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1、氮和磷对镉胁迫下杨树基因表达的影响及HMA3超表达载体的遗传转化森林是人类赖以生存的生态系统, 具有重要的生态效益。土壤重金属污染形势严峻 , 严重威胁着森林生态系统的稳定和健康。此前关于重金属污染的研究主要集中于农田, 而对森林关注较少。杨树（ Populus ）是修复重金属污染土壤的候选植物 , 其地上部分可以在一个生长季内积累较大的生物量 , 对重金属的总积累量要远远超过草本超富集植物 , 具有很大的重金属污染土壤的修复潜力。适当的氮、磷营养 , 可以提高植物对重金属胁迫等逆境的抗性 , 然而此前的研究多聚焦于农作物的生理机制。 本论文以 84K杨（Populus alba Populu
2、s glandulosa ）为试验材料 , 研究氮、磷营养元素在基因表达水平上对植物重金属毒害的缓解作用。研究结果显示 : 氮、磷营养的添加不同程度地改变了 84K 杨抗氧化、镉吸收转运、氮代谢相关基因的表达。氮营养的添加提高了大多数基因的表达量 , 增强了植物对镉（ Cd）胁迫的抗性 , 减轻了 Cd 对植物的毒害作用 , 但不同氮形态的作用也存在差异 , 铵态氮的作用优于硝态氮。磷的添加也不同程度地影响了杨树中相关基因的表达 , 可能主要是通过改变土壤 pH和 Cd的活性来影响植物对 Cd的吸收 , 对植物 Cd毒害也有一定的缓解作用。此前在杨树基因工程的研究中 , 主要改良的目标性状是抗
3、虫、抗病、降低木质素含量、抗除草剂、抗盐碱等 , 而在抗重金属胁迫上研究较少。重金属ATP酶（ HMAs）是重金属转运蛋白 , 通过消耗 ATP转运过多的金属离子。 HMA3基因定位在液泡膜上 , 可以将二价金属离子如Cd2+、Zn2+、Pb2+等运输到液泡中隔离起来 , 参与重金属离子的转运和解毒。 但目前关于 HMA3基因的报道较少 , 故本研究以 84K杨为对象 , 以基因组测序完成的毛果杨（Populus trichocarpa Torr.&Gray）基因序列为参考 , 设计特异性引物 , 克隆 84K杨的 HMA3蛋白编码序列 , 完成 HMA3超表达载体的构建。影响杨树遗传转化因素的较多, 培养基种类、激素、农杆菌浓度、侵染时间、外植体状态等都会影响杨树的转化效率。本论文对 84K 杨转化体系的叶片刻伤方式、叶片接种方式、分化培养基、生根培养基等进行了研究和筛选 , 结果表明叶片表面垂直主叶脉横切的刻伤方式优于叶块 , 叶片正面朝下接触培养基优于背面朝下的接种方式, 最佳叶片分化培养基为MS+0.5 mg.L-1 6-BA+0.05mg.L-1 NAA,生根培养基为 1/2MS+0.5 mg.L-1IBA。本试验中 , 通过抗生素的筛选 , 有 4 株组培苗正常生根。