除虫菊发状根的诱导及培养条件优化

以除虫菊（Pyrethrum cinerariifolium Trey.）无菌苗为外植体,研究除虫菊发状根的诱导、培养条件优化,并对发状根中的除虫菊素进行检测和生物活性测定。结果显示,乙酰丁香酮能促进除虫菊下胚轴和子叶发状根的诱导,当乙酰丁香酮浓度为150 μmol/L时除虫菊下胚轴和子叶的诱导率为对照的2.29倍和2.66倍,预培养6 d时,下胚轴发状根诱导率为对照的2.25倍,发根农杆菌A4的诱导率均高于ATCC15834,愈伤组织较适合发状根的诱导,愈伤组织侵染后适合在无激素的MS培养基上进行发状根诱导,250 mL三角瓶中添加50 mL MS培养基较适合发状根的生长。对除虫菊发状根进行PCR检测发现,发根农杆菌含有的Ri T-DNA的rolB基因已整合进入发状根基因组中。通过GCMS检测发现,愈伤组织中除虫菊素的6种成分均未检测到,而发状根中检测到瓜菊素Ⅰ、茉酮菊素Ⅰ和茉酮菊素Ⅱ 3种成分,发状根对粘虫的拒食作用明显优于愈伤组织。本研究为通过组织培养方式生产除虫菊素奠定了基础。     

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。     

4种发根农杆菌对朱砂根组培无菌叶片毛状根诱导的影响

以朱砂根(Ardisia crenata Sims)组培无菌叶片为材料,用4种发根农杆菌菌株(A4、ATCC15834、LBA9402和R1601)分别侵染进行毛状根诱导,比较朱砂根叶片毛状根诱导的最适培养基种类、预培养时间、侵染方式、共培养时间以及不同发根农杆菌的致根能力。研究表明:(1)朱砂根无菌叶片毛状根诱导最适培养基为1/2MS培养基,预培养2d、共培养2d,毛状根诱导率最高(31.87%)。(2)最佳侵染方式以剪好的幼叶和活化好的菌液(100mg/L AS)一起在28℃、180r/min黑暗条件下共振荡8~15min。(3)4种发根农杆菌均能诱导朱砂根叶片毛状根产生,但A4、ATCC15834效果最好,其致根能力大小顺序依次为ATCC15834A4LBA9402R1601。(4)PCR分子鉴定表明,发根农杆菌Ri质粒T-DNA已成功整合到宿主细胞核基因组中。     

发根土壤杆菌体外转化甘草子叶及下胚轴

利用发根土壤杆菌农杆碱型15834、A_4菌株和甘露碱型8196、K_(599)菌株体外转化甘草子叶及下胚轴。结果表明:除K_(599)菌株外,其余三种菌株都能诱导产生甘草发状根无性系。其中15834菌株的诱导率最高,下胚轴的诱导率高于子叶。组织学观察表明,在感染后4天左右,下胚轴维管束鞘外细胞、特别是形成层部分细胞大量启动形成分生细胞及分生细胞团,并进一步分裂形成根原基。6—8天后根原基具单向极性生长形成完整的发状根结构。发状根能在无外源激素的培养基上迅速生长。高压纸电泳检测到发状根中存在农杆碱及甘露碱,说明Ri质粒T-DNA编码的这两种冠瘿碱合成酶基因在甘草细胞中得到了表达。     

发根农杆菌LBA9402 Bin19转化红豆草及再生转基因植株

用含pBin19和pRi1855的发根农杆菌菌株对红豆草下胚轴切段进行遗传转化,种苗年龄和下胚轴切段的预培养时间明显影响转化频率.纸电泳分析表明70%的发状根培养系能够合成农杆碱.发现发状根诱导愈伤组织比发状根具有更强的再生力;发状根切段在含0-9.05μmol/L2,4-D和0-2.22μmol/L6-BA的MS培养基上诱导产生愈伤组织,然后在不含植物激素和卡那霉素的MS培养基上进行再生试验.愈伤组织诱导培养基中的植物激素组成和浓度显著影响愈伤组织后期的再生植株能力.再生频率和每块愈伤组织的芽点发生数随愈伤组织诱导培养基中2,4-D浓度的增加(4.52-9.05μmol/L)而下降,随6-BA浓度增加(0-2.22μmol/L)而上升.在附加4.52μmol/L2,4-D和2.22μmol/L6-BA的MS培养基上,愈伤组织的诱导频率只有14.2%,但愈伤组织在MS0培养基上的再生频率高达58.1%,每块愈伤组织的芽点发生数平均为37.2.对来自8个发状根系的32株再生植株进行Southern分子杂交分析,25株整合有不同拷贝的nptⅡ基因.     

