目的 本研究对转多基因库安托杨株系的溃疡病抗病性检测及抗病相关基因的表达分析，为通过基因工程手段培育抗病林木新树种提供有价值的参考。 方法 以转JERF36等多个外源基因的1年生库安托杨株系D5-9、D5-20、D5-21及非转基因受体D5-0为材料，对主干人工接种溃疡病菌的各株系病情指数进行了测定，同时对接种5 d后树皮组织中5个抗病基因的表达情况进行了实时定量PCR（qPCR）分析。 结果 在溃疡病菌胁迫下，3个转基因株系对溃疡病菌的抗性显著优于非转基因受体株系，转基因株系间抗病性也具有一定差异，D5-21的病情指数显著低于其它2个转基因株系；肉桂醇脱氢酶基因在3个转基因株系树皮中表达量均高于对照，类甜蛋白基因仅在D5-19树皮中的表达量高于对照，其他3个基因在转基因株系中的表达量或与对照相当或低于对照。 结论 转多基因库安托杨株系的溃疡病抗性与非转基因对照相比均有显著提高，且转基因株系间差异显著；同时转基因株系中不同抗病基因的表达模式也有很大差异，说明溃疡病菌胁迫下转多基因库安托杨抗病调控的复杂性，其分子调控机制还有待深入研究。

目的 分析美洲黑杨不同类群的表型和生理特点，对比不同取样策略构建的表型核心种质库的有效性和代表性，科学有效地保存和管理种质资源的表型多样性，为美洲黑杨种质资源的深入挖掘和利用提供科学依据，同时为其他物种表型核心种质库的构建提供参考。 方法 基于前期表型生理性状群体结构的分析结果对美洲黑杨种质资源进行分组，通过多重比较分析不同类群的21个表型和生理性状的特点。计算无性系间的欧氏距离，利用组间联接法对每个类群的个体进行聚类，分别采用随机取样、偏离度取样、位点优先取样和性状频率取样策略对无性系进行筛选，构建表型核心种质库，对比分析选择最佳的取样策略。在表型核心种质库的基础上通过添加种质使表型保留比例（RPR）达到100.00%构建表型优化核心种质库，通过比较核心种质库与原始种质库的均值、方差、极差、变异系数和RPR对其代表性和有效性进行评价。 结果 美洲黑杨Was种源个体的高生长量、叶片数和叶片养分含量较高；Iow和Que种源无性系的根系生长发达；Mis、Lou和Ten种源无性系的茎生长量、叶片形态和单叶生长量突出。通过性状频率取样策略构建的表型核心种质库用最少的种质代表了原始种质库的多样性信息，核心种质库的有效性优于随机取样、偏离度取样和位点优先取样策略构建的种质库，最终构建了包括27个种质的表型核心种质库，取样比例为10.47%，均值差异百分率（MD）、方差差异百分率（VD），极差符合率（CR）、变异系数变化率（VR）和RPR分别为0.00%、80.95%、100.00%、148.94%和90.85%。在核心种质库的基础上添加5个补充种质构建表型优化核心种质库，使RPR达到100.00%，其MD、VD、CR和VR分别为0.00%、71.43%、100.00%和142.19%。通过PCoA分析表明：表型核心种质库和优化核心种质库均具有良好的代表性。 结论 不同类群的美洲黑杨种质资源的根、茎、叶生长性状存在明显差异。通过性状频率取样策略构建的美洲黑杨表型核心种质库和优化核心种质库可以在保留原始种质多样性的基础上，较大限度的降低种质库的规模和冗余度，提高种质库表型变异水平，为有效保存、管理和利用美洲黑杨种质资源提供科学依据。

In this study, the transgenic poplar (Populus × euramericana‘Guariento’) harboring five exogenous genes (SacB, Vgb, BtCry3A, OC-I and JERF36#) and the control plants were selected, comparing the wood property variation of 5-year-old trees, and trying to understand whether the transgenic of exogenous genes produce unintended effects. The results showed that the transgenic of exogenous genes caused a wide range of variation in non-target wood properties, the variations were found not only between transgenic and wild-type lines, but also among transgenic lines. Compared with the control, the transgenic lines, the contents of holocellulose and cellulose increased, the total lignin and acid soluble lignin decreased, the fiber length, the fiber width, the microfibril angle and the acid insoluble lignin varied uncertainly. It is concluded that the introduced exogenous gene could generate unintended effects on corresponding non-target target traits.

