农杆菌介导的小麦幼胚遗传转化体系的优化

为了优化农杆菌介导的小麦幼胚转化体系,通过对4个小麦品种河农827、石新828、河农825、良星99的幼胚组织培养及再生系统的研究表明,在改良培养基MSW1和MSW2中,小麦幼胚胚性愈伤组织诱导率与MSW0培养基相比分别提高了6.0%和5.4%,并且显著提高了植株再生能力。采用混合正交试验设计,对农杆菌遗传转化过程中小麦幼胚的诱导培养基、诱导时间、农杆菌侵染浓度、侵染时间进行了优化。结果表明,在诱导培养基MSW2,诱导培养6d,OD660=1,侵染时间3h时,愈伤GUS瞬时表达率及抗性愈伤成活率最高,对河农827成活的抗性再生植株进行PCR检测,获得了候选转基因植株。     

农杆菌介导优良玉米自交系Ⅱ型胚性愈伤组织遗传转化体系的建立

以玉米自交系8902、340、4112未成熟幼胚为材料,诱导、继代筛选出良好的Ⅱ型胚性愈伤组织,用农杆菌(EHA105和LBA4404)介导法转化其愈伤组织.利用本室构建的植物双元表达载体中携带的GUS报告基因对农杆菌转化系统的条件进行了研究,如农杆菌的侵染浓度、菌种类型、侵染时间、A8(乙酰丁香酮)浓度及基因型等,建立了农杆菌介导优良玉米自交系Ⅱ型胚性愈伤组织高效遗传转化体系。     

小麦不同外植体离体培养与再生研究

为了研究小麦组织培养的影响因素,对6个小麦品种的幼胚、幼穗以及成熟胚进行组织培养,研究不同基因型、外植体以及培养基对愈伤组织诱导及分化再生的影响.结果表明,不同小麦品种幼胚、幼穗以及成熟胚愈伤组织诱导率均在90%以上,且差异不大,而分化率和再生率却表现出很大差异.总体来说,供试外植体幼胚再生率最高,幼穗次之,成熟胚最低.绵阳19幼胚再生率最高,为54%,其最佳激素培养基为MS KT 1.0 mg/L IAA 1.0 mg/L;其次为小偃107和小偃22的幼胚愈伤组织.幼穗愈伤组织中绵阳19愈伤组织再生率最高,为27.5%,其次为洛阳8716.成熟胚愈伤组织培养中陕354再生率最高,为25.1%,优于其幼穗愈伤组织,其次为绵阳19的成熟胚愈伤组织.     

2,4-D、Dicamba和KT对小麦成熟胚离体培养的影响

为了建立优良小麦品种遗传转化的高效组织培养体系,以扬麦158和郑麦9023成熟胚为外植体,探讨了Dicamba和2,4-D及KT对小麦成熟胚愈伤组织诱导和再生的影响。结果表明,Dicamba和2,4-D的愈伤组织诱导率最低为88.7%,最高可达95.1%,处理间无显著差异。不同激素诱导的愈伤组织在添加KT的培养基上分化时,再生率存在显著差异。两种基因型小麦用Dicamba诱导的愈伤组织比2,4-D诱导的愈伤组织具有更高的再生率。在分化培养时,培养基中添加5mg·L-1 KT比添加3mg·L-1的分化效果更好,但不同浓度KT对愈伤组织分化的效果因诱导激素的配比和基因型而异。扬麦158的综合指标更优,平均再生率可达20.1%,比郑麦9023高6.6%;采用4mg·L-1 Dicamba进行愈伤组织诱导,配合5mg·L-1KT分化培养更有利于小麦成熟胚离体培养。     

不同遗传背景小麦成熟胚再生体系的初步研究

为了进一步探索小麦成熟胚再生体系的各种影响因素,选取5个不同遗传背景的小麦品种（绵阳19、西农928、洛阳8716、陕354、紫麦）,以成熟胚为外植体,对其再生条件进行了研究。结果表明,不同基因型的小麦成熟胚愈伤诱导率差异不大,均在87%以上。同一品种在不同的2,4D浓度下愈伤诱导率稍有差异,其最适2,4D浓度为4 mg·L-1。不同的激素配比对小麦成熟胚愈伤组织再生成苗有一定的影响。分化培养基中2,4D/KT(mg·L-1) 为0.5/1.5时,各基因型小麦再生率为绵阳19：16.67%;西农928: 27.69%;洛阳8716: 11.25%;陕354: 6.3%;紫麦:41.67%。2,4D/KT(mg·L-1) 为0.5/1.0时,西农928的再生率最高,为31.25%。2,4D/KT(mg·L-1)为0.2/1.0时,紫麦的再生率最高,为45.45%。     

