植物花青素生物合成与调控的研究进展

为了获得满足不同目的组织培养材料和稳定高效的遗传转化体系,该研究以丹参叶片和茎段为外植体,采用含不同浓度的植物激素（植物生长物质）的Murashige Skoog（MS）培养基,探索诱导丹参产生不同愈伤的条件;采用正交法考察浸染时间、共培养时间、筛选压等对农杆菌介导的丹参遗传转化体系的影响,并根据出芽率及转化阳性率优化丹参遗传转化体系。结果表明：（1）能较快诱导丹参叶片产生愈伤的是MS+0.5 mg·L 1 6 BA+0.5 mg·L 1 2,4 D;诱导茎较快产生愈伤的是MS+0.1mg·L 1 NAA+0.5 mg·L 1 6 BA; 1 mg·L 1反式玉米素（ZR）可能有利于诱导产生含有丹参酮的愈伤组织;1.0 mg·L 1 2,4 D较易诱导丹参愈伤组织生根。（2）以卡那霉素为筛选剂时农杆菌GV3101介导的丹参遗传转化的条件为浸染5 min、共培养1 d、卡那霉素30 mg·L 1筛选,经PCR鉴定转基因阳性率为60%;而用10 mg·L 1链霉素筛选阳性率达70%。该研究结果确定了丹参不同愈伤组织诱导条件,明确了以卡那霉素为筛选剂时农杆菌GV3101介导的丹参遗传转化的条件,换用10 mg·L 1链霉素筛选时体系更加稳定、更易操作、更易重复。     

一种改进的水稻成熟胚愈伤组织高效基因转化系统

以成熟胚愈伤组织为材料的农杆菌介导水稻转化法虽已建立, 但转化频率仍有待提高。本文以粳稻(Oryz a sativa)品种(中花10号和中花11号)的成熟胚诱导的愈伤组织为受体材料, 对组织培养体系及影响遗传转化的因素进行优化, 建立了一套改进的农杆菌介导的水稻高效遗传转化系统。农杆菌菌株为EHA105, 质粒载体是pUN1301/ OsRAA1, 其中含有标记基因GUS 和筛选基因HPT。愈伤组织诱导培养基为NBD2 (NB+2 mg·L-12,4-D), 继代培养基为NBD0.5, 预分化与分化培养基为RE1 (MS+1 mg·L-16-BA + 0.25 mg·L-1 NAA + 0.5 mg·L-1 KT + 0.2 mg·L-1 ZT)和RE2 (MS+ 1 mg·L-1 6-BA + 0.5 mg·L-1 NAA+ 0.5 mg·L-1 KT + 0.2 mg·L-1 ZT)。另外, 还分析了影响T-DNA转移的多种因素, 如外植体种类、愈伤组织预培养基和愈伤组织继代次数等。采用优化的转化程序, 水稻愈伤组织转化率和植株转化率可达70%以上。     

一种改进的水稻成熟胚愈伤组织高效基因转化系统

以成熟胚愈伤组织为材料的农杆菌介导水稻转化法虽已建立,但转化频率仍有待提高.本文以粳稻(Oryza sativa)品种(中花10号和中花11号)的成熟胚诱导的愈伤组织为受体材料,对组织培养体系及影响遗传转化的因素进行优化,建立了一套改进的农杆菌介导的水稻高效遗传转化系统.农杆菌菌株为EHA105,质粒载体是pUN1301/OsRAA1,其中含有标记基因GUS和筛选基因HPT.愈伤组织诱导培养基为NBD2(NB 2 mg·L-12,4-D),继代培养基为NBD0.5,预分化与分化培养基为RE1(MS 1 mg·L-16-BA 0.25 mg·L-1NAA 0.5 mg·L-1KT 0.2 mg·L-1ZT)和RE2(MS 1 mg·L-16-BA 0.5 mg·L-1NAA 0.5 mg·L-1KT 0.2 mg·L-1ZT).另外,还分析了影响T-DNA转移的多种因素,如外植体种类、愈伤组织预培养基和愈伤组织继代次数等.采用优化的转化程序,水稻愈伤组织转化率和植株转化率可达70%以上.     

