根癌农杆菌介导的香蕉高效遗传转化系统的建立

为建立根癌农杆菌介导的香蕉高效遗传转化系统,本研究以雄性花诱导产生的贡蕉胚性悬浮系为转化受体,从潮霉素筛选浓度和筛选方法两方面进行了优化。研究结果表明,贡蕉悬浮系在M2液体培养下潮霉素的适合筛选浓度为5mg/L。将液体共培养7d后的贡蕉胚性悬浮系转接到M2液体筛选培养基进行培养,每10d继代一次。GUS组织染色表明,经过3代抗性筛选的ECS几乎全为转化细胞。经过3个月的胚诱导培养获得成熟抗性体细胞胚,平均抗性体细胞胚得率为4580个/mLPCV。同时,转化苗的PCR检测结果表明,gus基因已整合到贡蕉基因组中。本研究表明液体筛选系统有利于转化胚性悬浮细胞的增殖,大大地提高了香蕉转基因的转化效率。     

野生阿宽蕉胚性细胞悬浮系原生质体分离及植株再生

本研究以野生阿宽蕉(Musa itinerans Cheesman)未成熟种子诱导的胚性细胞悬浮系为材料,对其原生质体的分离和植株再生进行研究。结果表明:胚性悬浮细胞在酶组合:3.0%纤维素酶R-10、1.0%离析酶R-10、0.2%果胶酶Y-23、1.52%KCl、0.78%CaCl2、0.01%MES和11%甘露醇中,酶解8h,原生质体的产量和活力达到最大值,分别为19.46×106个/mL和92.17%。采用看护培养法对原生质体培养60d后,可获得大量增生的小细胞团,细胞团悬浮培养15d后转至体胚诱导培养基上培养约30d,其体胚萌发率为45.97%,然后转至生根培养基上培养35d,其再生植株率为54.76%。     

野生平贝母体细胞胚胎发生及植株再生体系的建立

以野生平贝母根尖为外植体,应用均匀设计法筛选其最适合的胚性愈伤组织及胚性细胞复合体诱导、体细胞胚烫发育及植株再生的培养基,建立了平贝母体细胞胚胎发生体系.结果表明,平贝母根尖胚性愈伤组织及胚性细胞复合体诱导最适宜的培养基为:ER(Eriksson,1965)+6-BA 1.0 mg/L+IAA2.0 mg/L+2,4-D 0.1 mg/L,诱导率为95%;体胚发育及植株再生最适宜的培养基为:ER+6-BA 1.00mg/L+IAA 0.10mg/L,体胚萌发率为100%,萌发的体胚在发育培养基上继续培养40d后全部发育成完整植株.对不同阶段培养材料的形态结构及超微结构的观察证明了平贝母体细胞胚胎的发育过程.     

番木瓜成熟种子的体细胞胚简易诱导和植株再生

目前中国番木瓜产业受到环斑花叶病等病害的严重威胁,利用生物技术手段创制新种质、培育高产优质的抗病新品种成为番木瓜产业发展的亟需。本研究以‘一尺瓜’品种的140~150 d龄果实成熟种子为外植体,研究了其体细胞胚诱导和植株再生技术。结果发现了一种非常简单有效的外植体杀菌消毒方法,即用自来水将果实外表清洗干净,然后用70%酒精对果实进行表面消毒即可。该品种成熟种子理想的胚性愈伤组织诱导培养基组成为:1/2 MS(Murashige and Skoog,1962)+2 mg/L 2,4-D(2,4 dichlorophenoxyacetic acid)+400 mg/L谷氨酰胺+60 g/L蔗糖+7 g/L琼脂粉,胚性愈伤组织诱导率可达45%。将胚性愈伤组织置于含1 mg/L2,4-D的增殖培养基继代培养2个周期后,可获得大量均质的表面含有白色体细胞胚的胚性愈伤组织。胚性愈伤组织团在不含任何激素的培养基上可完成体细胞胚的诱导、成熟、萌发和生根过程。挑取具有芽和根的体细胞胚转移到再生培养基培养30 d后可获得具有正常叶片和根系的完整植株,其发育为正常植株的百分率为52.5%。本研究为番木瓜生物技术育种建立一套简单、高效的体细胞胚再生技术体系提供技术支撑。     

