发根农杆菌转化怀地黄再生植株

利用发根农杆菌15834菌株感染怀地黄组培苗子叶、叶柄和茎切段,建立了有效的毛状根培养及其植株再生体系。毛状根可直接从受伤的外植体产生,能在无外源激素的1/2MS固体和液体培养基上自主生长,表现出典型的发根特征。用100μmol/L乙酰丁香酮处理对数生长期的农杆菌菌液感染子叶获得了46.7%的最高转化频率;在附加0.2mg/L KT和3.0mg/L 6/BA的1/2 MS培养基上,毛状根能100%形成愈伤组织,51.49%分化出芽;分化芽在1/2 MS培养基上100%生根,形成具有矮化、节间短和根系发达等特征的转化再生植株且移栽后生长旺盛;1个转化毛状根克隆的梓醇含量为0.557mg/g,是鲜地黄梓醇含量的48.5%,是生地鲜重梓醇含量的18%。rolB基因PCR、Southem blot分析、冠瘿碱纸电泳和RT-PCR扩增检测证明农杆菌Ri质粒上的T-DNA整合到怀地黄基因组中并表达。     

商陆毛状根的诱导、培养及其皂甙的产生

发根农杆菌（Agrobacterium rhizogenes）R1601 感染商陆叶片外植体1周后,在其切口处产生毛状根,20d后产生毛状根的外植体比例达70%;毛状根可直接从叶片外植体叶脉处或从叶脉处产生的愈伤组织上产生。毛状根能在无激素的 MS培养基上自主生长,其呼吸速率比对照根提高85.6%。冠瘿碱检测和PCR扩增结果表明,发根农杆菌RiTDNA的冠瘿碱合成酶基因及其Ri质粒的rol 基因均已在商陆毛状根基因组中得到表达。毛状根中总皂甙含量约为自然根的154倍,但其多糖含量则仅为非转化根的70%。     

三裂叶野葛毛状根的诱导及其固体培养和液体培养

发根农杆菌（Agrobacterium rhizogenes）ATCC15834感染三裂叶野葛(Pueraria phaseoloides)叶片外植体20 d后产生毛状根,毛状根可直接从叶片外植体叶脉处或从叶脉处产生的愈伤组织上产生。感染35d后,约85%的叶片外植体产生毛状根。毛状根能在无外源生长调节剂的 MS固体和液体培养基上自主生长。PCR扩增结果表明,发根农杆菌Ri质粒的rolB和rolC基因已在三裂叶野葛毛状根基因组中整合并得到表达。与固体培养的毛状根相比,在液体培养基中培养的毛状根不仅生长迅速,也不会形成愈伤组织。在无外源生长调节剂的液体MS培养基中培养15d的三裂叶野葛毛状根的鲜重、干重、可溶性总糖含量及细胞内活性氧(ROS)含量分别为固体培养毛状根的1.59倍、1.18倍、5.25倍和1.16倍。     

香石竹毛状根诱导、离体培养及其植株再生

为了探讨利用发根农杆菌遗传转化所产生的毛状根来创新香石竹种质的可能性,本文采用叶盘法,建立了发根农杆菌Agrobacterium rhizogenes对香石竹Dianthus caryophyllus L.叶片外植体的遗传转化及其植株再生体系。结果表明,发根农杆菌ATCC15834感染香石竹幼嫩叶片外植体12 d后,从叶片外植体切口中脉处产生白色毛状根,21 d后约90%的叶片外植体产生毛状根。所获得的无菌毛状根能在无外源激素的MS固体和液体培养基中快速自主生长。PCR扩增和硅胶薄层层析结果显示发根农杆菌Ri质粒的rol B和rol C基因以及冠瘿碱合成酶基因已在香石竹毛状根基因组中整合并得到表达。将毛状根置于MS+6-BA 1.0-3.0 mg/L+NAA 0.1-0.2 mg/L中培养15 d后产生淡黄绿色的疏松愈伤组织。愈伤组织不定芽分化的最适培养基为MS+6-BA 2.0 mg/L+NAA 0.02 mg/L,培养6周后不定芽分化率为100%;平均每个愈伤组织产生30-40个不定芽;将不定芽转至1/2 MS或1/2 MS+0.5 mg/L NAA的培养基中10 d后产生不定根,发育成再生植株。再生植株移植于栽培基质中20 d后,成活率达95%以上。     

