转录组鉴定‘三白’石榴品种籽粒发育相关差异表达基因

为了研究石榴籽粒发育遗传机制及其在育种中的应用,以‘三白’石榴品种开花后60 d和120 d籽粒为试材,进行转录组测序分析。对表达差异基因进行GO注释及KEGG富集分析。结果分析表明,与‘三白’石榴开花后60 d籽粒相比,在开花后120 d籽粒中总共检测到8 409个显著差异表达基因;KEGG富集分析表明差异表达基因显著富集在激素信号转导及其它代谢产物的合成和代谢等18条代谢通路上;5类可变剪接类型中鉴定出了76个靶基因,其中17个为差异表达基因。定位到的差异表达基因可以为解析石榴籽粒发育以及基因克隆提供理论指导。     

菊花‘金不凋’再生及遗传转化体系的构建

‘金不凋’属于典型的日中性菊花,可作为日中性菊花开花分子机理的理想研究材料,目前尚未建立‘金不凋’的再生及遗传转化体系。本研究以‘金不凋’叶片为外植体,分别对影响再生及转化体系的主要因素进行试验。结果表明‘:金不凋’叶盘愈伤组织的不定芽分化最佳培养基为MS+6-BA 1.5 mg/L+NAA 0.5 mg/L,不定芽分化率为90.0%,平均再生不定芽数达5.5556个;相关性分析表明褐化率与愈伤诱导率以及平均再生愈伤组织数之间存在显著的负相关关系;试管苗最佳生根培养基为MS,生根率为100%。在‘金不凋’再生体系建立的基础上,初步建立了其遗传转化体系:‘金不凋’叶盘经过24 h预培养,在菌液浓度OD600=0.6的农杆菌中侵染10 min,共培养2 d,延迟培养5 d,叶片不定芽分化潮霉素临界浓度为2 mg/L,生根筛选潮霉素临界浓度为5 mg/L时,转化效率最高。通过潮霉素抗性筛选和PCR鉴定,获得3株PCR阳性菊花苗,转基因阳性苗频率为2.5%,本研究为‘金不凋’的基因工程育种提供了技术基础。     

‘杂花’薰衣草再生体系的建立

为了获得高效稳定的薰衣草再生体系,本研究以‘杂花’薰衣草叶片为试材,研究了不同激素及浓度对愈伤组织诱导、不定芽分化及不定根形成的影响。结果表明：6-BA与NAA及6-BA与2,4-D组合均能诱导愈伤组织形成,最佳培养基配方分别为MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.3 mg/L+蔗糖30 g/L+琼脂7 g/L和MS+6-BA 0.5 mg/L+2,4-D 0.2 mg/L+蔗糖30 g/L+琼脂7 g/L,出愈率分别为95.2%、92%;6-BA与NAA组合诱导不定芽的效果显著优于6-BA与2,4-D的组合,适合诱导再生芽分化的最佳培养基为MS+6-BA 2.0 mg/L+NAA 0.4 mg/L+蔗糖30 g/L+琼脂7 g/L,分化率为68.1%;最佳生根培养基为1/2MS+NAA 0.2 mg/L+蔗糖30 g/L+琼脂7 g/L,生根率为91.1%。本研究建立了‘杂花’薰衣草的再生体系,为利用转基因技术培育高产优质的薰衣草新品种提供技术支持。     

‘黑珍珠’番茄植株再生体系的研究

为了研究‘黑珍珠’番茄植株再生,以‘黑珍珠’番茄幼嫩叶片为外植体诱导愈伤组织,通过愈伤组织诱导培养、愈伤组织分化培养、不定芽增殖培养、生根培养和试管苗移栽,建立高效快速的‘黑珍珠’番茄再生体系。结果表明：最适宜的诱导叶片愈伤组织的培养基为MS+ 1.0 mg/L 6-BA+ 0.1 mg/L NAA,叶片外植体愈伤组织诱导率最高可达98.2%;诱导出的愈伤组织在MS+ 1.5 mg/L 6-BA+ 0.2 mg/L IBA培养基上能很好的分化出不定芽;MS+4.0 mg/L KT+ 0.01 mg/L IBA 培养基可实现不定芽芽增殖;最适宜的生根培养基为1/2MS+ (0.05~0.08) mg/L NAA,试管苗移栽成活率达92%。     