刺五加体细胞胚再生体系的研究

以刺五加种子为外植体,采用固体培养筛选出最优培养基,并成功地诱导出体细胞胚获得再生植株,以此来建立一套成熟稳定的刺五加体细胞胚再生体系。试验结果表明, 最适宜的胚性愈伤组织诱导培养基为1/3MS+1.0 mg?L-12,4-D,其诱导率可达50%;胚性愈伤组织增殖的最适培养基为1/3MS+1.0 mg?L-12,4-D,其增殖倍数可达4.24倍;胚性愈伤组织在不添加任何植物生长调节物质的1/3MS培养基上培养,可促进体细胞胚的形成、萌发及植株转化率。添加10 g?L-1蔗糖时,体细胞胚的发芽率达到90%,植株转化率达到97.8%。     

荔枝胚性悬浮细胞系的快速建立及其体胚植株的再生

荔枝幼胚诱导的胚性培养物在低糖条件下连续继代4~6次左右,可筛选到颗粒细小、不含原胚的松散型胚性愈伤组织;以这种松散的胚性愈伤组织作为起始材料,在附加2,4-D 2mg/L或2,4-D 2mg/L、KT1 mg/L、AgNO3 5mg/L的MS液体启动培养基上振荡培养（100~120 r/min）10~14 d,即可建立起分散性良好的胚性悬浮细胞系。采用激素减半的2种启动培养基交替继代培养或周期性固体－液体轮回培养,可以长期保持胚性悬浮细胞系。荔枝胚性悬浮细胞在附加NAA 0.1 mg/L、KT 或Ze 5 mg/L、肌醇100 mg/L、蔗糖50g/L、琼脂10g/L的MS固体培养基上诱导体胚,25~40d后可形成大量胚状体,诱导体胚数量达10,000个/g FW以上。经过成熟培养后,正常的体胚75%以上萌发再生完整植株。     

表达bar基因的抗除草剂转基因甘薯的获得

用农杆菌介导法将bar基因导入甘薯主栽品种徐薯18的胚性悬浮细胞中,获得了抗除草剂的转基因植株.农杆菌菌株EHA105携带的双元载体pCAMBIA3300上含有bar基因.来自于徐薯18胚性悬浮细胞的直径为0.7～1.3 min的280个胚性细胞团用于遗传转化.共培养3 d后,首先在含有2 mg/L 2,4-D、100 mg/L Carb的液体MS培养基中培养1周,然后将胚性细胞团转移到添加2 mg/L 2,4-D、100 mg/L Carb 和0.3 mg/L PPT的固体MS培养基上进行选择培养.选择8周后,将获得的37个PPT抗性愈伤组织转移到添加1 mg/L ABA、100mg/L carb和0.3 mg/L PPT的固体MS培养基上,其中的34个愈伤组织诱导得到体细胞胚并发芽形成小植株,共获得了164株拟转基因植株.PCR分析表明,其中的123株为转基因植株.Southern blot和Northern blot分析表明,bar基因稳定整合到转基因植株的基因组中并正确表达.除草剂喷洒试验结果表明,转基因植株具有高度除草剂抗性.     

大豆体细胞胚胎发生系统组织学研究

大豆体细胞可以诱导发生在形态和结构上类似胚结构的胚状体。利用大豆体细胞胚发生系统进行大豆遗传转化,具有转化频率高、同步性好、转基因植株嵌合体少等诸多优点。对经根癌农杆菌侵染后,在含卡那霉素筛选培养基上生长的大豆未成熟子叶胚性细胞的发生、分化及发育进行了组织学研究。结果表明,体细胞胚以非芽体方式发生。胚性细胞可以从外植体表层或表层下1-2层细胞开始发生。随着胚性细胞的分裂,周围细胞开始退化解体,并形成具有类似胚柄结构的胚状体。之后,呈球形的胚状体突出于表皮之外,并依次发育成心形胚、鱼雷形胚和子叶形胚。以期为利用大豆未成熟子叶诱导体细胞胚发生系统高效转化体系的建立提供理论依据。     

