[发明专利]Acaciamangium的再生和遗传转化

说明书

发明背景

森林对世界经济及保持和保存我们的生态系统是非常重要的。森林树木有广泛的商业用途(提供建筑用木材，造纸和生产纸浆的原料，及作为能源)。木制产品的总需求量(大多数为发展中的国家造纸和纸浆及木材所需)已年年增加，且原始森林不能补给。重新造林是满足这种增加的需求量的解决办法。通常地，选择快速生长的，普遍适合的树种进行重新造林。多数树木改良程序是基于遗传方法处理的，包括从现存的森林中选择上好的克隆，保存遗传可变性，部分控制的繁殖及所需的性状的传统培育。除了通常培育一些子代之外，传统的培育已成功获得快速和均匀生长的精华树木。然而，许多其它性状如疾病和昆虫抗性，不同木质素组分和含量难以获得，这是由于树种的高度杂合性和大面积分离群所致。另外，赋予一些表型如疾病抗性的基因可能根本不在基因库中。另一方面，基于树种遗传转化的的分子培育提供了导入特殊的表型而不影响培养物的遗传背景的可能性。杨属种和桉树种中的遗传转化成功地修饰了木质素的含量(Tzfira等，1998；Robinson，1999)。分子培育森林树种的先决条件是有可靠的及可再生的遗传转化方法，而这依赖于从一个细胞中再生一个完整植物的系统。

金合欢(Acacia)属包括大约1200种热带和亚热带树种。其属于含羞草科植物。Acacia mangium是一种多用途的，快速生长的和固定氮的精华热带豆类树。成树接近30米高，且其树干通常直立于总高度的一半以上。幼苗的纯种叶是象蕨类植物的羽状叶。幼苗的第一个羽状叶有6-8个小叶，接着幼苗的第二个羽状叶发育为双羽状叶。通常当幼苗生长至8-12个双羽状叶时，叶柄扩宽为叶状柄，而小叶完全不发育，且真叶在幼苗中消失。叶状柄是扁平的叶状茎，其看起来且功能上类似其它植物的普通叶。小枝，叶状柄和叶柄是光洁的或轻度糠秕的。叶状柄有5-10cm宽，长为宽的2-4倍，深绿色，干燥后是似纸质的。叶状柄有3-4条主要的纵向叶脉，其在叶状柄基底的背面边缘连接在一起。二级叶脉是纤细的和不显眼的。

花是松散的穗状花序，长10cm，且独自或成对的在叶腋上。花由5个部分组成，且花萼长0.6-0.8cm，伴有短圆裂片。花冠长度是花萼的两倍。豆荚在未成熟时是线形的，光洁的，3-5mm宽，大约7.5cm长，在成熟时是木质的，卷曲的和褐色的，并在种子之间凹陷。种子是有光泽的，黑色的，椭圆形的，卵形的或长方形的，3.5×2.5mm，具有形成在种子之下的肉质假种皮的橙色纤维(Duke，1984)。由于Acacia mangium快速生长，耐受贫瘠的土壤，和高质量的纤维，其已大量用于重新造林和使退化的土壤复原。在许多国家或地区对用其进行人造林已进行多年研究，尤其在热带和亚热带地区，如澳大利亚，印度尼西亚，马来西亚，印度，泰国，夏威夷，中国和台湾。许多Acacia mangium人造林已在酸性土壤或荒野或白茅(Imperata)草原中建立，例如在孟加拉(Latif等，1995)；在马来西亚的沙巴州(Latif等，1995；Williams等，1992)和Serdong(Majid等，1994；Awang，1994)；Sangmelina，喀麦隆，肯尼亚(Duguma等，1994)；泰国Skaerat(Khemnark，1994)；美国夏威夷(Cole等，1996)；印度尼西亚的Bogor(Anwar，1992；Wibowo等，1992)，Paseh和Kadipaten(Widiarti和Alrasjid，1987)；印度的Bengal(Basu等，1987)等。

印度尼西亚有世界最大的造纸和纸浆工厂，其越来越依赖于人造林作为木材来源，优选的是Acacia mangium。亚洲纸业和纸浆集团有两个会员公司，有政府特许土地540,000公顷。到1996年，一个公司已种植Acacia mangium 123,000公顷，大约90％是人造林，相当于1亿8千万棵幼苗。估计到2004年，亚洲纸业和纸浆集团的木材来源将全部取自人造林，主要是Acacia mangium人造林(Bayliss，1998a；Bayliss，1998b)。

除了用于造纸和纸浆业，Acacia mangium木材可用于其它方面，如水泥粘合的颗粒木板，夹合板和装饰镶嵌板的制造(Yusoff等，1989；Wong等，1988)。