目的 评价转基因库安托杨可能引起的生态风险。 方法 利用PCR扩增研究外源基因水平转移情况，利用稀释平板法研究土壤中细菌、真菌和放线菌数量。 结果 电泳结果显示：林下杂草混合样品和土壤微生物DNA样品中均未出现目的基因片段。转基因株系和非转基因株系的非根际土壤中可培养的细菌、真菌和放线菌数量在杨树的不同生长期出现一定的变化，但是这种变化没有明显的规律。 结论 8年生转基因库安托杨未出现外源基因水平转移，也未对土壤微生物的数量产生显著影响。

以库安托杨转多基因株系(D5-9、D5-18、D5-19、D5-20、D5-21、D5-24、D5-26)和未转化株系(对照CK)为试材,研究不同水分处理(水涝胁迫、浸渍胁迫、正常供水)对其生长及生理性状的影响。结果表明:随着胁迫的加剧,各株系株高、根系生长和生物量累积呈下降趋势,而地径生长有所增加。浸渍、水涝胁迫下对照株系的净光合速率均最低,分别为11.99、10.37 μmol·m-2·s-1,比正常供水分别减少了14.0%和25.6%;浸渍胁迫下D5-26的净光合速率最高,为13.95 μmol·m-2·s-1;水涝胁迫下D5-19的净光合速率最高为12.01 μmol·m-2·s-1。蒸腾速率、水分利用效率、气孔限制值、叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量均下降,叶绿素a的降幅小于叶绿素b,叶绿素a/b值先降后升,而气孔导度和细胞间隙CO2浓度增大。PSⅡ的实际光化学效率、电子传递速率、潜在光化学活性和最大光化学效率均降低,初始荧光产量和最大荧光产量增加。涝渍胁迫对所有供试材料的生长及光合、叶绿素荧光等生理性状均有影响,但对转多基因株系的影响明显较对照小,且株系间存在差异。以生长、光合参数和叶绿素荧光参数为指标对供试材料进行综合评价,各株系的抗涝能力从高到低的排序为:D5-26>D5-19>D5-18>D5-21>D5-9>D5-20>D5-24>CK。

Populus euramericana‘MR3’is a transgenic clone transformed with five foreign genes (JERF36, SacB, vgb, and BtCry3A+ OC-1) via genetic engineering approach using Populus ×euramericana‘Guariento’as the receptor. This variety inherits the features of fast-growing and broad adaptation that the receptor possessed and further enhances the tolerance to various stresses including drought, salt, flooding, and insects feeding. The experiments in greenhouse for stress tolerance assays indicated that the expression of foreign genes led to improved tolerance to drought, salt, flooding, and insects (mainly Plagiodera versicolora). Field trial in an area with salinized soil in Shandong Province showed a 7.77% increase in stem volume than that of the control clones of 5-year-old saplings. Another field trial at Linghai in Liaoning Province indicated a 15.41% increase in stem volume than that of the control clones of 2-year-old. In the experiments in greenhouse, laboratory, and field, the P. euramericana‘MR3’showed enhanced characteristics such as fast-growing, higher tolerance to drought, salt, insects, and flooding stress, and is expected to be one of the ideal new poplar varieties for wood industry and ecosystem conservation in North China.