不同因素对白刺花体细胞胚发育、成熟及萌发促进

为研究ABA、KNO_3和NH_4NO_3两种氮源比例及凝固剂对白刺花体细胞胚胎发育、成熟及萌发的影响。本研究利用白刺花下胚轴诱导的增殖良好的胚性愈伤组织为材料,通过ABA、氮源种类及比例和凝固剂对其体胚发生、成熟的对比试验研究,筛选最优的白刺花体细胞胚胎发育、成熟和萌发的培养基。结果表明:白刺花下胚轴诱导的愈伤组织经增殖培养得到增殖率为170%的胚性愈伤组织;添加ABA 15.0 mg/L的培养基上可使体细胞胚发生率达到85.21%,体细胞胚产生数量达112个/g,总胚数与对照相比为486.96%;氮源比例中,KNO3增加1倍,NH_4NO_3减半的培养基上体细胞胚发生率最高,达92.33%,体细胞胚产生数量最多,为139个/g,形成的体胚数是对照的124.11%;以琼脂和植物凝胶作为凝固剂的试验中,琼脂7.0 mg/L和植物凝胶为3.0 mg/L时,体细胞胚发育良好,从畸形胚及子叶胚的多少和愈伤褐化综合考虑,植物凝胶比琼脂好。不同发育期的体细胞胚萌发培养时,鱼雷胚转接最为合适,体胚萌发能力最高,为91.55%;体胚苗壮苗培养可使植株转化率高达93%,植株移栽成活率为92.92%。本研究可为白刺花体细胞胚胎发生技术和快速成苗体系提供基础资料。     

连香树胚性细胞悬浮系的建立和植株再生

本试验以连香树授粉120 d后未成熟种子子叶胚为外植体,开展胚性愈伤诱导增殖和悬浮培养体系的研究,初步建立了连香树胚性细胞悬浮系与植株再生体系。将连香树未成熟子叶胚接种在添加0.5 mg/L6-BA+1.0 mg/L NAA+1.0 g/L AC的1/2 MS基本培养基上,进行胚性愈伤组织诱导,获得的愈伤组织在0.1 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA+0.5 g/L AC的1/2 MS固体培养基上进一步增殖培养。将得到的胚性愈伤组织置于添加5%聚乙二醇6000的1/2 MS的悬浮培养液中进行振荡培养,建立起细胞均一、增殖较快、稳定性较强的细胞悬浮系;将悬浮培养获得的胚性材料接种到添加5%香蕉汁的0.1 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA+0.5 g/L AC的MS固体培养基中进行培养,可分化出的子叶期体胚,将获得的子叶胚转接到添加1.0 mg/L IBA的WPM固体培养基中,体胚萌发再生成植株。     

不同凝固剂对陆地棉体细胞胚胎发生和植株再生的影响

以陆地棉种质系珂字312和陆地棉标准系TM-1为材料,结合优化的陆地棉体细胞培养体系,系统地研究了琼脂、Gelrite和Phytagel3种培养基凝固剂对愈伤组织的诱导、胚性愈伤的增殖、体细胞胚状体的发生和植株再生的影响。结果表明,用Phytagel作为培养基的凝固剂,可显著改善陆地棉体细胞培养过程中的褐化问题,并具有提高胚性愈伤组织增殖速度、体细胞胚胎发生和植株再生频率等作用。Gelrite虽也能改善棉花体细胞培养中的褐化问题,但因水化现象严重而影响胚性愈伤组织增殖和体细胞胚状体发生,其效果不如Phy-tagel。因此,在陆地棉体细胞培养过程中的胚性愈伤组织诱导、体细胞胚状体发生和植株再生过程中,宜用Phytagel作为培养基的凝固剂,而无菌苗培养和愈伤组织诱导仍可以选用琼脂凝固剂。     

珍稀濒危植物银鹊树胚性细胞悬浮系的建立和植株再生

以银鹊树未成熟种子为试材,对银鹊树胚性愈伤组织诱导和胚性细胞悬浮培养的最佳培养条件进行研究,初步建立了银鹊树胚性细胞悬浮系与植株再生体系。将银鹊树未成熟种子子叶胚接种在添加1.0 mg/L 2,4-D、0.5 g/L活性炭的MS基本培养基上,诱导胚性愈伤组织。将诱导得到的胚性愈伤组织置于添加0.2 mg/L 6-BA、0.05 mg/L NAA和3 g/L蔗糖的MS液体培养基上振荡培养,由此建立了增殖速度快、分散程度好、稳定性较强的胚性细胞悬浮体系。将悬浮培养获得的子叶胚转到不含任何植物生长调节物质的MS固体培养基中,可以长成正常植株。     

