籼稻两用不育系培矮64S再生体系的建立

培矮64S是全国第一个有使用价值的籼稻不育系，由于其具有很多优良性状，在育种工作中得到了广泛的应用，但其愈伤组织诱导困难，再生体系难以建立，不能用于遗传转化，通过对影响愈伤组织诱导的培养基及接种方式的探讨，确定了不育系培矮64S的愈僵组织诱导培养基，使愈伤组织平均诱导率达到56.48%；愈伤组织通过预分化，干燥处理等过程，分化率大大提高，可达到80%以上；同时建立了培矮64S稳定，高效的再生体系。     

几个光温敏核不育水稻品种组织培养特性的研究

选用了两系杂交稻的母本光温敏核不育系籼稻品种培矮64S、粳稻品种农垦58S和7001S作为材料，对其在组织培养中愈伤组织诱导和植株再生进行了比较研究，结果表明，不同水稻品种和不同外植体状态在愈伤组织诱导上有较大的差异，对籼稻品种而言，幼胚愈伤组织诱导率明显高于成熟胚；而对粳稻品种而言，幼胚与成熟胚愈伤组织诱导率没明显差异．培养基种类对愈伤组织诱导影响不大，但对愈伤组织状态有显著影响．培矮7001S使用MB培养基较好；农垦58S和7001S使用NB培养基较佳．籼稻品种植株再生率明显低于粳稻品种．愈伤组织断代超过3个月，再生频率下降．     

粳型恢复系C418转基因再生体系的建立

为水稻转基因育种和突变体库的建立创造有利条件,以粳稻C418成熟胚为外植体,通过植物组织培养技术,考察不同基础培养基(N6、MS、MSN、NMB、NB、MB和NBD)和生长素2,4-D浓度(1mg/L、2mg/L和3mg/L)对外植体愈伤组织诱导效果;将继代培养获得的优良愈伤组织采用农杆菌介导法进行遗传转化,并考察适宜的共培养时间以及不同抗生素(头孢霉素、氨苄霉素和m潮霉素)对愈伤组织的分化效果,以建立北方骨干粳型恢复系C418转基因再生体系。结果表明:在愈伤组织诱导过程中,基础培养基NBD+3mg/L 2,4-D处理粳稻C418成熟胚愈伤组织诱导率最高,达90.38%,愈伤组织生长状态最佳;水稻愈伤组织共培养2d获得的抗性愈伤组织最多,筛选培养基中降低头孢霉素浓度并添加氨苄霉素可提高水稻愈伤组织分化率。通过培养基类型、激素浓度、共培养时间及抗生素种类的最佳组合,成功建立北方骨干粳型恢复系C418转基因再生体系,即水稻外植体经次氯酸钠处理后接种于诱导培养基NBD+3mg/L 2,4-D,获得愈伤组织,再用农杆菌悬浮液(含目的基因)侵染愈伤组织,最后获得含目的基因的转基因植株。     

农杆菌介导的双SBE基因RNAi载体对水稻的遗传转化

[目的]提高水稻中直链淀粉的含量,扩大稻米的利用范围。[方法]以水稻中花11品种为材料,通过农杆菌介导法,侵染水稻幼胚诱导出的愈伤组织,将淀粉分支酶基因SBE1和SBE3同时导入受体愈伤组织,经过一系列的共培养、预分化、分化、生根壮苗后,获得含有转基因的转化植株,并对转化植株进行PCR鉴定。[结果]通过用根癌农杆菌介导法,侵染由水稻幼胚诱导的274粒愈伤组织,经过共培养、筛选,得到177粒抗性愈伤,然后将抗性愈伤预分化、分化得到103株分化苗,生根壮苗后获得49株转基因植株;从49株转基因植株中随机提取34株的基因组DNA,利用PCR技术从基因组DNA中扩增得到了片段大小约为500 bp的潮霉素基因序列。[结论]初步证实转基因植株的真实性,淀粉分支酶基因SBE1+SBE3成功整合进入水稻基因组中。     