滇黄芩毛状根的诱导及其黄芩苷含量测定

本文利用发根农杆菌A grobacterizum rhizogenes1.2556感染滇黄芩再生苗的茎段和叶片,建立了毛状根培养及其植株再生体系。毛状根可直接从受伤的茎、叶外植体表面产生,在无外源激素的MS固体和液体培养基上自主生长,表现出典型的发根特征。毛状根茎段的诱导率较叶片高,最高可达到14.44%;经rolB基因PCR分析和甘露碱纸电泳检测,证明Ri质粒T-DNA已整合到滇黄芩基因组中并表达;毛状根在附加6-BA2mg/L和NAA0.2mg/L的MS固体培养基上直接诱导不定芽,并在MS培养基上生根,形成再生植株。获得的毛状根系经MS液体培养基培养30d后通过HPLC都能检测到黄芩苷,其中1个转化系黄芩苷含量为2.59%,是药材黄芩的0.20倍,而从3年单位时间黄芩苷生成量计算,毛状根是药材黄芩的7.18倍。本研究建立的毛状根培养体系,将对滇黄芩转基因技术的完善和利用毛状根生产黄芩苷的生物转化提供了实验基础。     

发根农杆菌转化大豆的研究

本文利用发根农杆菌感染大豆不同外植体,在成熟胚靠近子叶节部位诱导产生毛状根。经冠瘿碱检测表明,毛状根及由此产生的愈伤组织均有甘露碱存在,说明Ri质粒的T-DNA已整合到大豆的转化根及愈伤组织中。转化根再生实验表明,在含NAA和IAA8mg/L的MS培养基上得到不定根的分化,MS和B_3培养基及6％蔗糖对转化丛生芽的诱导有利。转化的丛生芽在MS基本培养基上进一步长成小植株。     

不同理化因子对黄芩毛状根诱导的影响

目的:利用发根农杆菌1.2556诱导黄芩,得到毛状根.方法:采用共培养法诱导黄芩毛状根,研究不同外植体,不同预培养时间,不同菌液浓度,不同感染时间,乙酰丁香酮,抗生素浓度等条件对转化率的影响.结果:利用预培养2d后的茎段为转化材料,当发根农杆菌浓度在OD600值为0.5时感染10min,转化率最高.在菌液中或培养基中添加100umol/L,乙酰丁香酮可以提高黄芩毛状根的转化效率.培养基中加入250mg/L抗生素Cef能较好地抑制发根农杆菌生长.结论:用共培养法诱导出黄芩毛状根,并确定了最佳诱导条件,以提高黄芩外植体的诱导率.     

新疆雪莲毛状根的诱导及其植株再生体系的建立

利用发根农杆菌R1601、R1000、LBA9402感染新疆雪莲的叶片、叶柄和根段外植体,诱导产生毛状根。毛状根接种量为2.8 g/L(FW)时,20d生长量可达66.7 g/L,黄酮含量达到干重的10.23%。冠瘿碱的检测和rolB基因的PCR分析表明,Ri质粒中的T_DNA片段已经整合到毛状根细胞的基因组中。预培养时间、外植体类型以及发根农杆菌的菌株属性对毛状根诱导有着重要的影响。其中预培养2 d的新疆雪莲根段外植体,经过R1601感染后,毛状根的诱导率可达100%。诱导产生的毛状根在附加生长素的液体培养基中,有少量愈伤组织产生。由毛状根再生的植株与雪莲外植体再生的植株在形态上无明显区别,但前者的黄酮含量仅为后者的53%。     

北玄参毛状根诱导及其植株再生

利用发根农杆菌A4和R1601感染北玄参(Scrophularia buergeriana)叶片外植体,诱导产生毛状根,产生的毛状根可在无激素的液体和固体MS培养基上快速生长。rol B基因的PCR检测表明,Ri质粒中的T-DNA片段整合到了北玄参毛状根的基因组中。毛状根在附加0.5 mg·L–1 6-BA及0.1 mg·L–1 NAA的MS固体培养基上形成绿色愈伤组织,之后形成不定芽,并获得再生植株;毛状根在附加0.5 mg·L–1 6-BA及0.02 mg·L–1 NAA的MS固体培养基上培养约15–20天可直接形成不定芽,且不定芽的诱导率达85%。     