小麦成熟胚组织培养再生体系的优化及高再生率基因型的筛选

为了优化小麦成熟胚组织培养再生体系,并从优良小麦品种中筛选出高再生率基因型,选用20个小麦品种为材料,研究了4种胚的不同处理方式对成熟胚脱分化率及形成愈伤组织质量的影响,6种不同激素配比对愈伤组织分化再生的影响及2种生根培养基的生根效果;并对参试品种中的高再生率基因型进行了筛选。结果表明,用纵半切的全胚进行愈伤组织诱导形成的愈伤组织质量最好;小麦成熟胚愈伤组织在以下3种激素配比,即：B.IAA 1.0 mg.L-1＋ZT 2 mg.L-1;E.2,4-D 0.1 mg.L-1＋ZT 10 mg.L-1;F.6-BA 1 mg.L-1＋NAA 0.3 mg.L-1＋KT 4 mg.L-1的培养基上分化再生成苗率较高;再生苗在不加生长素的1/2MS培养基上生根效果很好。在供试的20个小麦品种中,有12个小麦品种的再生成苗率达到20%以上,其中西农928、宁春16和西农889的再生成苗率分别高达77.6%、52.7%和36.9%。B分化培养基对大部分基因型愈伤组织的分化培养具有比较好的通用性。本研究从黄淮麦区推广的小麦品种中筛选出的一些高再生率的基因型可以用作该地区小麦转基因研究的受体材料。     

农杆菌介导的小麦成熟胚遗传转化影响因素分析

为解决农杆菌介导的小麦成熟胚遗传转化效率较低的难题,以春小麦Bobwhite成熟胚为外植体,分析植物激素、愈伤组织预培养时间、侵染时间和共培养阶段干燥处理对小麦成熟胚愈伤组织遗传转化的影响,并在遗传转化处理中辅以3个组织再生相关基因(TaSERK1、TaSERK2、TaNiR)的qRT-PCR分析。结果表明,愈伤组织预培养阶段添加适量的2,4-D和Picloram均可诱导成熟胚愈伤组织的形成,但是2mg·L~(-1)Picloram培养基中愈伤组织的胚萌发率为20.78%,远高于2,4-D诱导的胚萌发率(11.38%);共培养阶段对农杆菌侵染的愈伤组织进行干燥处理能适当提高愈伤组织的转化效率;qRT-PCR分析发现再生相关基因TaNiR相对表达量的增加能适当提高愈伤组织的转化率。     

小麦成熟胚组织培养体系优化及其影响因素的研究

为了优化小麦主要推广品种的成熟胚组织培养体系,并筛选优良的转基因受体基因型,以12种小麦品种的成熟胚为材料,对其成熟胚为外植体的愈伤组织进行了诱导分化和再生的研究,探讨了不同2,4-D浓度下3种诱导培养基(MS2、L32、N64)、以L3为基本培养基的3种分化培养基以及以MS为基本培养基的3种生根培养基对小麦成熟胚离体培养的影响。结果表明,各培养基对成熟胚愈伤的诱导率和分化率的影响差别不大,而主要影响愈伤质量和生根效果。3种诱导培养基的平均诱导率均超过85%,N64的最高(90.13%),L32培养基的愈伤质量最好,诱导效果最佳。不同激素配比均可诱导小麦成熟胚愈伤组织分化再生,但不同基因型间有较大差异,添加0.5mg.L-1 IAA和1mg.L-1 KT的分化培养基L2的平均分化率最高(55.68%);添加0.2 mg.L-1 IAA和0.5 mg.L-1 MET的生根培养基MX1的平均生根率最高(37.02%)。不同基因型的出愈率、胚芽率、分化率、生根率差异显著,筛选出鲁麦14、良星99、济麦21、山农20、良星66等5个小麦品种可作为优良的转基因成熟胚受体材料,并初步建立起适于它们的组织培养体系。     

