Bt毒蛋白在转基因杨树中运输行为及机制研究

In order to investigate the internal and external factors to Bt toxic protein and mRNA transportation and the relationship between the transportation of Bt toxic protein and mRNA, the Bt protein and mRNA of 741 poplar with insect-resistant genes were used to analyze their transport position, transport volume, transport direction, Bt toxic protein accumulation, and possible signal regulatory effect by grafting experiment. The transport mechanism of Bt toxic protein will be revealed in protein level and gene expression level. The research could provide scientific basis for rational utilization of transgenic poplar, prediction of resistance and safety valuation manegment.

以转抗虫基因741杨树为材料，通过嫁接试验手段，分析Bt毒蛋白在植物体内运输的部位、运输量、运输的方向性和积累，Bt毒蛋白可能的信号调控作用，探索影响毒蛋白运输的内外因素；研究Bt基因转录产物mRNA在转基因树木中运输部位、运输量、运输的方向性和可能的调控作用，mRNA运输和Bt毒蛋白运输的关系，探索影响mRNA运输的内外因素。从外源毒蛋白体内运输及转录mRNA运输两个层次揭示Bt毒蛋白在转基因杨树中的运输机制，为转Bt基因杨树合理利用、抗性预测和安全评价管理提供科学依据。

Bt毒蛋白对靶标昆虫幼虫具有一定的毒杀作用，而对存活的高龄幼虫具有延长幼虫发育历期，降低幼虫体长增加速率；外源BtCry1Ac毒蛋白在转基因杨树中能够稳定表达。转基因杨树Pb29长枝叶、短枝叶和根系等组织中，BtCry1Ac毒蛋白含量在整个生长发育期均呈先升后降的趋势，8月20日BtCry1Ac毒蛋白含量均达到最高峰。短枝叶BtCry1Ac毒蛋白含量一直高于长枝叶；转基因杨树Pb29外源BtCry1Ac毒蛋白通过嫁接的方式，能够在砧木与接穗间进行双向运输，以韧皮部运输为主，并且各部位BtCry1Ac毒蛋白的累积量均是砧木>接穗下部>接穗中部>接穗上部。转基因杨树CC71外源BtCry3A毒蛋白通过嫁接的方式，能够在砧木与接穗间进行双向运输，以木质部运输为主，但运输的比率很低；转基因杨树Pb29外源Btcry1Ac基因的转录产物mRNA通过嫁接的方式，不能够在砧木与接穗间进行长距离的运输。同样，转基因杨树CC71外源Btcry3A基因的转录产物mRNA通过嫁接的方式，也不能够在砧木与接穗间进行长距离的运输；Bt毒蛋白及其mRNA不能作为转运信号的进行调控；通过转基因接穗嫁接到未转基因的砧木上来繁殖苗木，能提高植物的抗虫性，为生产提供了一条新的抗虫途径，为转Bt 基因杨树合理利用、抗性预测和安全评价管理提供科学依据。