以美洲黑杨杂种F1代及亲本为研究材料,对叶面积、气体交换指标、气孔特征和RuBP羧化酶活性等进行测定,以揭示美洲黑杨亲本与杂交子代的光合速率、气孔特征、RuBP羧化酶活性差异及其相互之间的关系,进而探讨美洲黑杨不同生长势子代形成的生物学机理. 结果表明:与亲本和低亲子代相比,超高亲子代 H1、H2的光合面积(单叶面积和单株叶面积)最大、光合生产率(平均超母本46.22%,超父本66.37%)、叶绿素含量最高(平均超母本280.09%,超父本452.29%)、RuBP羧化酶活性最大(平均超母本20.79%,超父本58.56%),上、下表皮数量比和气孔频度最大,光饱和点最高(平均为2 189.33 μmol·m-2·s-1),而光补偿点、表观量子效率和暗呼吸速率最低,使其具有更广的光强适应能力,高效的光能吸收、转化和碳固定速率,并促进干物质积累和器官形态建成,从而提高生长速度. 单株叶面积、光合生产率和叶绿素含量可作为生长量评选的间接指标.

以104份欧洲黑杨不同基因型(无性系)为材料,通过生长量和生理指标的测定,研究土壤施氮和不施氮条件下其氮素利用效率的差异。结果表明:不同供氮水平下,不同基因型欧洲黑杨生长差异显著。根据2个供氮水平的苗木年平均材积生长量将欧洲黑杨群体划分为4个类型:双高效型、高氮高效型、低氮高效型和双低效型,并结合氮反应指数在双高效型与高氮高效型中分别筛选出8个氮素利用效率高、生长表现优良的基因型,具较高的育种价值。比较分析欧洲黑杨不同基因型氮素利用效率相关指标,发现双高效型的净光合速率、硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性、根系干质量、体积、比表面积均高于高氮高效型,初步揭示了不同类型欧洲黑杨氮利用效率存在差异的机理。

目的 研究6个欧美杨无性系生长及光合特性对不同光强的响应差异，为欧美杨苗期快速选育高光效优良品种提供一定的理论依据。 方法 在大田用遮阴网设置CK（100%自然光强）、L1（55%自然光强）和L2（20%自然光强），测定欧美杨的苗高增长量、叶片形态、光合速率、叶绿素荧光特性、叶绿素含量及矿质元素含量。 结果 除11-26-9外，无性系的苗高总生长量随着光强的降低呈下降趋势；随着光强的降低，不同无性系的叶片形态变化趋势不一致，3个光强下无性系间的单叶面积、叶形指数和比叶面积存在差异；无性系在L2处理下的净光合速率(P_n)最低，胞间CO₂浓度(C_i)最高；3个处理下,11-26-8的气孔导度均最大；在L1与L2下，11-26-9的F_v/F₀值均最大；无性系的叶绿素b含量与叶绿素总含量呈现相同的变化趋势；11-26-4、11-26-8和11-36-26的钾、钙、镁元素含量随着光强的降低而增加。 结论 不同无性系对光强变化的适应策略不同，部分无性系的高生长和净光合速率随着光强的降低而减小，降低光强没有破坏无性系的PSⅡ结构。多数无性系的总叶绿素含量、矿质元素含量随着光强的降低而升高。11-36-26无性系的生长势及抗弱光能力较弱。

对欧洲黑杨α-expansin基因 PnEXPA1 的SNP多态性与水分利用效率相关性状稳定碳同位素比率（δ13C）进行了关联分析。利用SNaPshot技术对 PnEXPA1 基因内11个SNP位点进行了基因型分型，发现各SNP位点优势基因型均为纯合，且其频率高于杂合基因型。关联分析显示：SNP8和SNP12在采用单因素方差分析（ANOVA）和一般线性模型（GLM）2种方法时均与δ13C值显著关联。SNP8为exon 1内的无义突变，可解释6.620%的表型变异；而SNP12位于intron 1中，遗传贡献率为6.613%；这2个SNP位点与SNP9、SNP13共同位于一个高连锁不平衡（LD）的单倍型块中。SNP8与SNP12的TT基因型无性系均具有较高的δ13C值，为优势基因型。