上述性状的影响。【结果】PCR检测表明,5个转正义链株系及14个转反义链株系的目标基因均为阳性;qRT-PCR分析显示,BpCCR1基因不但在转正义链株系中上调表达,而且在转反义链株系中也呈上调表达。转正、反义链白桦株系木质素含量均增加,其中10个转反义链株系的Klason木质素和总木质素含量均值较野生型株系(WT)分别提高了7.46%和7.05%,木质素含量最高的FCR11株系较WT株系分别提高了12.26%和11.81%;转基因株系基本密度虽然有一定的变化,但无明显规律。转正义链株系的木纤维宽明显变小,5个株系均值较WT减少8.82%;而转反义链株系的木纤维长受到明显抑制,有11个株系与WT的差异达到了显著性水平(P <0.05),其均值较WT减少12.12%。转基因株系与WT的材积差异也达到显著性水平,有11个转反义链株系的材积大于WT,7个株系达到显著性水平(P <0.05),其平均材积生长量较WT提高77.1%。采用主成分分析法选择FCR2、FCR27和FCR33株系为优良株系。【结论】转BpCCR1正义链及反义链均提高白桦木质素含量,综合树高、胸径等6个性状筛选出3个优良转基因株系。

• 单位
  东北林业大学; 林木遗传育种国家重点实验室