红花草莓的组织培养与快繁技术研究

以红花草莓叶片为外植体,通过筛选诱导愈伤组织、不定芽及壮苗、生根的培养基,建立一套实用且易推广的红花草莓组培快繁技术体系。结果表明:在愈伤组织的诱导过程中TDZ的诱导效果优于6-BA,TDZ与NAA配合使用效果优于与IBA的组合。6-BA浓度为0.5 mg·L~(-1)时不定芽诱导率高达86.6%。低浓度的6-BA和8 g·L~(-1)的琼脂更有利于壮苗培养,NAA比IBA更有利诱导生根。综上述,最适红花草莓愈伤组织的诱导培养基为MS+1.0 mg·L~(-1)TDZ+0.5 mg·L~(-1)NAA+30 g·L~(-1)蔗糖+7 g·L~(-1)琼脂;最适不定芽分化的培养基为MS+0.5 mg·L~(-1)6-BA+0.1 mg·L~(-1)NAA+30 g·L~(-1)蔗糖+7 g·L~(-1)琼脂;最适壮苗培养基为MS+0.1 mg·L~(-1)6-BA+0.1 mg·L~(-1)NAA+30 g·L~(-1)蔗糖+8g·L~(-1)琼脂;最适生根培养基为MS+0.5mg·L~(-1)NAA+30 g·L~(-1)蔗糖+8 g·L~(-1)琼脂。试管苗移栽生长20 d后,成活率高达93%,且后期草莓苗生长壮健。此体系的建立为优质红花草莓种苗大规模生产提供了科学依据和技术支持。     

轮叶党参的组织培养及植株再生研究

以轮叶党参为材料,研究了不同外植体、激素组合、培养基及光照条件对愈伤组织诱导及植株再生的影响.结果表明,叶片是轮叶党参组织培养较为合适的外植体.外植体在添加0.5 mg·L~(-1) 2,4-D+1.0 mg·L~(-1) 6-BA+0.5 mg·L~(-1) KT的MS培养基上愈伤组织诱导率最高可达100%;愈伤组织转移到附加0.75 mg·L~(-1) 6-BA+0.5 mg·L~(-1) NAA的MS培养基进行继代培养,增殖后的愈伤组织转移到附加0.5 mg·L~(-1) 6-BA+0.2 mg·L~(-1) NAA的1/2MS分化培养基进行分化,其分化率达89.4%;将分化出的芽转接到附加0.2 mg·L~(-1) IAA+0.2 mg·L~(-1) NAA的1/2MS培养基,生根率达92.5%.暗培养诱导出愈伤组织后转到16 h·d~(-1)光照条件下,愈伤组织增殖倍数和分化率显著提高,再生苗健壮,长势强.     

紫花苜蓿组织培养体系的建立及其遗传转化

为建立高效的农杆菌介导的紫花苜蓿的遗传转化体系,以紫花苜蓿无菌苗叶片作为外植体,用8种含有不同激素浓度梯度的培养基对其进行愈伤组织及不定芽的诱导,结果表明,M7培养基（MS+1 mg/L 2,4-D+2 mg/L CH+0.25 mg/L KT+2mg/L琼脂）的愈伤组织诱导率最高,可达100%;继代表现最好,为胚性愈伤组织;同时,继续培养后可直接分化出不定芽,分化率达100%。结果表明,最适宜条件分别为卡那霉素（Kan）筛选浓度为75 mg/L;农杆菌菌液OD₆₀₀值为0.45-0.6之间。     

果蔗“拔地拉”植株再生与农杆菌介导的遗传转化研究

以果蔗(Sacchdrgm officenarum L.)'拔地拉'的幼嫩叶鞘为材料,以MS+2,4-D 2.0 mg L~(-1)为诱导培养基,MS+2,4-D 2.0 mg L~(-1)+6-BA 1.0 mg L~(-1)为分化培养基,MS+IAA2.0 mg L~(-1)为生根培养基,建立了高效的果蔗再生体系.利用农杆菌介导法将含有cryIA基因和CPTI基因的植物表达载体导入果蔗愈伤组织,经潮霉素筛选、PCR以及Southern杂交分析表明,cryIAc基因已整合进果蔗基因组中.     

