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分子植物育种
(
网络版
), 2012
年
,
第
10
卷
,
第
1493-1496
页
Fenzi Zhiwu Yuzhong (Online), 2012, Vol.10, 1493-1496
http://mpb.5th.sophiapublisher.com
1494
竹子在人们的生产和生活中应用非常广泛，其
木质素含量及组成成分直接关系到竹产品的品质。
目前从竹子中克隆到与木质素生物合成相关的基
因还比较少，只有毛竹的
C3H
、
CCR
、
CAD
、
F5H-like
(
杨学文等
, 2009;
杨学文
, 2009)
、黄古竹的
PAL (
杨
学文等
, 2009)
、慈竹的
4CL (
周建英等
, 2010)
等有限
几个。绿竹属丛生竹类，在我国华东和华南分布较
多，是笋材两用竹种。竹笋中的木质素含量对口感
影响很大，而竹材中木质素含量也直接影响到竹材
的机械强度。本文将从绿竹叶片中克隆到的
BoCOMT1
基因反向导入烟草中，进行了相关分析并
对基因功能进行了初步验证。
1
结果与分析
1.1
转基因烟草的
PCR
检测
经抗性培养基筛选获得的转基因烟草，经过
PCR
检测进一步筛选阳性植株
(
图
1)
，共获得
7
个阳
性转基因株系。
图
1
转基因烟草的
PCR
检测
注
: M: DNA marker; 1:
空白对照
(
水
); 2:
野生型对照
; 3:
转
PBI121
空载体对照
; 4~7:
转目的基因烟草
Figure 1 The PCR identification of transgenic tobacco
Note: M: DNA marker; 1: Blank control (water); 2: Wild type
control; 3: Control of transformed line with PBI121 vector ;
4~7: Transgenic tobacco with target gene
1.2
转基因烟草的表型分析
在经过筛选获得的
7
个转基因株系中，表型上
存在较大差异，其中
4
个株系与对照没有明显差异，
基本与对照同时开花，而另外
3
个株系则生长比较
矮小，高度仅为对照的一半，且茎杆也明显较对照
细弱，幼苗期呈倒伏状，没有开花现象。
1.3
转基因烟草与对照茎杆颜色的比较
将转基因烟草与对照在相同的环境条件下进
行培养，成熟后将基部茎段切下，去皮，比较两者
之间的颜色差异。结果如图
2
所示，与对照相比，
转基因烟草茎杆下部呈现淡红色，而对照基本为白
色。将两种茎段在空气中自然干燥，转基因烟草茎
图
2
对照与转基因烟草茎杆颜色的比较
注
: A:
转基因株系
; B:
对照
Figure 2 Comparison of stem color between control and
transgenic tobacco
Note: A: Transgenic line; B: Control
段的颜色越来越淡，而对照没什么明显变化，完全
风干之后，两种茎段的颜色都不再发生改变。
1.4 Klason
法测定转基因烟草中木质素的含量
利用
Klason
法测定转基因烟草木质素的含量，
结果显示，在所有
7
个株系的转基因烟草中
Klason
木质素含量较对照都有下降，但程度各有不同。总
的来说，与对照表型接近的
4
个株系木质素含量下
降较少，而生长矮小的
3
个株系下降较多，其中下
降最多的达到了
28.7%
。
2
讨论
木质素是植物细胞壁的重要组成成分，构成纤
维支架，具有增强植物体机械强度的作用
,
也有利于
提高细胞的运输能力。通过转基因抑制木质素生物
合成酶的活性可以达到降低木质素含量的目的，但
有时也会对植物的生长发育带来不良影响，造成植
株生长矮小，细胞壁变薄等。在转反义
PAL
基因的
烟草中，当
PAL
活性下降到
1/3
以下时，转基因植株
就表现出矮化现象
(Boerjan et al., 2003)
。
Wagner
等
(2009)
也报道当辐射松中
4CL
酶活性受到严重抑制
时，会导致它象盆景一样矮小。本文的研究中也出
现了转基因植株矮化的情况，推测应该是木质素含
量的降低影响了细胞壁的合成，继而营养成分的运
输减少，从而使生长受到抑制。
转基因烟草与对照相比，在茎杆基部的颜色上
存在比较明显的差异。去掉外皮后，转基因烟草的
茎杆基部呈淡红色，而对照基本为白色。这种现象
在其他转木质素合成调控酶基因的植物中也有发
现。例如杨树在转入反义
COMT
基因
(Doorsselaere et
al., 1995)
或
4CL
基因
(
贾彩虹等
, 2004)
后，茎杆也都
显现出或深或浅的淡红色，而且颜色的深浅与木质