花生体细胞胚诱导及植株再生研究

为了建立花生体细胞胚诱导及植株再生体系,为花生分子育种提供技术支撑,以花生品种‘桂花30’和‘桂花771’为材料,采用预培养3天的种子胚小叶、下胚轴、子叶节为外植体,在添加外源激素的MS培养基中使体细胞脱分化形成体细胞胚,再分化成植株。结果表明,在所设定2,4-D浓度（3,5,10,15,20 mg/L）范围内,胚小叶最容易诱导形成体细胞胚,2,4-D的适宜浓度为10 mg/L,经过约30天培养,可产生大量体细胞胚,‘桂花30’和‘桂花771’的平均诱导率分别为55.37%和36.72%。平均每个外植体产胚量分别为5.68个和4.27个。将诱导形成的体细胞胚转接到6-BA浓度由5 mg/L逐渐降低到1.5 mg/L的MS培养基中,体细胞胚萌发再生成无根小苗,正常植株再生率‘桂花30’为32.6%,‘桂花771’为23.5%。将无根苗转接到生根培养基中可获得完整植株。花生是较难诱导体细胞胚形成的作物之一,筛选合适的基因型、外植体和激素浓度是获得较高体细胞胚发生率和植株再生率的关键技术。     

豆瓣绿胚性愈伤悬浮培养条件优化及体细胞胚发生

本研究以豆瓣绿无菌苗叶片为外植体诱导获得质地疏松、稳定性高的颗粒状胚性愈伤组织,开展胚性细胞悬浮培养研究。结果表明:豆瓣绿胚性愈伤组织最适继代培养基为MS+0.6%琼脂+3%蔗糖+2,4 D1.0 mg/L+6-BA 1.0 mg/L,继代间隔14 d;体细胞悬浮最佳培养基为MS+3%蔗糖+NAA 0.5 mg/L+6-BA 1.0 mg/L,继代间隔7 d;体细胞悬浮最佳碳源为蔗糖,蔗糖最佳浓度为30 g/L;体细胞悬浮摇床最佳转速为110 r/min。本研究考察激素种类、激素浓度、碳源种类、糖浓度、摇床转速对体细胞胚悬浮体系的影响,并采用解剖镜进行形态学观察,为后期研究体细胞胚胎形态结构提供基础数据。     

杂花苜蓿高效再生体系的建立

通过对新疆塔城杂花苜蓿品种下胚轴再生植株的系统研究，经筛选获得种子萌发培养基为：1／2MS无糖培养基；胚性愈伤组织诱导培养基：MS＋2，4-D2mg／L＋6-BA0．5mg／L＋蔗糖3％。胚性愈伤组织诱导率为100％；胚状体诱导培养基：SH＋2，4-DZing／L＋6-BA0．5mg／L＋CH250mg/L＋蔗糖1％，胚状体诱导率为86．96％；胚状体萌发培养基：SH＋GA30．5mg／L＋CH250mg／L＋蔗糖1％，胚状体萌发率为90％-95％；生根培养基：1／2MS＋IBA0．5rag／L＋蔗糖1％。生根率为100％。完成再生时间120d左右。     

粗肋草‘中国红’植株再生体系的建立

为建立相对稳定、高效的‘中国红’粗肋草植株再生体系,本研究以‘中国红’粗肋草的嫩茎腋芽原基、嫩叶为外植体,对诱导愈伤组织的初代培养基、芽增殖分化培养基的激素种类和配比以及生根培养方法等进行筛选优化。结果表明:适宜建立‘中国红’粗肋草体细胞胚发生途径再生体系的外植体为腋芽原基;最佳诱导愈伤组织的初代培养基为1/2MS+2,4-D 0.2 mg/L+6-BA 0.5 mg/L,愈伤组织诱导率分别为:腋芽原基83.3%,嫩叶为23.9%;适合腋芽原基愈伤组织分化培养基的激素配比为6-BA/IAA组合,愈伤组织分化率为65.7%~67.6%、主要以体细胞胚性途径形成再成芽、芽增殖系数5.3~5.8;适宜的生根接种、培养方式为体细胞胚植株断根促根培养,生根苗生根率99.2%。本研究已初步建立和优化以腋芽原基为外植体的稳定‘中国红’粗肋草体细胞胚发生途径的植株再生体系,可进一步改良优化,为今后‘中国红’粗肋草工厂化及规模化生产提供理论和技术指导。     