人参果‘长丽’叶片再生体系的建立

为了建立人参果遗传转化再生体系,以‘长丽’品种试管苗叶片为材料,研究了培养基种类、pH对人参果试管苗生长和激素组合对人参果叶片不定芽再生的影响。结果表明：培养基pH 5.7~6.0时,MS培养基有利于人参果试管苗的生长,培养24天时平均株高达8.5 cm;GS培养基有利于试管苗生根,培养24天试管苗的生根量达到13.8个/株。6-BA与TDZ配合使用,可显著提高叶片不定芽的再分化能力,在MS+6-BA 2.0 mg/L+TDZ 0.5 mg/L培养基上叶片的再分化率达到83.3%,再分化系数达8.5。本试验研究发现人参果叶片不定芽再生的适宜培养基为MS+6-BA 2.0 mg/L+TDZ 0.5 mg/L。     

‘T13’号桉树再生体系的建立

以尾巨桉‘T13'的单芽茎段为外殖体进行离体培养和快速繁殖.结果表明,再生芽诱导分化适宜培养基为EU BA0.5 NAA0.2;增殖适宜培养基为EU BA1.0 NAA0.2,每个芽可产生5～6个芽;壮苗适宜培养基为EU附加活性炭(AC)0.5‰～1.0‰;生根较适培养基为1/2MS附加NAA0.2或IBA0.2,生根率95%以上.     

草原龙胆‘阿琳娜’高效再生体系的建立

草原龙胆(Eustoma grandiflorum)花色典雅、花型丰富,是全球最受欢迎的切花之一。本研究以草原龙胆‘阿琳娜’叶片为外植体,研究了6-BA、NAA、GA₃和IBA不同组合对其出芽、壮苗、增殖、生根的影响。结果表明:最佳不定芽诱导培养基为MS+6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.05 mg/L,不定芽诱导率达90.0%,平均出芽数为4.52个;MS培养基可实现壮苗;最佳增殖培养基为MS+6-BA 0.2 mg/L+IBA 0.2 mg/L+GA₃0.3 mg/L,增殖系数为6.41;培养基1/2MS+IBA 0.5 mg/L有利于生根。初步建立了草原龙胆‘阿琳娜’高效再生体系,为草原龙胆优良品种快速繁殖及基因工程研究提供了依据。     

栎叶绣球‘雪花’再生体系的建立

为获得大量栎叶绣球的无菌苗,本研究以栎叶绣球‘雪花’(Hydrangea quercifolia’Snow Flake’)的叶片为试验材料,通过不同浓度的激素组合处理。结果表明,最适宜的愈伤组织诱导培养基为:MS+1.5 mg/L6-BA+0.2 mg/L NAA,出愈率约为80.7%;最适宜的不定芽分化培养基为:MS+2 mg/L 6-BA+0.1 mg/L IBA,诱导率约为90.3%;最佳的增殖培养基为:MS+2.5 mg/L 6-BA+0.1 mg/L IBA,增殖率约为5.2;最佳的壮苗培养基为:MS+0.5 mg/L 6-BA+0.15/0.2 mg/L IBA,幼苗平均高度约为4.57 cm;最佳的生根培养基为:1/2 MS+0.4 mg/L IBA,平均生根率约为88.3%,平均根长约为6.5 cm。本研究初步建立了栎叶绣球‘雪花’的再生体系,为其扩大繁殖和之后的遗传转化研究提供了帮助。     

