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毛白杨（Populus tomentosa Carr.）是我国特有的优良白杨派乡土树种,具有材质优良、寿命长、抗性和适应性强等特点,是我国北方地区常用的建筑、家具用材和造纸工业原料树种,对美化环境和保持水土也有重要作用。但毛白杨的插条生根较难、扦插成活率低,在很大程度上阻碍了这一优良树种的推广和产业化进程。本研究通过农杆菌介导的叶盘转化方法,将双价基因rolB-pttGA20ox转入毛白杨优良无性系PT-16和PT-19基因组中,开展利用基因工程育种技术改良生根和高生长性状的研究;并以转rolB-pttGA20ox双价基因烟草为试材,探讨了双价外源基因在转化植株中的表达稳定性和遗传特性。主要研究结果如下:1、优化了农杆菌介导的毛白杨遗传转化体系。首先确定毛白杨PT-16和PT-19叶片外植体不定芽诱导卡那霉素（Kan）临界耐受浓度为25 mg/L,试管苗不定根再生Kan临界敏感浓度为20 mg/L。高效的毛白杨叶盘转化方法为:叶盘预培养2d→含有200μmol/L AS的分化培养基（pH为5.0）接触培养4 h→OD600=0.3～0.4的农杆菌菌液侵染25 min→含200μmol/L AS的共培养培养基（pH为5.0,不含CoCl2·6H2O）5 d→延迟选择培养3 d。在此优化的转化体系下,Kanr芽再生率可达16%。胭脂碱型C58菌株介导基因转化毛白杨的能力明显高于章鱼碱型LBA4404菌株。2、转rolB-pttGA20ox双价基因毛白杨的获得及分子检测。采用优化的农杆菌介导叶盘转化方法再生的Kanr芽,经含有30 mg/L Kan的生根培养基和叶片分化培养基筛选,获得了29株初步判定已导入外源基因的转化植株。进行PCR检测阳性率为65.52%;Southern杂交证明外源基因已插入毛白杨基因组中,且均为单拷贝形式整合。进一步通过RT-PCR初步证明了外源基因在转化植株各器官中的表达,rolB基因具有特异性,表达强弱顺序为根＞茎＞叶;pttGA20ox基因在各器官中的表达丰度一致。3、鉴定了目的基因在转基因毛白杨中的表达特性。转化植株的组织细胞表现出对生长素的高敏感性,在低浓度生长素条件下表现出明显高于对照的生根能力。外源生长素的短时间诱导即可调控rolB基因的表达丰度;而pttGA20ox未受到外源生长素的诱导。转化植株各部位的GA3、IAA和ZR三种内源激素含量与对照差异明显。4、转基因毛白杨的形态表现出rolB和pttGA20ox两个基因所具有的功能特征。移栽温室4个月时,转化植株的生根状况明显优于对照,表现为侧根发达、毛状根众多,茎基部始生根位置上升约4cm,整个根系的根数多到难于统计,主根平均长度为43.3 cm,比对照长12.7 cm;转化植株的平均株高达到对照的2.18倍。5、以转rolB-pttGA20ox双价基因烟草为材料,验证了目的基因的稳定表达。内源激素和生长量测定表明rolB-pttGA20ox双价基因在转化植株体内能够稳定存在和表达,没有受到移栽或其他环境改变的影响而诱发基因沉默等现象。6、证实了rolB-pttGA20ox双价基因在转化植株中的遗传稳定性。随机选取90株播种生长的T1代转基因烟草,PCR显示其中62株能够扩增出rolB和pttGA20ox两个基因的特异条带,说明外源基因能够在转化植株中稳定遗传;进一步进行x2检测证明外源基因的分离符合3:1的孟德尔式遗传分离比率,推测其是以单位点插入转化烟草基因组中的。生长指标和内源激素含量的动态测定结果均表明双价基因在T1代转化植株中得到了表达。