转化毛状根获得萝芙木生物碱的研究

药用植物萝芙木(Rauvolfia verticillata)的无菌苗被含有Ri质粒的发根农杆菌(Agro—bacterium rhizogenes)感染后,诱导出毛状根(Hairy root)。将毛状根分离,除菌后,在不合激素的Ms固体或液体培养基上培养,从296个株系中筛选出Rv 19、RV 26,RV 37和RV53Eq个生长速度快、分枝数量多等优良特性的无性系。对毛状根中次生代谢产物的提取和测定表明,四个无性系均含有原植物体所具有的吲哚生物碱。为应用转化毛状根技术获得植物次生代谢产物开辟了一条新的有效途径。     

胡萝卜毛状根的诱导及条件优化

以发根农杆菌A4、LBA9402、R1000为实验菌株,从胡萝卜中成功诱导出可在无激素条件下快速生长的毛状根,通过PCR方法对其进行了初步鉴定.该毛状根在MSR培养基上生长迅速,1个月左右即可长满整个平板,并经多次继代后仍保持其特性.研究了菌株类型、培养基、菌液量、菌液浓度和共培养天数对胡萝卜毛状根转化频率的影响,筛选出的较优胡萝卜发根条件为:使用A4发根农杆菌菌株,共培养培养基为添加50 mg/L Vitamin C(Vc)的水琼脂,加菌量20 μL,侵染液OD600值0.6,共培养天数2 d.胡萝卜毛状根诱导体系的建立和条件优化为其他植物毛状根的诱导提供了技术参考,同时为进一步研究胡萝卜的次生代谢及建立菌根共生体系等奠定了基础.     

培养基种类对花生毛状根株系生物量和白藜芦醇含量的影响

旨在研究不同培养基对花生毛状根株系生物量和白藜芦醇含量的影响。利用发根农杆菌R1601侵染花生的叶片,诱导毛状根,利用PCR技术检测毛状根。使用5种培养基(1/2MS、MS、MS+500 mg/L羧苄西林钠、B5和N6)分别培养同一个株系的花生毛状根,4周后利用高效液相色谱法(HPLC)测量毛状根生物量和白藜芦醇含量。结果显示,不同培养基对花生毛状根株系生物量的积累有显著差异,1/2MS培养基和MS培养基有利于花生毛状根株系生物量的积累。不同培养基对花生毛状根株系中白藜芦醇的含量有显著差异,B5培养基和N6培养基有利于花生毛状根株系中白藜芦醇的积累。     

蔗糖浓度对三裂叶野葛毛状根生长及其次生物质产生的影响

本文研究了蔗糖浓度对发根农杆菌ATCC15834诱导产生的三裂叶野葛毛状根生长及其葛根素和异黄酮类化合物产生的影响以及液体培养基中蔗糖的消耗变化.结果表明毛状根在含5%、4%、3%和2%蔗糖的MS培养基中培养16天后的干重增殖倍数分别为11.7、11.9、10.1和5.9;其中尤以3%的蔗糖浓度最有利于毛状根中异黄酮类化合物及葛根素的积累;培养12天后,毛状根的葛根素含量达到最高,约5.147mg/g DW;而其异黄酮类化合物的含量则在培养16天后达到最高,约27.76mg/g DW.在毛状根液体培养过程中培养基的蔗糖浓度随着毛状根的生长而降低,其消耗速率与毛状根的生长速度及其可溶性总糖含量成正比.毛状根的可溶性总糖含量在培养12天时达到最高,而培养16天后培养基中的蔗糖消耗完毕.     