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。     

喜树毛状根的诱导及其喜树碱含量分析

研究了不同外植体类型(包括真叶、茎段、子叶及胚轴)、胚轴年龄和不同发根农杆菌菌株(包括A4、15834、R1601、C58C1)等因素对喜树毛状根诱导频率的影响,并用PCR对诱导出的毛状根进行了分子鉴定.结果表明:(1)最佳外植体为胚轴,5~10 d是胚轴最佳诱导年龄段,最佳诱导菌株为15834.(2)PCR鉴定结果表明,发根农杆菌的rolB基因已整合到喜树毛状根基因组中.(3)对不同菌株诱导的毛状根进行HPLC检测表明,C58C1菌株诱导的毛状根的喜树碱和羟基喜树碱含量最高,分别为1.219 mg/g和0.305 mg/g.研究结果为喜树碱的药源开发提供了一条新途径,并为进一步利用基因工程技术调控喜树碱的代谢合成奠定了基础.     

农杆菌介导类胡萝卜素合成酶基因LycB转化水稻的研究

以3个水稻品种的成熟胚诱导的良好胚性愈伤组织为受体,以LycB为目的基因,应用根癌农杆菌介导法对水稻进行遗传转化,同时以抗性愈伤率为依据,对影响转化的几个因素进行优化研究。结果表明：预培养4d、侵染5～10min、农杆菌菌液浓度OD600值0.7～1.0、共培养2d有利于提高转化率。经潮霉素筛选获得的抗性植株经PCR和PCR-Southern分析鉴定,初步证明外源基因LycB已整合到水稻的基因组中。     

Ri质粒转化番茄的初步研究

作者利用具Ri质粒的发根农杆菌(Agrobacterium rhizogenes)PRi 15834,PRiA4和PRi2659,对番茄不同品种的不同外植体进行转化试验。在感染部位诱导出毛状根和再生植株,经检测毛状根及再生植株均含有农杆碱和甘露碱。比较不同菌种诱导毛状根的频率和在不同番茄品种间差异。结果表明:发根农杆菌PRi15834和PRiA4感染番茄诱导毛状根的频率比PRi2569诱导频率高。供试番茄品种中强力米寿和粉白砂,感染效果最好。感染方式以叶盘法和胚轴的直接注射法比较适宜。     

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.     

Genetic transformation<Emphasis Type="Italic"> of Pueraria phaseoloides </Emphasis>with<Emphasis Type="Italic"> Agrobacterium rhizogenes</Emphasis> and puerarin production in hairy roots

An efficient transformation system for the medicinal plant Pueraria phaseoloides was established by using agropine-type Agrobacterium rhizogenes ATCC15834. Hairy roots could be obtained directly from the cut edges of petioles of leaf explants or via callus 10 days after inoculation with the bacteria. The highest frequency of explant transformation by A. rhizogenes ATCC15834 was about 70% after infection for 30 days. Hairy roots could grow rapidly on solid, growth regulator-free Murashige and Skoog medium and had characteristics of transformed roots such as fast growth and high lateral branching. Paper electrophoresis revealed that bacteria-free hairy roots of P. phaseoloides could synthesize agropine and mannopine. The polymerase chain reaction amplification of rooting locus genes showed that left-hand transferred DNA of the root inducing plasmid of A. rhizogenes was inserted into the genome of transformed P. phaseoloides hairy roots. The content of puerarin in hairy roots reached a level of 1.190 mg/g dry weight and was 1.067 times the content in the roots of untransformed plants.     