诺丽叶片的离体再生

以诺丽(Morinda citrifolia)叶片为外植体,在添加不同激素种类和浓度的MS培养基上进行离体培养,建立两种离体再生模式:模式Ⅰ为先脱分化愈伤组织,再分化不定根和不定芽;模式Ⅱ为直接培养生根后分化不定芽。结果表明:在模式Ⅰ中,诱导诺丽叶片产生愈伤组织的最优培养基为MS+0.1 mg·L~(-1)6-BA+2.0mg·L~(-1)2,4-D;诱导叶片愈伤组织再分化出不定根和不定芽的最优培养基为MS+1.0 mg·L~(-1)6-BA+0.4 mg·L~(-1) NAA或MS+2.0 mg·L~(-1)6-BA+0.4 mg·L~(-1) NAA,其中MS+1.0 mg·L~(-1)6-BA+0.4 mg·L~(-1) NAA生根时间最早为10 d左右,根系较发达,而MS+2.0 mg·L~(-1)6-BA+0.4 mg·L~(-1) NAA生根时间在15 d左右,根系发达。在模式Ⅱ中,诱导叶片直接生根长芽的培养基为MS+1.0 mg·L~(-1)6-BA+0.4 mg·L~(-1) NAA。将模式Ⅰ和模式Ⅱ中,完成诺丽叶片离体再生的苗切下后接种到MS+0.2 mg·L~(-1) NAA培养基中诱导生根,15 d左右分化出不定根,45 d获得完整植株。该研究结果为后续的遗传转化和基因改良研究奠定了基础。     

矮丛蓝莓叶片的愈伤组织诱导及植株再生

以矮丛蓝莓'Blomidon'品种的试管苗叶片为外植体,研究不同培养基、激素、转接时间以及转接方式对愈伤组织诱导及植株再生的影响.结果表明:WPM1/2为适宜的培养基;添加0.5 mg·L~(-1) CPPU+1.0 mg·L~(-1) ZT+0.5 mg·L~(-1) TDZ和0.5 mg·L~(-1) CPPU+0.5 mg·L~(-1) ZT+1.0 mg·L~(-1) TDZ诱导愈伤率较高达100%;ZT、CPPU与生长素IAA、IBA的配比诱导愈伤率效果不佳;添加ZT诱导的愈伤组织适合20 d后转接,CPPU诱导的愈伤组织适合50 d后转接;转接方式均以固体培养为宜.矮丛蓝莓'Blomidon'最适宜培养基为WPM1/2+0.5 mg·L~(-1) CPPU+1.0 mg·L~(-1) ZT+0.5 mg·L~(-1) TDZ,其诱导愈伤组织50 d后转接平均分化芽数最多达10.26个.     

胡杨杂种叶片组培技术研究

目的:优化胡杨杂种叶片组培技术进而为其遗传转化研究奠定基础。方法:以胡杨杂种叶片为外植体,以WPM为基本培养基,研究不同植物生长调节剂对叶片诱导愈伤组织、愈伤组织诱导不定芽、以及不定芽进一步诱导不定根的作用效果。结果:胡杨杂种叶片最佳脱菌方式:0.1%HgCl_2脱菌5 min;叶片诱导愈伤组织的最适培养基为WPM+0.4 mg·L~(-1)6-BA+0.4 mg·L~(-1)NAA,诱导率可达100%;愈伤组织诱导不定芽的最适培养基为WPM+0.5 mg·L~(-1)6-BA+0.2 mg·L~(-1)NAA,诱导率可达100%;诱导不定根的最适培养基为1/2WPM+2.0 mg·L~(-1)IBA+0.02 mg·L~(-1)NAA+0.2 mg·L~(-1)GA_3,生根率可达100%。以上3种培养基均需添加30 g·L~(-1)蔗糖,30 g·L~(-1)琼脂,pH调至5.8。结论:本研究建立了以胡杨杂种叶片为外植体的组培技术,为后序进行胡杨杂种批量化生产及其遗传转化研究提供重要参考。     

藏药匙叶翼首草高频组织培养再生体系优化研究

以匙叶翼首草种子为材料,探索种子最佳消毒方法,对影响无菌苗外植体愈伤组织诱导、增殖及植株再生的因素进行了研究。结果表明:(1)剥去外种皮的种子,经75%乙醇1min+0.1%HgCl_27min+50%多菌灵500倍液30min消毒后,在1/2 MS培养基中的发芽率达60.67%,无污染。(2)无菌苗的叶片和茎段都适宜诱导愈伤组织,在培养基MS+5.0mg·L~(-1) 6-BA+2.0mg·L~(-1) 2,4-D中可在10d内诱导出生长旺盛的愈伤组织,愈伤诱导率分别为84.00%、97.33%。(3)适宜的愈伤组织增殖培养基为MS+3.0mg·L~(-1) 6-BA+2.0mg·L~(-1) IAA,培养20d的叶片和茎段愈伤组织的生长率分别为74.37%、70.52%。(4)适宜的丛生芽诱导培养基为MS+3.0mg·L~(-1) 6-BA+2.0mg·L~(-1) IAA+250mg·L~(-1) L-脯氨酸+150mg·L~(-1)水解酪蛋白,30d后茎段和叶片的丛生芽发生率分别达到100%、94.44%。(5)再生苗在1/2 MS+0.5mg·L~(-1) NAA培养基中生根培养30d,生根率为100%。匙叶翼首草高效稳定的再生体系为保护其野生资源和工厂化育苗提供了有效途径。     

