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。     

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。     

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。     

外植体龄和蔗糖浓度对黄瓜子叶产生毛状根的影响

研究了外植体龄和蔗糖浓度对发根农杆菌 R160 1介导黄瓜子叶产生毛状根的影响。结果表明 :以 10 d龄子叶外植体产生毛状根的能力最强 ,外植体的毛状根诱导率为 88.89% ;2 0 d龄子叶外植体的毛状根诱导率比 10 d龄子叶外植体降低 52 .86% ;30 d龄子叶外植体感染发根农杆菌R160 1后不产生毛状根。感染发根农杆菌 R160 1的黄瓜子叶外植体在不加或加 1%蔗糖的 MS培养基上的毛状根诱导率极低 ,子叶外植体逐渐变黄 ,腐烂 ;而培养基中添加 2 % ,3%或 4 %的蔗糖可显著提高子叶外植体的毛状根诱导率。黄瓜毛状根能在无外源植物激素的 MS液体培养基中自主生长。冠瘿碱的高压纸电泳检测表明毛状根已被 Ri T- DNA转化     

荞麦高频离体再生及发根农杆菌转化体系的建立

荞麦无菌苗下胚轴切段在不同激素配比的MS培养基上诱导愈伤组织,出愈率均为100％。在2．0mg/L2,4-D和1．5mg/L 6-BA组合下诱导产生的愈伤组织;转入2．0mg/L 6-BA和1．0mg/L KT的MS培养基,再生苗分化率在80％以上。根尖色体分析表明再生植株具一定的遗传稳定性。发根农杆菌A4转化荞麦下胚轴和子叶获得发状根,纸电泳检测所有随机取样测定的发状根均有相应冠瘿碱的存在。     

发根农杆菌诱导玉米毛状根发生及再生植株

发根农杆菌(Agrobacterium rhizogenes)侵染玉米愈伤组织15天左右获得毛状根. 转化根在不含激素的培养基上快速生长, 并表现出典型的毛状根性状. 在含ZT 1.6 mg/L和NAA 0.4 mg/L的MS培养基上, 毛状根再生成完整转化植株. PCR-Southern杂交证实T-DNA已整合入转化株的染色体组.     

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。     

发根农杆菌对骆驼刺的转化及转化组织的形态发生

将骆驼刺离体再生苗的茎切段经发根农杆菌A4菌株感染后,在含500mg/L头孢霉素的MS无激素培养基上培养,产生了转化的发根和愈伤组织.转化根在附加2mg/L2,4-D和0.5-1mg/L6BA的MS培养基上培养后,亦可诱导出愈伤组织.在含3mg/L6BA和0.5mg/LNAA的培养基上诱导出了苗的分化.冠瘿碱分析表明,在95%以上的发根和75%的转化愈伤组织及再生植株中都显示了T-DNA的整合和表达.染色体检查发现,约81%的发根细胞具有正常染色体数(2n=18),其余则存在染色体数目的变化,在继代培养一年之后,转化体仍维持旺盛的再生能力.     

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。     

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%。     

Genetic Transformation of Brassica juncea var. tsatsi Induced by Ri T-DNA of Agrobacterium rhizogenes

Hairy roots of mustard (Brassica juncea var. tsatsi) cv. "Paoye' were obtained from in vitro inoculation of reversely inserted petioles with Agrobacteriurn rhizogenes strain LBA9402 harbouring the agropine-type Ri plasmid (pRi1855). The root inducing rate was 100%. Transformed roots grew rapidly on hormone-free MS medium and showed typical hairy root phenotype. Transformed plantlets regenerated from hairy roots on MS medium supplemented with BA 8.0 mg/L and NAA 0.6 mg/L. Opine analysis evidenced the integration and expression of TR-DNA, PCR analysis and Southern hybridization confirmed the integration of TL-DNA including 862 bp rol B sequence in the transformed plants.     

农杆菌转化的小冠花发状根的诱导及其植株再生

利用野生型发根农杆菌15834菌株感染小冠花15日龄无菌苗子叶和下胚轴切段,建立了高效的发状根培养及其体细胞胚胎发生再生体系。发状根可直接从受伤的外植体表面产生,也能在外植体诱导的愈伤组织上发生,在无外源激素的MS固体和液体培养基上,转化根能自主生长,表现出典型的发根特征。用适宜浓度的乙酰丁香酮处理对数生长期的农杆菌菌液2h,感染预培养2d的子叶获得了最高的转化频率(87.4%)。在附加0.2mgL2,4_D,0.5mgLNAA和0.5mgLKT的MS培养基上,发状根能100%形成胚性愈伤组织,并于含0.5mgLKT,0.2mgLIBA和300mgL脯氨酸的MS培养基上顺序经过体细胞胚胎发育的各个典型时期,转换成完整植株。再生植株除具有发达的侧根外,其它形态特征与未转化植株未见明显的差异,但在获得的5个转化克隆中,其中1个的发状根及其再生植株叶片中有毒物质3_硝基丙酸的含量显著下降,分别为未转化对照的57.68%和58.17%。冠瘿碱纸电泳检测和rolB基因PCR扩增检测均证明农杆菌Ri质粒上的T_DNA已经整合到小冠花转化细胞的基因组中。     