褐脉少花龙葵毛状根的诱导、培养及其澳洲茄胺的产生

利用发根农杆茵的遗传转化和液体培养技术,研究了褐脉少花龙葵(solanum nigrum L.Var.Dauciforum)毛状根的诱导和离体培养及其澳洲茄胺的产生以及液体培养过程中培养基中N源和钙的消耗变化.结果表明.发根农杆菌ATCC15834感染褐脉少花龙葵叶片外植体5 d后产生毛状根.感染25d后,约90%的叶片外植体产生毛状根.毛状根能在无外源生长调节剂的MS固体和体培养基上自主生长.PCR扩增结果显示发根农杆菌Ri质粒的rilB和rolC基因已在少花龙葵毛状根基因组中整合并得到表达.所产生的毛状根能产生药用次生物质澳洲茄胺,其含量约为非转化植株根的1.3倍,达到582.05μg/g干重.少花龙葵毛状根液体培养0-5 d内处于生长迟滞期、5-15 d为快速生长期、15d后进入生长平台期.培养基的硝态氮和铵态氮在毛状根液体培养过程中被逐渐吸收和消耗,至培养15 d时铵态氮被消耗殆尽.而硝态氮仍剩余44.7%;培养基中钙的浓度在培养过程中虽逐渐降低,但在培养25d时仍未被完全消耗,其浓度约为起始浓度的43.5%.该结果为今后设计合适的培养基来规模培养褐脉少花龙葵毛状根生产药用次生物质澳洲茄胺提供了可能性.     

烟草毛状根多倍体诱导及其植株再生

为了提高烟草的烟碱含量,采用发根农杆菌遗传转化和人工染色体加倍技术,进行了烟草毛状根及其多倍体诱导、植株再生及其烟碱含量测定。结果表明,发根农杆菌ATCC15834感染烟草叶片外植体8 d后产生白色毛状根,15 d后所有叶片外植体产生毛状根。毛状根能在无外源激素的MS固体和液体培养基上自主生长。PCR扩增结果显示发根农杆菌Ri质粒的rol B和rol C基因以及冠瘿碱合成酶基因已在烟草毛状根基因组中整合并得到表达。烟草毛状根多倍体诱导的最适条件为0.1%的秋水仙素溶液处理36 h,其多倍体诱导率为64.71%。经秋水仙素加倍的烟草毛状根多倍体植株再生的最适宜培养基为MS+6-BA 2.0 mg/L+NAA0.2 mg/L。与对照(二倍体非转化植株)相比,烟草二倍体毛状根再生植株的顶端优势减弱,腋芽增多,叶片变窄;而烟草毛状根多倍体再生植株茎更粗,节间变短,叶色更深,叶片的宽度和厚度均较对照明显增大。根尖细胞染色体压片观察证实,所获得的烟草毛状根多倍体再生植株为四倍体,其根尖细胞染色体数约为4n=96。盆栽实验表明,烟草二倍体毛状根植株和多倍体毛状根再生植株比对照植株延迟约21 d开花。GC-MS检测表明,烟草毛状根多倍体再生植株的烟碱含量比对照及二倍体毛状根再生植株显著提高,分别约为对照及二倍体毛状根再生植株的6.90倍和4.57倍。     

重金属镉及其与锌组合对黄瓜毛状根生长及其抗氧化酶活性的影响

为了探讨利用黄瓜毛状根来修复重金属镉(Cd)污染的可能性, 研究了重金属Cd单独及其与锌(Zn)组合对黄瓜毛状根生长及其抗氧化酶SOD、POD活性变化的影响。结果表明, Cd≤10 mg/L仅在培养5~15 d间促进黄瓜毛状根生长, 使根增粗; 而Cd≥15 mg/L则抑制黄瓜毛状根生长, 浓度愈高抑制作用愈明显, 侧根变得短而细小。在供试的不同浓度Cd培养的黄瓜毛状根中, 除10 mg/L Cd外, 其余Cd浓度培养的黄瓜毛状根可溶性蛋白含量随着培养时间的延长而逐渐下降; 但其POD和SOD活性则随着培养时间的延长而逐渐升高。与对照(仅添加25 mg/L Zn)相比, 仅1 mg/L Cd+ 25 mg/L Zn组合在培养7~15 d期间促进黄瓜毛状根生长; 其余浓度Cd和25 mg/L Zn组合都抑制黄瓜毛状根的生长, 且Cd浓度愈高抑制作用越强, 侧根数目更少且短小, 侧根根尖变得肿胀; 同时, 除培养5 d外, 25 mg/L Zn和不同浓度Cd组合培养的黄瓜毛状根的生物量、POD和SOD活性均比单独添加对应浓度Cd培养的毛状根降低, 但其可溶性蛋白含量则较之明显提高。结果表明: 黄瓜毛状根具有较强的重金属Cd耐受能力, 高浓度Cd则抑制其生长; 而镉和锌组合会随着培养时间的延长而加重Cd对黄瓜毛状根生长的抑制作用。     