甜樱桃体细胞胚胎发生及植株再生的研究

以甜樱桃红灯为材料,幼果用0.1%HgCl2进行消毒,在无菌条件下取出未成熟胚子叶进行诱导,在胚成苗后进行继代和生根培养。培养结果表明,以MS为基本培养基,在2,4-D为2.0 mg/L时培养基上胚性愈伤组织诱导率较高,为53.7%;愈伤组织经过数次继代后转移至MS附加6-BA 1.0 mg/L和NAA 0.1 mg/L培养基上可诱导体细胞胚的形成,诱导率可达81.0%.体细胞胚在合适的培养基上可继续生长和增殖。     

陆地棉组织培养体细胞胚胎发生技术改进

以珂字312和冀无2031为材料,对陆地棉体细胞胚胎发生技术进行了改进,建立了一套培养程序。在悬浮培养中,加入50g·L-1的PEG6000的液体培养基可提高悬浮培养后正常胚的萌发率,对胚状体萌发有促进作用。悬浮培养后的胚性愈伤组织继代到含有80-160mg·L-1PEG6000的胚性愈伤组织萌发培养基中,暗培养1-2周,胚性愈伤组织明显疏松;在光照条件下继续培养两周可形成大量绿色萌发胚。加入500mg·L-1的CH及NH4NO3减半、KNO3加倍的培养基利于胚状体的分化,且异常胚的比例低。     

苏玛栎胚性愈伤组织诱导及体胚发生

取苏玛栎成熟大树基部萌条进行离体培养,利用无菌苗茎段成功诱导出胚性愈伤组织,并进一步诱导出子叶期的体细胞胚胎。试验结果表明:苏玛栎茎段置于添加2 mg/L 2,4-D和0.2 mg/L KT的MS培养基上,黑暗培养30 d后,诱导出愈伤组织;将胚性愈伤组织置于添加3 mg/L BA和0.5 mg/L NAA的MS培养基上,黑暗培养40 d,有利于胚性愈伤的增殖;转入添加0.5 mg/L ZT和0.1 mg/L NAA的MS培养基中,黑暗培养60 d后,原胚团经历球形胚、心形胚、鱼雷形胚,发育至子叶胚阶段,但诱导率最高仅为10%。本研究为苏玛栎种质资源保存、无性繁殖和遗传改良提供了一定的科学依据。     

剑麻悬浮细胞体系的建立

为了获取良好的剑麻悬浮细胞体系,以剑麻无菌幼苗嫩叶为诱导材料,对剑麻胚性愈伤组织的获得,建立细胞悬浮系和影响悬浮细胞增殖的主要影响因子进行了探讨。结果表明:幼叶在培养基为MS+2.0 mg/L 2,4-D+1.0 mg/L 6-BA上诱导的愈伤组织,经1～2次继代培养后获得了颗粒状、浅黄色的胚性愈伤组织;接种于液体培养基接种量为2 g (鲜重),继代周期为7 d,经4～5次继代震荡培养建立了细胞悬浮系,细胞生长符合"S"型曲线,细胞浓度可达6.1×105～4.6×106个/m L以上;在悬浮细胞生长前期,pH值明显下降,在细胞对数生长期,pH值略有升高,并趋于平缓;最适宜的细胞悬浮培养基为(MS+1.5 mg/L 2,4-D+4.0 mg/L6-BA+350 mg/L水解酪蛋白, 30 g/L蔗糖, pH值为5.8)。通过建立剑麻悬浮细胞培养体系的方法,为进一步应用于剑麻悬浮细胞转化体系和多倍体育种等研究。