二穗短柄草成熟胚再生体系建立及农杆菌介导转化研究

为建立二穗短柄草组织培养及遗传转化体系,以二穗短柄草BD21-3成熟胚为外植体,对成熟胚愈伤诱导、分化以及农杆菌侵染条件进行了研究。结果表明,在含有2.5mg·L~(-1) 2,4-D的培养基上,愈伤组织出愈率最高为93.83%;在含有0.2mg·L~(-1) KT的分化培养基上,分化率最高为38.18%;对二穗短柄草胚性愈伤组织农杆菌转化和GUS染色结果表明,侵染的过程中农杆菌菌液浓度OD_(600)为0.6、侵染时间为5min时转化率最高。     

农杆菌介导的宁麦13成熟胚遗传转化体系的构建

宁麦13是目前生产中应用面积较大的弱筋小麦品种,以此品种建立农杆菌介导的成熟胚遗传转化体系有助于对该品种的个别性状进行针对性改良。本研究利用分别携带不同质粒pCXK1301和pAt-MYB12u的农杆菌株系GV3101对宁麦13成熟胚愈伤组织进行转化,通过对预培养时间、共培养时间和干燥处理等参数的研究,建立了农杆菌介导的宁麦13成熟胚遗传转化体系。宁麦13成熟胚转化体系的条件为:利用预培养6d的宁麦13成熟胚愈伤组织作为转化受体,使用含pAtMYB12u质粒的农杆菌株系GV3101,侵染菌液浓度OD600=0.6,侵染时间60min,采用干燥共培养4～5d(23℃,暗培养),诱导恢复培养10d,分化培养每4week继代一次,分化培养8week(12h光周期,25℃,2 000lx)。试验侵染2 600个宁麦13愈伤组织,获得127株再生植株,经分子检测,其中9株证实为阳性转化植株。     

尾叶桉U6遗传转化再生体系的建立

以桉树品种尾叶桉U6叶盘为外植体,选用MS培养基为基本培养基,附加激素6-BA,IAA,IBA,NAAA,通过研究不同激素浓度组合对外植体愈伤诱导及不定芽分化的影响,建立了较好的遗传转化再生体系.结果表明,尾叶桉U6叶盘最适分化培养基为MS 6-BA 2.0 mg/L 2,4-D 1 mg/L IAA 0.2 mg/L 蔗糖30 g/L 琼脂粉5 g/L;小苗的最佳生根培养基为MS NAA 0.2 mg/L mA 0.5 m/L 蔗糖30 g/L 琼脂粉5 g,L.40mg/L卡那霉素可以抑制叶盘的分化;20 mg/L卡那霉素可以抑制再生植株的生根.2种抑菌抗生素中,头孢霉素对叶片再生影响较大;而250 mg/L的羧苄青霉素能有效地抑制农杆菌菌株EHA105的生长,却对尾叶桉叶盘的芽分化影响不大,为适宜的抑菌抗生素.3种农杆菌LBA4404,EHA105,GV3101的菌液浸染桉树叶盘,统计其愈伤组织GUS染色率,以EHA105对外植体的浸染能力最强,达83.3%.     

马铃薯极早熟品种东农303再生系统的筛选

以马铃薯品种东农 30 3的脱毒试管苗为供试材料 ,进行了 5种培养基对试管苗茎段愈伤组织诱导和植株再生影响的试验。结果表明 :不同的培养基表现出不同的诱导效果 ,愈伤组织诱导的最佳培养基是 2号培养基 (MS + 0 0 1mg/LNAA + 3mg/LBA) ,愈伤率是 90 4 %。植株再生的最佳培养基是 5号培养基 (MS + 2 2 5mg/LBA + 5 0mg/LGA3) ,再生率是 98 3%。     