番茄‘黄樱桃-2号’再生体系研究

以番茄‘黄樱桃-2号’的子叶切段为外植体,研究不同激素组合对愈伤组织产生以及再生芽诱导的影响。结果表明,不同种类和浓度的激素诱导形成的‘黄樱桃-2号’愈伤组织和再生芽数目存在差异,最适培养基为：MS+ 6-BA 2.5 mg/L+ IAA 0.2 mg/L,出愈率可达到95.08%,每个外植体再生芽数约为5。最适生根培养基为：1/2MS+ IAA 0.2 mg/L。通过观察头孢霉素和羧苄青霉素2种抗生素对子叶愈伤组织和再生芽诱导情况的影响,确定‘黄樱桃-2号’子叶的除菌培养基为：MS+ 6-BA 2.5 mg/L+ IAA 0.2 mg/L+ 头孢霉素 200 mg/L+ 羧苄青霉素 200 mg/L。同时还对作为筛选剂的卡那霉素进行了浓度筛选,确定了卡那霉素对‘黄樱桃-2号’子叶的筛选浓度为50 mg/L。     

‘晶瑶’草莓高效再生及遗传转化体系的建立

以草莓‘晶瑶’为试材,研究不同激素种类和浓度配比对叶片诱导愈伤、愈伤分化出芽的影响,建立‘晶瑶’草莓叶片的高效离体再生体系。结果表明,‘晶瑶’叶片在MS+2,4-D 0.05 mg/L+TDZ 2.0 mg/L的诱导培养基上不定芽再生率达到79.18%。在‘晶瑶’草莓遗传转化试验中,叶盘对卡那霉素的敏感性最适筛选浓度为30 mg/L,羧苄青霉素的最适抑菌浓度为400~500 mg/L,150μmol/L乙酰丁香酮的加入可提高GUS的瞬时表达率;10 min是最适合农杆菌侵染‘晶瑶’叶片的时间;共培养48 h对叶片转化较适宜,得到抗卡那霉素并呈GUS阳性的抗性芽频率为2.38%,获得了转化阳性植株。     

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。     

芳香型矮牵牛‘Carpet Blue’高效再生体系的建立

矮牵牛(Petunia hybrida)是研究植物芳香性状的理想材料,但目前有关芳香型矮牵牛转基因技术体系的研究较少,为建立芳香型矮牵牛的高效再生体系,本研究以特异挥发苯环类物质的芳香型品种‘Carpet Blue’为材料,进行了表面消毒、愈伤组织诱导与不定芽分化、不定芽增殖、不定芽生根等研究。结果表明:先用75%酒精(C₂H₅OH)漂洗30 s,再用5%次氯酸钠(NaClO)消毒8 min,表面消毒效果最好,无菌外植体获得率可达93.75%;愈伤组织诱导与不定芽分化最适培养基为:MS+1.5 mg/L 6-苄氨基嘌呤(6-BA)+0.3 mg/L萘乙酸(NAA),诱导率可达100%,且能分化出健壮的不定芽;最适不定芽增殖培养基为MS+0.5 mg/L 6-BA+0.4 mg/L NAA,增殖系数可达14.67倍;最适生根培养基为1/2MS+0.05 mg/L吲哚丁酸(IBA),生根率为100%,平均根数达37.67条,平均根长达2.61 cm,生根指数最高,达9.82,单条不定根最长可达5.22 cm;炼苗移栽后,成活率高达92.50%。本研究初步建立了芳香型矮牵牛‘Carpet Blue’的高效再生体系,为后续通过转基因手段研究苯环类挥发物质的代谢规律奠定了坚实基础。     