发根农杆菌介导药用甘薯西蒙1号的遗传转化

用发根农杆菌A4分别感染药用甘薯西蒙1号的叶片、茎切段、叶柄等外植体,诱导出毛状根,并对毛状根进行了离体培养.采用L9(34)正交设计法优化甘薯西蒙1号的毛状根诱导条件;PCR扩增检测转化毛状根;用高效液相色谱仪检测了毛状根中咖啡酸的含量.结果表明:转化中茎切段是最合适的外植体,最佳感染时间20 min,共培养最佳时间为2天;PCR扩增检测表明发根农杆菌Ri质粒的T-DNA片段已整合进植物的基因组中;经高效液相色谱仪证实毛状根中含有咖啡酸,含量为0.03792 mg/g.     

甘蓝Rj T—DNA转化根的植株再生

利用发根农秆菌(Agrobacterium rhizogenes)的遗传转化作用,从甘蓝下胚轴切段上诱发产生了Ri T—DNA转化根。在无激素Ms琼脂培养基上,经过长达4个月的连续培养后,有些转化根的根段组织脱分化形成愈伤组织块,然后又再分化形成茎芽。在含有激动索的Ms琼脂培养基上,转化根不经过愈伤组织阶段直接分化出茎芽,其中以14μmoI／L激动素处理的生茎效果最佳。在Ms液体培养基内加入4．5μmol／L BA也增加了转化根上的茎芽数。所有这些茎芽能够进一步生长,并且在生根培养基上生根,长成小植株．     

不同培养基、外源激素和真菌诱导子对北柴胡毛状根生长及柴胡皂苷含量的影响

目的:分析培养基、外源激素和真菌诱导子对北柴胡毛状根生长和柴胡皂苷含量的影响,筛选出柴胡皂苷产量高的培养条件。方法:设置3种培养基(B5、改良White和WPM)、3种外源激素(IBA、IAA和NAA)、真菌诱导子为黑曲霉诱导子,每组处理设计2~4个浓度梯度,25℃、110 r/min暗培养,3个月后收获称重,测定根产量,HPLC方法检测毛状根柴胡皂苷含量。结果:在添加0.5 mg/L IBA的B5培养基中,毛状根和柴胡皂苷产量最高,分别为2.4 g和9.05mg。结论:筛选出北柴胡毛状根最适培养条件,为北柴胡毛状根大规模培养利用提供了参考依据。     

五寸石竹毛状根诱导及其植株再生

建立了五寸石竹(Dianthus chinensis)毛状根诱导及其植株再生体系。用含野生农杆碱型Ri质粒的发根农杆菌(Agrobacterium rhizogenes)15834感染五寸石竹叶片外植体10天后,从其形态学下端产生白色不定根;30天后,叶片外植体的生根率为95%;所产生的毛状根能在无外源生长调节剂的固体和液体MS培养基上快速自主生长。遗传转化鉴定结果表明,发根农杆菌Ri质粒的生根基因(rol)已在毛状根基因组中整合并表达。五寸石竹毛状根的根段在成分为MS+2.0 mg·L~(–1)6-BA+0.2 mg·L~(–1) NAA的培养基中培养15天后产生浅绿色疏松愈伤组织;将愈伤组织转入成分为MS+1.0 mg·L~(–1) 6-BA+0.02 mg·L~(–1) NAA的培养基中培养30天后逐渐形成不定芽。盆栽的五寸石竹毛状根再生植株与非转化植株(对照)相比节间缩短,开花期提前18天。