卡那霉素在小麦愈伤组织遗传转化中的应用

为建立利用卡那霉素筛选的小麦遗传转化的有效体系,采用不同浓度的卡那霉素对小麦品种的幼胚愈伤组织进行处理,系统地研究了不同品种、不同愈伤组织诱导培养基、不同诱导培养时间下愈伤组织对卡那霉素筛选的反应。结果表明,不同小麦品种的愈伤组织对卡那霉素的抗性存在显著差异;同一品种不同培养条件下产生的愈伤组织对卡那霉素的反应存在显著差异;小麦品种河农827在N培养基上诱导培养14d得到的愈伤组织在含有15mg.L-1卡那霉素的分化培养基上筛选,效果较好。基因枪介导转化河农827的愈伤组织,用卡那霉素筛选得到的抗性再生苗经PCR检测,检测出12.5%的阳性株。     

根癌农杆菌介导小麦成熟胚遗传转化影响因素的研究

为了进一步完善根癌农杆菌介导的小麦遗传转化体系,以小麦成熟胚为转化受体,研究了根癌农杆菌介导法转化小麦的主要影响因素,结果表明,以gus基因瞬时表达率、抗性愈伤组织获得率和分化率为转化指标,小麦成熟胚在预培养基CM4C1P上预培养14d后,用侵染培养液Ⅰ侵染3 h,再经干燥共培养方式处理3 d,是根癌农杆菌介导成熟胚转化的合适条件.在优化条件下,转化约30 d后GUS稳定表达的愈伤组织数占受体组织总数的15.83%;GUS稳定表达的抗选择剂G418的植株数占受体组织总数的0.28%.     

激素对木薯体细胞胚胎发生与植株再生的影响

采用3种激素,通过不同浓度对华南8号木薯品种体细胞胚胎发生和植株再生的试验,获得适宜诱导胚性愈伤组织的培养基配方(MS+0.5mg/LCuSO4+4mg/L2,4-D或12mg/L Picloram)和体细胞胚成熟培养基配方(MS+0.5mg/LCuSO4+0.5mg/LBA)各一个。采用这些培养基配方应用于3个国内推广品种,一个海南当地品种以及两个模式种,诱导体细胞胚胎发生和植株再生效果显著。     

2,4 D和干燥处理对小麦成熟胚愈伤组织诱导与分化的影响

为解决西北地区小麦栽培品种高频再生体系建立过程中的瓶颈问题,以不同品种、不同2,4-D浓度及对愈伤组织的不同干燥处理时间为变量,研究不同处理对小麦栽培品种成熟胚愈伤组织诱导与分化的影响。结果表明,甘春24、甘春20、西旱1号在2,4-D浓度为2.0～5.0mg·L-1时,愈伤组织诱导与分化较好,2,4-D浓度为5.0mg·L-1以上愈伤组织容易褐变,分化能力减弱,成苗率低;在转入胚性诱导培养基前,12h的干燥处理能促进各品种愈伤组织分化;通过正交设计分析,甘春24在2,4-D浓度为2.5mg·L-1,12h干燥处理条件下所建立的再生体系最好,是转基因中良好的受体;甘春20在2.0mg·L-1 2,4-D、12h干燥处理下愈伤组织形成与分化较好;西旱1号经3.0mg·L-1 2,4-D、12h干燥处理,能显著提高其愈伤组织的分化。     

节节麦幼胚再生体系的建立

为建立高效的节节麦幼胚再生体系,以节节麦幼胚为外植体,通过正交设计,探索基本培养基、2,4-D、碳源、KT等因素对幼胚愈伤组织诱导、分化及植株再生效果的影响。结果表明,4种因素中,基本培养基对节节麦幼胚愈伤组织诱导的影响最显著(P0.05),2,4-D浓度对节节麦幼胚愈伤组织诱导也有显著影响(P0.05),添加3.0mg·L~(-1) 2,4-D的培养基诱导出的愈伤组织质量高,淡黄色,表面呈不规则颗粒状,质地致密,再生频率可以达到17.62%。KT浓度对节节麦愈伤分化影响最显著,基本培养基、2,4-D和碳源对节节麦幼胚愈伤分化均无显著影响。不同碳源对节节麦幼胚愈伤组织诱导和分化的影响均不显著,为节约成本可直接选用30g·L~(-1)蔗糖作为碳源。节节麦幼胚组织培养的最佳组合是:愈伤诱导培养基为MS培养基+3mg·L~(-1) 2,4-D+15g·L~(-1)蔗糖+15g·L~(-1)甘露醇,愈伤分化培养基为MS培养基+15g·L~(-1)蔗糖+15g·L~(~(-1))甘露醇+1.0mg·L~(-1) KT。     