铁线莲‘水晶喷泉’茎段组培再生体系的建立

本研究以铁线莲品种‘水晶喷泉’(Clematis Crystal Fountain’Fairy Blue’)的带芽茎段为初始外植体,通过研究灭菌时间、激素浓度配比、基础培养基类型等因素对茎段腋芽的诱导、增殖、再生苗生根的影响,从而建立该品种从外植体—腋芽诱导—不定芽增殖—生根得到完整的植株再生体系。结果表明：最佳灭菌条件为5%次氯酸钠溶液灭菌10 min,污染率为22.2%,成活萌芽率为44.5%;带芽茎段诱导腋芽最适培养基为MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.05 mg/L+蔗糖30 g/L pH值为6.0～6.2,6-BA/NAA比值为20,诱导率为100%,此时苗生长良好且株高较高;腋芽增殖最适培养基为DKW+6-BA 2.0 mg/L+NAA 0.05 mg/L+蔗糖30 g/L pH值为6.0～6.2,6-BA/NAA比值为40,增殖系数为5.6;最佳生根培养基为DKW+IBA 1.0 mg/L+蔗糖30 g/L pH值为5.7,生根率可达94.4%,本研究可为铁线莲品种‘水晶喷泉’的组织培养、规模化种植提供相关资料和遗传转化体系建立提供了科学依据。     

挪威槭‘缤纷秋色’组培快繁再生体系的建立

以带腋芽茎段为试验材料,采用不同浓度和种类的试剂及培养基进行组培的方法,研究杀菌剂、培养基、生长激素对外植体灭菌、芽萌发、组培苗生根和移栽的影响,为构建全面、高效的‘缤纷秋色’快繁体系提供参考。结果表明,外植体最佳灭菌方法为10%NaClO溶液消毒12 min,污染率减少至19.6%,萌芽数为8.76个。最适启动培养基为WPM+0.2 mg/L NAA+1.0 mg/L 6-BA+0.2 mg/L TDZ+2.0 mg/L PVP+30 g/L蔗糖;壮苗培养基为WPM+0.8 mg/L ZT+1.0 mg/L 6-BA+2.0 mg/L PVP+30 g/L蔗糖;生根培养基为1/2WPM+0.8 mg/L IBA+0.2 mg/L NAA+0.5 g/L活性炭+15 g/L蔗糖,用草炭土和珍珠岩混合比例2:1移栽效果最好,移栽成活率为89%。研究建立的‘缤纷秋色’快速繁殖体系可为优良种质扩大培养和推广应用提供技术参考。     

热敏型生菜‘GRAND RAPIDS TBR’高效再生体系的建立

本试验以热敏型生菜‘GRAND RAPIDS TBR’为材料,分别探讨不同消毒试剂及时间对种子消毒的影响及不同生长调节剂对愈伤组织诱导、不定芽再生的影响,初步建立了高效的再生体系。结果表明：种子消毒的最适配比为75%的酒精45 s+3%的次氯酸钠12 min,种子成活率可达97.8%;愈伤组织诱导与不定芽分化的最适培养基为MS+0.1 mg/L 6-BA+0.5 mg/L NAA,愈伤组织诱导率100%,平均不定芽再生27.7个,且不定芽生长健壮;最适生根培养基为不添加NAA的纯MS培养基,生根率为97.8%;炼苗移栽后,植株成活率100%。本研究初步建立了‘GRAND RAPIDS TBR’的高效再生体系,为生菜基因功能研究和耐高温新品种培育提供基础。     

地被菊花‘珍粉’组织培养与植株再生体系的建立

研究不同因子对地被菊‘珍粉’品种再生体系建立的影响,为地被菊的推广种植打下技术基础。以地被菊‘珍粉’二年生茎段为试材,研究不同消毒时间梯度下2%NaClO和0.1%Hg Cl2对茎段消毒效果、6-BA:NAA和6-BA:KT激素组合对不定芽诱导、不同浓度IBA和NAA对不定根发生,半开瓶和全开瓶两种炼苗方式对移栽成活率的影响。结果显示,2%NaClO消毒效果优于0.1%Hg Cl2,且在6 min时萌发率最高,达到90.00%;外植体腋芽诱导率在6-BA 0.1 mg/L+KT 0.1 mg/L组合最高,达到97.67%,出芽指数为6.33,优于6-BA:NAA组合;不同浓度IBA诱导不定根发生率均达100%,高于NAA,但在根系质量和后期成活率上,IBA浓度为0.5 mg/L时最优;试管苗在半开盖炼苗5 d后的移栽成活率达到了100%,且植株长势健壮。     