褐纹报春苣苔组织培养与快速繁殖

褐纹报春苣苔(Primulina glandaceistriata)是一种极具观赏价值的喀斯特地区野生花卉,目前尚未有褐纹报春苣苔组培快繁的研究报道。该研究以褐纹报春苣苔的叶片为外植体,通过两种途径建立其组培快繁体系。结果表明:适宜的不定芽诱导培养基为MS+6-BA 2.0 mg·L~(-1)+NAA 0.10 mg·L~(-1),适宜的不定芽增殖培养基为MS+ZT 2.0 mg·L~(-1)+NAA 0.10 mg·L~(-1)+活性炭0.05 g·L~(-1),增殖系数为11.09;适宜的愈伤组织诱导培养基为MS+TDZ 2.0 mg·L~(-1)+NAA 0.10 mg·L~(-1),适宜的愈伤组织分化培养基为MS+ZT 1.0 mg·L~(-1)+NAA 0.10mg·L~(-1),分化系数为12.46;适宜的生根培养基为1/2MS+IBA 0.1 mg·L~(-1)+活性炭0.05 g·L~(-1)或1/2MS+IBA0.5 mg·L~(-1)+活性炭0.05 g·L~(-1),生根率为100%。该研究结果成功建立了褐纹报春苣苔的组培快繁体系,为今后褐纹报春苣苔的种苗繁殖和遗传转化提供了技术支持。     

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。     

金山绣线菊遗传转化体系的建立

以金山绣线菊愈伤组织为受体材料,采用组织培养的方法,在附加不同浓度TDZ的1／2MS培养基上诱导培养,获得再生植株。在附加0．03mg·L^-1 TDZ的培养基上获得了92．5％不定芽的再生率,且再生芽发育良好。选择抗生素筛选试验的结果表明：金山绣线菊愈伤组织对潮霉素较为敏感,在培养基中添加浓度为5～35mg·L^-1的潮霉素均对愈伤组织分化影响较大,潮霉素浓度为5mg·L^-1时,4N时间可使外植体全部褐化死亡;在培养基中添加0～100mg·L^-1的卡那霉素,不同浓度卡那霉素均对愈伤组织分化产生一定程度的影响,当卡那霉素浓度为80mg·L^-1时,愈伤组织基本不发生分化。由此确定卡那霉素为绣线菊遗传转化中适用的选择抗生素,最适选择压为80mg·L^-1。抑菌抗生素的筛选试验结果表明：200mg·L^-1的头孢霉素和200mg·L^-1。的羧苄霉素都能有效抑制农杆菌菌株LBA4404的生长,却对金山绣线菊愈伤组织的芽分化影响不大,可确定为适宜的抑菌抗生素。利用农杆菌介导法对金山绣线菊愈伤组织进行遗传转化,得到卡那霉素抗性植株164株,并初步确定预培养1d、菌液稀释10倍、侵染4min、共培养2d为金山绣线菊最优遗传转化体系,为金山绣线菊的基因工程育种奠定基础。     

根癌农杆菌介导的高羊茅遗传转化研究

采用携带卡那霉素抗性基因nptⅡ和Na^ ／H^ 反向运输AtNHX1基因的表达载体pROK2／AtNHX1(带有35S启动子)和pROK2U／AtNHX1(带有ubi1启动子)的根癌农杆菌AGL1和GV3101,对4个品种高羊茅下胚轴来源的胚性愈伤组织进行了遗传转化。胚性愈伤组织经根癌农杆菌感染和共培养后,用50～150mg／L巴龙霉素筛选抗性愈伤组织,获得1126棵再生植株,用10～20mg／L卡那霉素进一步筛选再生植株,总共得到525棵绿色抗性植株。抗性植株的总DNA用AtNHX1基因的特异引物进行PCR检测,其中21棵为PCR阳性,最高转化频率为1．77％。Southern杂交结果证实,外源基因以低拷贝整合到高羊茅的基因组中,实验发现,在不同品种之间转化效率有所差异。     