小麦幼胚愈伤组织分化和继代分化特性的影响因素

为建立稳定、高效的小麦幼胚愈伤组织继代分化体系,以4个小麦品种为材料,对影响普通小麦幼胚愈伤组织分化和继代分化特性的因素进行了研究。结果表明,碳源、有机添加物、诱导和继代间隔时间及基因型对小麦幼胚愈伤组织的分化和继代分化特性有显著影响。1.5%蔗糖和1.5%麦芽糖配合使用,小麦幼胚愈伤组织分化和继代分化效率显著高于3%蔗糖和3%麦芽糖单独使用的分化效率;4种有机添加物对小麦幼胚愈伤组织分化和继代分化特性均有正向增加效应,其中,诱导培养基中分别添加500mg·L-1酸水解酪蛋白、250mg·L-1 L-谷氨酰胺和250mg·L-1 L-天门冬酰胺的正向效应显著,愈伤组织分化率分别比对照提高17.5%、15.2%和14.2%,继代3次后的愈伤组织分化率比对照显著提高了93.9%、73.6%和52.8%;诱导分化和继代诱导分化的时间是小麦幼胚愈伤组织分化和继代分化特性重要的影响因素之一,诱导15d和继代间隔15d的愈伤组织分化和继代分化率显著高于20d和25d,且随诱导和继代间隔时间的延长,愈伤组织分化率迅速下降;供试4种基因型材料的愈伤组织分化和继代分化特性有显著差异,供试品种千斤早和小偃22愈伤组织分化特性较好,扬麦12和扬麦18继代愈伤分化特性较好,愈伤组织分化和继代分化特性的表现无相关性。     

农杆菌介导甘蔗基因转化技术的优化

以甘蔗（Saccharum officinarum L.）品种ROC10为转化受体材料,以GFP基因为报告基因,通过对农杆菌介导遗传转化的一系列条件,包括农杆菌菌株及侵染菌液浓度、侵染时间、受体愈伤组织龄期、AS活化时间及使用浓度、共培养时间等进行优化,同时进行了便于vir基因活化和T-DNA转移的条件组合,如附加果糖和葡萄糖、酸性环境感染,低温共培养等,从而建立了一个可行、有效而又简便的农杆菌介导的甘蔗遗传转化体系。结果表明:农杆菌菌株EHA105优于LBA4404,其适宜侵染浓度D600为1.3752;适宜受体愈伤组织龄期为25℃暗培养25d;适宜侵染时间为30min;适宜AS活化时间为2h,使用浓度为200μmol·L-1;适宜共培养时间为4d。获得2株有荧光信号的植株,对这2株植株进行斑点Southern杂交检测,均有阳性反应,证明GFP基因已整合到甘蔗基因组中并得到了有效表达,表明该转化体系确实是有效的。      

水稻成熟胚盾片诱导愈伤组织再生体系的建立

采用水稻成熟胚盾片诱导愈伤组织作为分化再生的外植体，通过优化激素组合和调节培养基渗透压，建立了适合水稻遗传转化的高效再生体系，将水稻成熟胚诱导愈伤组织分化再生的过程划分为3个不同时期，即成熟胚盾片愈伤组织诱导，胚性细胞诱导保持，胚性愈伤组织分化再生，以CultureI(LS 2,4-D2.0mg/L)诱导成熟胚盾片愈伤组织，愈伤组织剥离后接种于Culture II-3(LS 2,4-D 2.5mg/L 山梨醇3g/L)上诱导胚性愈伤组织，继代后接种于Culture Ⅲ-2(MS NAA 0.5mg/L 6-BA 1.0mg/L Kinetin 2.0mg/L 山梨醇8g／L）上分化成苗，培养结果表明，该再生体系所获得的胚性愈伤组织分化再生率均在60％－80％之间，利用本研究建立的高效再生体系建立水稻外源基因遗传转化系统，使转化过程中所得转化愈伤组织高效再生成苗，从而顺利获得转化植株，可以提高水稻外源基因转化的效率，为水稻品种的定向遗传改良提供优良的遗传转化技术体系。