结缕草高效再生体系的建立

为了获得结缕草的转基因再生植株,从而利用转基因技术改造结缕草,建立草坪草的遗传转化体系,研究了不同培养基、激素浓度及光照条件对结缕草愈伤组织诱导、分化和植株再生的影响,建立了结缕草再生体系。结果表明,在愈伤组织诱导阶段,不同培养基(MS培养基和NB培养基)在同一激素质量浓度下,愈伤组织诱导率差别不大;而同一培养基不同激素浓度间愈伤组织诱导率存在一定差别,以添加2 mg/L的2,4-D处理诱导率较高;光培养和暗培养条件下愈伤组织诱导率差别不大。在愈伤组织的分化阶段,MS培养基远远优于NB培养基,MS培养基上愈伤组织有60%～70%能产生胚性愈伤并得到再生植株,而NB培养基上愈伤组织全部变成绿色的硬块状,并伴随许多毛状根生成,最终不能得到再生植株;暗培养条件下愈伤组织的分化率(55%)和植株再生率(47%)大大高于光培养(10%,7%)。     

甜荞高效离体再生与GUS基因瞬时表达分析

以晋荞1号叶片为外植体,研究了不同类型(2,4-D,6-BA和NAA)及不同剂量的生长调节剂对愈伤组织诱导、幼苗分化及植株再生的影响;利用Ca MV35S启动子驱动GUS基因PBI121质粒转化EHA105农杆菌侵染愈伤组织,进行GUS染色鉴定。结果表明,愈伤组织诱导培养基中加入3.0 mg/L 2,4-D和1.0 mg/L 6-BA诱导愈伤组织的效果最好,出愈率达到69.5%;再分化培养基中加入1.0 mg/L的6-BA和1.0 mg/L的NAA分化率最高(47.0%);农杆菌侵染愈伤组织经过GUS染色鉴定证明为阳性。晋荞1号高效离体再生体系的建立为下一步转基因选育优良品种提供了理论依据和技术指导。     

不同接种方式对水稻成熟胚组织培养的影响

以水稻成熟胚为外植体,采用4种不同的接种方式,对7个水稻品种的成熟胚进行了愈伤组织诱导和再分化试验,分析比较不同成熟胚接种方式的愈伤组织诱导率、愈伤组织质量和植株再生率.结果表明:将胚从种子上切下而直接接种在培养基上的接种方式,愈伤组织诱导率最高,愈伤组织质量最好,可以在短时间内获得大量胚性愈伤组织,其愈伤组织可在较短的时间内分化出较多的再生植株,是一种简单、方便、效果好的诱导水稻愈伤组织和再生植株的理想方法.     

超甜玉米转基因稳定高效再生体系的建立及转化植株PCR分析

为了通过对影响超甜玉米再生因素的研究,建立超甜玉米转基因再生技术体系,获得抗虫资源。以超甜玉米幼胚为愈伤组织诱导外植体,利用基因枪法将苏云金杆菌杀虫蛋白基因转化胚性愈伤组织,通过优化再生和生根培养条件建立了稳定、高效的超甜玉米转基因再生成株体系。结果表明,随着愈伤组织继代时间的延长,再生成苗率降低,再生成苗越难;除草剂Basta对愈伤组织筛选的最适质量浓度为8 mg/L,愈伤组织预分化的最适培养基为MS+40 g/L蔗糖+20 g/L甘露醇+5.0 mg/L ABA,最适的再生培养基为MS+20 g/L蔗糖+2.0 mg/L6-BA+0.1 mg/L NAA,生根培养基为1/2 MS+0.1 mg/L NAA,对生根不好的小苗附加0.1 mg/L NAA+2.0mg/L IBA或0.2 mg/L NAA+3.0 mg/L IBA可以促进生根,生根率达93%以上。对部分再生转化植株进行PCR分析,部分植株能够扩增出426 bp片段,与阳性对照大小相同。试验结果初步证明Bt基因已经导入到玉米植株中。     

基因枪法介导的转KN2基因小麦的获得及鉴定

【目的】获得转KN2基因的小麦植株,为研究KN2基因对提高转基因小麦抗寒性的作用,以及为利用基因工程提高小麦抗逆性奠定基础。【方法】以弱冬性小麦品种小偃22为供试材料,通过基因枪法,用含有KN2基因的植物表达载体和筛选标记基因bar共转化小麦幼胚愈伤组织,经过除草剂(Phosphinothricin,草丁膦)筛选和愈伤组织分化获得再生植株,并对得到的再生小麦植株进行PCR检测。【结果】采用基因枪法共轰击小偃22的幼胚愈伤组织1 680个,共获得再生植株17株,移栽到花盆中成活15株;根据目标基因序列设计特异引物,对成活的小麦植株进行PCR检测,结果表明获得含有bar基因和KN2基因的转基因阳性植株分别为6株和4株,转化率分别为0.36%和0.24%,bar和KN2的共转化率为0.24%。【结论】KN2基因成功地转入到小麦品种小偃22中。     

