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本文以4个转rolB-pttGA20ox双价基因毛白杨株系和1个对照株系PT-16为材料,探讨了rolB-pttGA20ox双价基因对毛白杨生根生理、光合特性、抗逆性以及生长的影响。为进一步提高毛白杨的抗虫性和耐盐碱能力,采用一套基于Cre/loxP重组系统的植物多基因表达载体系统将苏云杆菌毒蛋白基因(BtCrylAc)、甜菜碱醛脱氢酶基因(BADH)、GA20氧化酶基因(pttGA20ox)和rolB基因构建于同一植物表达载体pYL1305上,转化烟草,验证了多基因的表达和功能。主要研究结果如下：1、转rolB-pttGA20ox双价基因毛白杨试管苗生根过程中内源IAA、GA3、ZR和ABA含量变化与对照差异明显,各项生根指标均高于对照。转基因株系不同程度地增大了对光的生态适应范围,其净光合速率与地径显著相关,与苗高相关不显著。盆栽期,各株系间苗高存在极显著差异,RG-1、RG-2和RG-3显著的高于RG-4和对照PT-16,地径差异不显著；移入大田后,各株系间苗高差异不显著,而地径出现显著差异,RG-4的平均苗高最高,达到了231.25cm,转基因株系中RG-4的平均地径最大,为13.91mm。对各株系的SOD活性和MDA含量测定表明,转基因株系RG-4对逆境的抵抗力最强,但与对照PT-16差异不显著。rolB-pttGA20ox双价基因的表达可能改变了毛白杨相关的生理代谢途径,同时,转基因株系在光合特性、生长、抗逆性等方面的差异明显,这也为选择优良的转基因株系提供了材料。2、采用PCR方法,扩增Bt基因,替换植物表达载体pYL1305中的gus基因,得到pYL1305-Bt。扩增CaMV35S-BADH-nos表达盒,并插入到pYL1305-Bt的多克隆位点,得到载体pYL 1305-Bt-BADH。将CaMV35S-GA20ox-nos表达盒、GH3-rolB-nos表达盒分别克隆到供给载体pYL-d1、pYL-d2上,经两轮重组得到多基因单载体pYL1305-Bt-BADH-GA20ox-rolB,并将其转化根癌农杆菌菌株EHA105。3、采用农杆菌介导的叶盘法将多基因转化烟草,对获得的抗性芽在含25mg／LHyg的培养基中进一步选择后进行分子检测,PCR检测和Southern杂交检测证明多基因已插入到烟草基因组中。进一步的RT-PCR检测证明,外源基因均得到表达,多基因表现为串联在一起插入到同一位点,其中转基因株系T2中各基因的表达量最高。4、转多基因烟草植株根部、茎部和叶片中IAA的含量均高于对照,分别是是对照的1.90倍、1.92倍和1.17倍；转化植株各部位的GA3含量均高于对照,转化植株中茎部GA3含量最高,叶片最低；转化植株的根、茎部ABA含量略低于对照,叶片中ABA含量高于对照；转化植株各部位的IAA/ABA比值均高于对照,其中根部的IAA/ABA值最高,是对照的1.82倍。5、转多基因烟草耐盐性试验表明,当NaCl为300mM时,对照生长受到抑制,叶片膨大黄化,不能生根,转基因植株生长正常,叶片保持绿色,并能正常生根。转基因烟草经不同浓度的NaCl长时间胁迫,其SOD活性高于对照,MDA含量变化幅度较小,而对照MDA含量随盐浓度升高而大幅降低。6、转基因烟草植株的茎、叶中均检测到了Bt毒蛋白,T2株系Bt毒蛋白含量最高,叶片中达到了585.53 ng/g.FW,茎中为573.66 ng/g.FW,而对照中没有检测到Bt毒蛋白。抗虫试验结果表明,饲喂一周后,转基因烟草对2龄舞毒蛾的校正死亡率为78.05%,对3龄斜纹夜蛾的死亡率为30.00%,并明显抑制了存活幼虫的生长发育。7、移栽后的转基因烟草植株高生长更加明显,节间伸长,表现出了pttGA20ox基因表达的性状特征,转基因植株地径也显著增大、叶片大而深绿、植株健壮,移栽4 W后转化植株平均苗高为19.28cm,地径为5.34mm,分别是对照的1.61倍和1.37倍。多基因在烟草中均能正常表达,没有出现基因沉默等现象,说明在构建多基因表达载体时,使用一定数目的同源序列的启动子和终止子是可行的,但随着基因的增多应该考虑更换不同启动子或在基因两端添加核基质结合区(MAR)序列以避免转基因沉默。多基因单载体的构建和各基因的正常表达为进一步的毛白杨等林木改良奠定了重要基础。