Establishment of Salvia officinalis L. hairy root cultures for the production of rosmarinic acid

Shoots of Salvia officinalis, a medicinally important plant, were infected with Agrobacterium rhizogenes strains ATCC 15834 and A4 which led to the induction of hairy roots in 57% and 37% of the explants, respectively. Seven lines of hairy roots were established in WP liquid medium under light and dark conditions. The transformed nature of the root lines was confirmed by polymerase chain reaction using rolB and rolC specific primers. Transformed root cultures of Salvia officinalis showed variations in biomass and rosmarinic acid production depending on the bacterial strain used for transformation and the root line analyzed. Both parameters (growth and rosmarinic acid content) of ATCC 15834-induced lines were significantly higher than the A4-induced lines. The maximum accumulation of rosmarinic acid (about 45 mg g(-1) of dry weight) was achieved by hairy root line 1 (HR-1) at the end of the culture period (45-50 days). The level was significantly higher than that found in untransformed root culture (19 mg g(-10 of dry wt).     

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。     

南美蟛蜞菊毛状根诱导及其离体培养

为了探讨利用南美蟛蜞菊毛状根来改良其观赏性状和生产次生物质,研究了南美蟛蜞菊Wedelia trilobata(L.)A.S.Hitche毛状根的诱导及其离体培养过程中培养基N源、碳源、磷和钙的消耗变化。结果表明,发根农杆菌Agrobacterium rhizogenes ATCC15834感染南美蟛蜞菊幼嫩叶片外植体7d后从其叶片切口中脉处产生毛状根。毛状根能在无外源激素的培养基上自主生长。PCR扩增结果显示发根农杆菌Ri质粒的rol B和rol C基因已在南美蟛蜞菊毛状根基因组中插入、整合并得到表达。毛状根液体培养0~7d内处于生长迟滞期、7~21d为快速生长期、21d后进入生长平台期。在毛状根液体培养过程中培养基的蔗糖、硝态氮、PO43?、Ca2+被逐渐吸收和消耗,培养至7d时,蔗糖被消耗近50%;硝态氮含量只剩下起始硝态氮含量的5.8%;至35d时,蔗糖和硝态氮含量分别约为其起始浓度的3.39%和1.82%。与Ca2+浓度变化不同的是,培养基的无机磷被快速消耗,培养至7d时其浓度约为其起始浓度的1.76%;但培养至35d时培养基中仍残存有占起始浓度约61.3%的Ca2+。该结果为今后利用南美蟛蜞菊毛状根来改良其观赏性状和设计合适的培养基来规模培养生产其次生物质提供了可能性。     

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。     

美洲商陆毛状根诱导及其离体培养的影响因素

为了探讨利用美洲商陆毛状根生产其药用成分的可能性,研究了美洲商陆毛状根诱导及其离体培养的影响因素。结果表明,美洲商陆叶片外植体被发根农杆菌ATCC 15834感染约18 d后,从其叶片外植体形态学下端叶脉切口处产生毛状根,其中以预培养1 d,农杆菌感染20 min,共培养4 d时的毛状根诱导率最高,达到70%。PCR扩增和硅胶薄层层析结果显示,发根农杆菌Ri质粒的rol C基因以及冠瘿碱合成酶基因已在美洲商陆毛状根基因组中整合和表达。所获得的美洲商陆毛状根系都能在无外源激素的MS固体培养基上快速自主生长;其中以毛状根根系2的生长速度最快、分生侧根能力最强和根表面的根毛密度最高;毛状根根表面呈紫红色或呈白色。在供试的MS、1/2MS、B5和6,7-V液体培养基中,以无外源激素的MS培养基最适合美洲商陆毛状根根系生长。与无外源激素的MS培养基相比,6,7-V培养基更有利于毛状根中商陆皂苷甲的合成与积累。本文所建立的美洲商陆毛状根诱导及其离体培养的适宜条件为今后利用其毛状根株系的规模培养来生产其药用有效成分商陆皂苷甲奠定了实验和技术基础。     

烟草毛状根诱导及其茄尼醇含量初探

茄尼醇是合成泛醌类药物的重要中间体。以发根农杆菌(Agrobacterium rhizogenes)W.T15834感染烟草叶片诱导产生毛状根, 探讨其茄尼醇含量变化。结果显示, 获得的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, 但在液体培养基中培养的毛状根生长更迅速, 也不会形成愈伤组织。甘露碱检测及PCR结果证实, 发根农杆菌Ri质粒的rolB基因已在烟草(Nicotiana tabacum)毛状根基因组中整合并得到表达。用改进的HPLC法测定烟草毛状根中的茄尼醇含量, 其结果为对照根(种子萌发产生的幼苗根)的1.12倍, 但仍比废弃烟叶中茄尼醇含量低43.2％。