西瓜‘SM1’高效遗传转化体系的构建

为构建高效的西瓜再生和遗传转化体系,本研究以西瓜‘SM1’材料子叶节为外植体,研究不同激素配比对子叶节再生的影响。在此基础上,通过农杆菌介导法导入外源基因,研究潮霉素浓度、农杆菌侵染时间、共培养时间等因素对遗传转化效率的影响,建立遗传转化体系。结果表明,‘SM1’不定芽分化最佳培养基为MS+6-BA 1.0 mg/L+IAA 0.1 mg/L,不定芽分化率为91.7%。最优遗传转化组合为农杆菌侵染时间15 min,共培养3 d,之后进行选择培养。外植体不定芽分化潮霉素最适浓度为10 mg/L,最适生根培养基为1/2MS+6-BA 0.1 mg/L+NAA 0.01 mg/L。通过潮霉素筛选和PCR鉴定,获得12株阳性转化株系,转化率为6.5%。本研究建立了高效西瓜‘SM1’再生及遗传转化体系,为进一步开展基因功能研究及西瓜遗传改良提供了技术支撑。     

‘北林雄株1号’和‘北林雄株2号’叶片再生体系的建立

为了解决白杨杂种三倍体‘北林雄株1号’和‘北林雄株2号’无性繁殖困难问题,以白杨杂种三倍体‘北林雄株1号’和‘北林雄株2号’的半木质化嫩枝为材料,对外植体消毒方法以及不同激素组合对叶片诱导不定芽的效果进行研究。结果表明：（1） ‘北林雄株1号’和‘北林雄株2号’启动培养最佳的消毒处理方法为20%浓度的84消毒液处理20 min;（2）激素6-BA以及TDZ对‘北林雄株1号’叶片不定芽再生率以及再生系数的影响显著,NAA对叶片不定芽再生率影响不显著,对再生系数的影响极显著,筛选出‘北林雄株1号’叶片再生的适宜培养基为MS+ 0.2 mg/L 6-BA+ 0.1 mg/L NAA+ 0.005 mg/L TDZ;（3）激素6-BA、NAA以及ZT对‘北林雄株2号’叶片再生率和再生系数的影响均达到了显著水平,筛选出‘北林雄株2号’叶片再生的适宜培养基为MS+ 1.0 mg/L 6-BA+ 0.05 mg/L NAA+ 1.2 mg/L ZT。‘北林雄株1号’与‘北林雄株2号’高效叶片再生技术体系建立,为该品种的规模化无性繁殖以及后续的基因工程育种等研究提供了技术基础。     

烟草青枯病抗性突变体‘486-K’的鉴定

为探究快速评价烟草青枯病抗性的室内鉴定体系,并为烟草青枯病抗性突变体遗传规律的研究和选育优质抗性品种奠定试验基础。本研究选用EMS诱变烤烟品种‘翠碧一号’获得的烟草青枯病抗性突变体‘486-K’为研究对象,以野生型品种‘翠碧一号’、感病品种‘红花大金元’和抗病品种‘岩烟97’作为3个对照品种。在安徽和福建病圃开展病情调查,室内接种鉴定采用伤根浸泡法接种烟草幼苗,探究5种青枯菌液接种浓度(OD600=0.1,0.2,0.3,0.4,0.5)的烟草幼苗的发病情况,确定最适的青枯菌液接种浓度。结合田间病情调查结果进行相关性分析,明确室内伤根浸泡法在研究烟草青枯病抗性中的可行性。结果表明,田间与室内病情鉴定发现突变体‘486-K’的病情指数均显著低于‘岩烟97’(P<0.05),认为抗性高于抗病品种‘岩烟97’,室内接种鉴定的最适青枯菌液浓度为3.8×10⁸ cfu/m L(OD600=0.3)。安徽和福建病圃的发病率与室内接种鉴定结果相比,均呈显著正相关(P<0.05),相关系数分别为0.915和0.933,说明室内鉴定采用伤根浸泡法能够准确判定材料的抗性水平。研究结果为其他烟草青枯病抗性材料的鉴定提供理论依据。