杂交稻成熟胚愈伤组织诱导和矿质元素组分变化研究

以隆平03(LP03)和培矮64S(PA64S)成熟胚作为外植体,研究了不同类型的培养基对愈伤组织的诱导效果,并在愈伤组织诱导和继代过程中对各矿质元素的变化进行了分析.研究结果表明:当2,4-D为2.5mg/L,6-BA为0 2 mg/L时,N6和NB培养基可以使LP03和PA64S出愈率达到95%以上,且愈伤组织质量较其他培养基诱导的愈伤组织质量好.NB培养基更适合PA64S愈伤组织的诱导,N6更适合LP03愈伤组织的诱导.在水稻成熟胚愈伤组织诱导的阶段.含量最丰富的矿质元素是K,在培养过程中需求量最大的矿质元素为P、K、Fe.     

培矮64S在湛江的育性转换特性及应用研究

对培矮64 S在自然条件下进行分期播种试验.结果表明:培矮64S在湛江地区有明显的不育期、育性转换期和可育期;不育期较长且育性稳定,连续不育天数为68 d;可育期内自交结实率较高,但可育期较短;育性转换敏感期为抽穗前20～10天,最敏感期为抽穗前17～13天,育性转换临界温度约26.1℃.培矮64S在湛江自然生态条件下可以安全制种,也可自交繁殖,但自交繁殖产量不能保证.     

大米草与水稻远缘杂交试验初报

2005—2006年,引种栽培大米草1720株,栽培水稻品种(组合)20种,进行了大米草与水稻远缘杂交试验。结果表明:2005年,大米草(♂)与水稻培矮64S/04141(组合,♀)杂交结籽149粒。2006年,F1代自交结种224穗,获自交种子11842粒,千粒重18.39 g;大米草(♂)×F1(♀)杂交17穗,获种子24粒,杂交结实率2.84%;大米草(♂)×水稻(♀)杂交6个品种(组合)23穗,获种子63粒,杂交结实率4.2%。水稻与大米草远缘杂交后代变异的RAPD分析表明:杂交后代与水稻亲本相比,条带有明显差别,说明远缘杂交导致了水稻发生基因重组。     

5个新育成籼型光温敏核不育系开花习性观察

对5个新育成的籼型水稻光温敏核不育系和培矮64S(CK)的开花习性进行了系统观察,结果表明:华885S单穗和单株开花历期最短,与对照培矮64S相近,而华893S和华328S的单穗和单株开花历期相对较长.华884S、华885S、华886S和华893S抽穗后开花较对照培矮64S早.华884S、华886S、华893S和华328S的花时分布较为集中,而华885和培矮64S花时分布较分散.颖间距和张颖角度最大者是华893S,培矮64S最小.张颖时间最长者为华886S,其次是华893S、华885S、培矮64S和华884S.华328S最短.华893S柱头外露率最高,达91.20%,华886S、华885S和培矮64S柱头外露率也都高于83%.华893S、华886S和华884S的柱头面积均大于6.0 mm2,华893S的柱头活力保持时间最长,且柱头活力下降较慢.     

水稻直立穗型的遗传及其对籼稻农艺性状的影响

以直立穗型品系G 83和弯曲穗型温敏核雄性不育系培矮64S为材料进行杂交、测交,获得F1、TC1和F2群体,研究穗型的遗传规律及穗型与茎叶形态性状、穗部性状的关系。结果表明,水稻直立穗型遗传受一对核主效基因控制,直立穗型相对弯曲穗型为显性;直立穗型植株较矮,剑叶短而宽,穗、穗颈节间较短,而弯曲穗型则相反;不同穗型植株有效穗数差异不显著,直立穗型植株的每穗粒数极显著高于弯曲穗型植株,而千粒重、结实率、单株产量则极显著低于弯曲穗型植株。     

