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杨树是杨柳科(Salicaceae)杨属(Populus)落叶乔木植物的通称,银中杨(Populus alba×P.berolinensis)是银白杨(p.alba Linn)与中东杨(P.Berolinensis Dipp.)经过杂交选育出的新型树种。银中杨是园林绿化的优良树种之一,但其扦插生根难,育苗成活率低的特点均是银中杨育种所面临的难题。因此,改良银中杨的性状、增加其对生存环境适应能力的意义重大。本实验选用银中杨当年生的幼嫩枝条作为植物材料,经过外植体的取材及消毒灭菌、预培、侵染、共培、卡那霉素(Kan)筛选、PCR分子鉴定及PCR产物测序等步骤,建立了发根农杆菌介导的银中杨遗传转化体系,确定银中杨遗传转化侵染最佳菌液OD600值为0.6,最佳侵染时间为30 min,最佳外植体为茎段的上段,Kan最小致死浓度为30 mg/L,转化植株基因组经过PCR分子鉴定及PCR产物测序,初步建立了发根农杆菌介导的银中杨茎段遗传转化体系。以银中杨转化植株为实验材料,对转化植株的株高、叶数、叶面积、茎粗、节间长度以及根系的根总长、根总表面积、根总体积、根总投影面积、根尖数、分枝数、单位平方米土壤总根长、平均根直径等形态学指标;丙二醛(MDA)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)等抗氧化酶活力;净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、细胞间隙CO2浓度(Ci)、水分利用效率(WUE)等参数;光系统II的相对电子传递速率(ETR)、实际光化学量子产量(ΦPSII)、光化学淬灭(qP)、非光化学淬灭(NPQ)、PSⅡ反应中心光化学效率(Fv/Fm)、光能转化能力(Fv/Fo)等叶绿素荧光参数进行测定与分析。形态学指标分析:转化植株株高矮化,节间变短,叶面积减小,生长速度高于同时期生长的对照植株;转化植株总根长、总根表面积、根体积、总根投影面积、根尖数、分枝数、单位平方米土壤总根长、平均根直径均大于对照植株,说明转化植株的根系庞大、侧根较多,有利于植株更好的吸收水分及养分,供给地上部分生长发育。抗氧化酶含量分析:转化植株中丙二醛(MDA)活力低于对照植株,说明转化植株所积累的损害植物膜系统的活性氧自由基积累的较少,转化植株超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)的活力大于对照植株,说明转化植株有着较强的清除自由基的能力,更好的维持活性氧代谢平衡。光合特性分析:转化植株净光合速率(Pn)高于对照植株,蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)与净光合速率(Pn)的变化趋势呈正比,均随着光强的增加而先升后降,水分利用效率(WUE)的变化趋势与气孔导度(Gs)成反比,即随着光强的增加先降后升,细胞间隙CO2浓度(Ci)随着光强的增加而逐渐上升。同一光强下,转化植株的Pn、Tr、Gs、WUE、Ci值大于对照植株,说明转化植株具有较高的光合速率,对水的利用能力及光能的转化能力较强。叶绿素荧光动力学分析:转化植株光系统II的相对电子传递速率(ETR)、实际光化学量子产量(ΦPSII)、光化学淬灭(qP)、非光化学淬灭(NPQ)大于对照植株,说明与对照植株相比,转化植株激发能的捕获效率、光能利用能力较高,转化植株能够及时将多余的光能通过热耗散的形式散发出去,PSⅡ反应中心光化学效率(Fv/Fm)、光能转化能力(Fv/Fo)、实际光化学量子产量(ΦPSII)、光系统II的相对电子传递速率(ETR)、光化学淬灭(qP)的总体变化趋势说明,转化植株具有较高的光化学效率,对光照强度的变化有较强的适应性,具有较强的光合作用能力。本实验所获得的银中杨新种质材料,为提高银中杨抗逆能力的基因工程育种研究奠定理论基础。