Hairy root induction and plant regeneration of <Emphasis Type="Italic">Rehmannia glutinosa</Emphasis> Libosch. f. <Emphasis Type="Italic">hueichingensis</Emphasis> Hsiao via <Emphasis Type="Italic">Agrobacterium rhizogenes</Emphasis>-mediated transformation

The objective of this research was to establish an efficient system of genetic transformation and plant regeneration from hairy roots by infecting the leaf sections and stem segments of in vitro Rehmannia glutinosa Libosch. f. hueichingensis Hsiao plantlets. Hairy roots were induced from them after co-culturing with Agrobacterium rhizogenes strain 15834 at a frequency of 32 and 29.4%, respectively. The calluses were induced from hairy roots on half-strength Murashige and Skoog medium containing 0.2 mg/l kinetin and 3.0 mg/l benzyladenine at a frequency of 100%, from which transgenic shoots and plantlets were developed. Transgenic plantlets did not have differences in morphology except the shortened internodes and an increase in adventitious root formation compared to wild-type plants. PCR and Southern-blot analyses confirmed that rolB gene of TL-DNA was inserted in the genome of transformed hairy roots and plantlets. RT-PCR analysis and opine paper electrophoresis revealed that rolB gene was expressed in the transformed hairy roots and plantlets. Conclusively, transgenic hairy roots and transgenic plants of Rehmannia glutinosa Libosch. f. hueichingensis Hsiao were developed for the first time. This text was submitted by the authors in English. Published in Russian in Fiziologiya Rastenii, 2009, Vol. 56, No. 2, pp. 247–255.     

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%。     

Agrobacterium rhizogenes-mediated transformation and the regeneration of transformants in Alhagi pseudalhagi]

The regenerated shoot segments of Alhagi pseudalhagi were sliced and infected with Agrobacterium rhizogenes strain A4. The hairy roots and transformed calli were obtained through selection on hormone free MS medium. The transformants were cultured on MS medium with 2 mg/L 2,4-dichlorophenoxy acetic acid (2,4-D) and 0.5-1 mg/L 6-benzylaminopurine (6-BA) to induce calli. 3 mg/L 6-BA and 0.5 mg/L naphthalene acetic acid (NAA) were applied for shoot differentiation. Shoots were planted on MS medium with 2 mg/L indole-3-butyric acid (IBA) and produced roots. Opine analysis proved the integration and expression of T-DNA in over 95% hairy roots, 75% transformed calli and transformed plantlets respectively. The 81% hairy root cells had normal chromosome numbers (2n = 18). The alterations of chromosome number were observed. After one year of subculturing, the regeneration ability of transformants was maintained.     

纤维植物罗布麻发根的诱导及植株再生

利用3种发根农杆菌(LBA9402.R601,和R1000)转化纤维植物罗布麻无菌种子苗的根茎叶不同外植体部位,首次诱导其生成发根并实现了直接由发根途径的植株再生.罗布麻发根诱导与所用的发根农杆菌菌株,外植体部位及光周期密切相关.发根农杆菌LBA9402感染罗布麻的根外植体,实现了最高转化率达100%.与LBA9402及R601相比,被发根农杆菌R1000感染的根外植体适合在黑暗环境下培养.其诱导生成的发根密度可达平均每个外植体22条.在不加激素的1/2 MS培养基上,LBA9402和R601诱导产生的发根可以诱导生成不定芽,不定芽诱导率达20%.不定芽切下后,在不加激素的1/2 MS培养基上2周内可以诱导生根.通过聚合酶链式反应(PCR)对发根及再生植株进行了鉴定,证明发根农杆菌的T-DNA插入了植物的基因组.为罗布麻的分子育种建立了稳定的转化及再生体系,为下一步通过转入外源基因改善其农艺性状奠定了基础.     

毛白杨非转化组培根及Ri质粒转化植株的根切段在培养中分化的比较(简报)

毛白杨(Populus tomentosa)是我国特有的树种,适应性强,枝叶茂盛,防护性能好,且材质轻软,纹理细致。既是重要的速生用材树种,又是防护林和行道绿化的重要树种,它也是造纸、火柴、纤维工业的重要原料。虽然毛白杨能通过扦插等技术进行繁殖,但毛白杨扦插时生根比较困难。通过导入外源的与激素合成有关的基因来调节再生植株在组织培养中的分化在草本植物中已有不少报道,见许智宏等。本研究试图通过比较正常植株与发根农杆菌Ri质粒转化的再生植株的根切段在培养中分化的差异,以期能建立一种有效的毛白杨的遗传转化系统。