抗菌肽基因转化厚皮甜瓜的研究

以厚皮甜瓜FY1的子叶为试材,研究不同激素组合和配比对甜瓜植株再生的影响,并用农杆菌介导法将银杏抗菌肽基因Gnk2-1转化甜瓜。结果表明:(1)甜瓜子叶的最佳愈伤组织及不定芽诱导培养基为MS+2.0mg.L-1 6-BA+0.1mg.L-1 IAA,出愈率和出芽率均达95%以上;最佳芽伸长培养基为MS+0.2mg.L-1 KT;最佳生根培养基为1/2MS+0.1mg.L-1 IAA。(2)卡那霉素对甜瓜外植体的生长和分化有明显的抑制作用,适宜的筛选压力为100mg.L-1。(3)将子叶预培养2d,在农杆菌菌液浓度OD600值为0.5左右时,侵染外植体10min左右,共培养3d,转化效率最高。(4)经PCR鉴定获得了抗性植株,抗病性鉴定显示,转基因植株对枯萎病的抗性有所增强,发病迟缓。     

催吐萝芙木离体培养和植株再生体系的建立

为建立催吐萝芙木(Rauvolfia vomitoria Afzel.)的快繁再生体系,以茎段为外植体,比较了植物生长调节剂对其愈伤组织诱导、分化及生根的影响。结果表明,诱导愈伤组织的适宜培养基为MS+2,4-D 1.0 mg L~(–1)+TDZ 0.5 mg L~(–1)或MS+2,4-D2.0 mg L~(–1)+TDZ 0.5 mg L~(–1),出愈率达100%且生长状况良好;诱导丛生芽的最佳培养基为MS+6-BA 3.0 mg L~(–1)+NAA 0.1 mg L~(–1),出芽率为46.6%,平均出芽数为3.04。这为催吐萝芙木的快速繁殖和遗传转化研究奠定了基础。     

澳洲鸽子石斛组织培养快速繁殖研究

以澳洲鸽子石斛(Dendrobium kingianum Bidwill)幼嫩假鳞茎为外植体进行组织培养和快速繁殖研究。结果表明:采用合适的消毒方式,外植体消毒成功率可达92.5%。MS培养基添加5.0 mg·L~(-1) 6-BA适合用于不定芽的诱导和前期增殖,MS培养基+0.5 mg·L~(-1) NAA+2.0 mg·L~(-1) KT的增殖倍数最高,为6.96。丛生芽诱导出愈伤组织的最佳培养基为MS+0.25 mg·L~(-1) 2,4-D,诱导率为80%;愈伤组织分化的最佳培养为MS+1.0 mg·L~(-1) 6-BA,愈伤组织分化芽数为381.99个·g~(-1)。MS+2.0 mg·L~(-1) IBA+10%香蕉泥+1 g·L~(-1)活性炭最适合于生根壮苗培养;试管苗在兰石:泥碳土(1:1)的混合基质中移栽3个月后,成活率达100%,且生长速度快,基质成本较低,适合澳洲鸽子石斛试管苗的商业化栽培。     

农杆菌介导小麦成熟胚愈伤组织转化的主要因子优化

目的：提高小麦成熟胚愈伤组织的转化效率,为建立快速高效的小麦遗传转化体系奠定基础。方法：以普通小麦HB341、SN2618成熟胚愈伤组织为受体,通过农杆菌GV3101/pBI121介导,进行选择剂选择压、外植体预培养时间、接种菌液浓度及侵染时间等遗传转化主要因子的优化研究。结果：最适宜的转化条件是：胚性愈伤组织在附加200μmol/l乙酰丁香酮的分化培养基上预培养3d,在OD600=0.6的接种菌液中侵染30min,然后在附加40～60mg/l卡那霉素的分化培养基上筛选培养30d,即可获得假阳性率很低的转基因小麦抗性芽。结论：该研究为快速高效小麦遗传转化体系的建立提供了依据。     

无芒雀麦组织培养再生体系的建立

以无芒雀麦(Bromus inermis)的成熟种子为外植体,建立其组织培养再生体系,筛选最适愈伤组织诱导、分化及再生植株生根培养基,为之后的转基因实验奠定基础。结果表明:MS+1 mg·L~(-1) 2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)+0.5 mg·L~(-1) 6-苄氨基腺嘌呤(6-BA)为最佳愈伤组织诱导培养基,诱导率为68.7%;MS+2 mg·L~(-1)萘乙酸(NAA)+1 mg·L~(-1) 6-BA为最佳分化培养基,分化率高达100%;不添加任何植物生长调节物质的1/2MS培养基为最佳生根培养基;组培苗移栽至蛭石与珍珠岩3:1(V/V)的基质中,30 d后成活率可达70%~80%。