地被菊花Fall Color体细胞胚途径再生、遗传转化及转基因植株的抗寒性检测

【目的】培育耐寒性强的地被菊花[Dendranthema grandiflorum (Ramat.) Kitamura]新材料。【方法】 以Fall Color品种的幼嫩叶片为外植体，探讨胚状体诱导所需的植物生长调节剂浓度和诱导培养时间等条件。【结果】叶片外植体在添加0.75 mg·L-1 2,4-D的诱导培养基上诱导15 d，再进行分生培养，不仅能够诱导胚性愈伤组织形成，还能够诱导胚状体发生，并进一步诱导芽再生，最终93%的供试外植体通过胚状体途径获得芽的再生。通过根癌农杆菌介导法将35S启动子驱动的逆境诱导转录因子DREB1A基因导入该品种。转化株在低温下的种子发芽率、扦插苗生长以及植株露地越冬生长状况等方面都明显优于对照。【结论】本研究成功地建立了地被菊花Fall Color体细胞胚再生途径，并成功地获得了具有越冬耐性的地被菊花转化株系。     

水稻光温敏核不育系特征特性和开花习性观察与分析

[目的]了解几个水稻光温敏核不育系的特征特性和开花习性。[方法]在南宁自然栽培条件下,观察、分析香125S、安湘S、培矮64S、贺S共4个光温敏核不育系的特征特性和开花习性。[结果]4个光温敏核不育系的生育期由短到长依次为:香125S、安湘S、培矮64S、贺S;农艺性状各不相同且各有优势;育性表现均较好,不育花粉以典败为主,不育性稳定,花粉不育率高;开花时间较长,花时高峰明显,基本集中在10:00～11:00,午前开花百分率高;除香125S外,其他光温敏核不育系柱头外露率均达80.0%以上;张颖时间长,颖尖距离大,张颖角度较大;柱头生命力除香125S保持5d外,其他3个光温敏核不育系均能保持6d。[结论]该研究为香12S等4个光温敏核不育系在南宁的生产应用提供了参考依据。     

建立甜高粱(Sorghum bicolor)高频、高效再生体系的研究

【目的】建立能源植物甜高粱(Sorghum bicolor L.Moench)的高频、高效离体培养再生体系,为遗传转化奠定基础。【方法】以甜高粱品种凯勒的芽顶端分生组织为外植体,探讨在甜高粱直接诱导丛生芽的培养过程中,无菌实生苗的适合苗龄,适宜的激素组合与比例;并将获得的最佳培养方法应用于其它两个甜高粱品种:M-81E和意达利,以研究此途径的基因型依赖性。【结果】利用3d苗龄的芽顶端分生组织作为外植体容易获得较高的分生组织膨大率。甜高粱丛生芽诱导的适宜激素组合为4.0mg·L-16-苄基腺嘌呤+0.5mg·L-12,4-二氯苯氧乙酸+0.5mg·L-1噻重氮苯基脲,可获得91%的丛生芽诱导频率。适合甜高粱快速生根的激素配方为0.5mg·L-1萘乙酸。通过芽顶端分生组织直接诱导丛生芽途径,每个外植体可诱导出上百个芽,最终产生30—40株再生苗。M-81E和意达利具有与凯勒相似的丛生芽诱导频率及效率。【结论】本研究成功地建立了甜高粱的高频、高效离体培养再生体系,且具有外植体来源不受限制,基因型依赖性弱,遗传稳定性好的优点。     

烈香杜鹃嫩茎腋芽丛生芽诱导和植株再生

【目的】建立烈香杜鹃嫩茎段腋芽丛生芽诱导和植株再生体系,为烈香杜鹃工厂化育苗奠定技术基础。【方法】以烈香杜鹃嫩茎为外植体,应用均匀设计法对影响烈香杜鹃腋芽丛生芽诱导和生根的各主要植物生长调节剂及其水平的作用进行探讨。【结果】适宜的烈香杜鹃嫩茎段腋芽丛生芽诱导培养基为：1/2 DR+TDZ 2.80 mg/L+IAA 0.01 mg/L+GA₃ 1.85 mg/L,诱导率为99.8%;生根培养基为：1/2 DR+IAA 0.07 mg/L+NAA 0.02 mg/L,生根率达99.7%。在生根培养基中添加GA₃ 2.00 mg/L,再生植株茎节在35 d的培养周期内,每段增殖倍数平均达5以上,植株再生率为97.0%。再生植株炼苗移培后成活率达95.0%以上。【结论】建立了烈香杜鹃嫩茎段腋芽丛生芽植株再生体系。     

32个两系杂交稻亲本的SSR分析

应用筛选的20对SSR引物对两系杂交稻的24个不育系和8个恢复系进行PCR扩增,获得2对能鉴别籼粳类型的特异引物RM125和RM322.根据遗传距离进行聚类分析,32个材料被分为籼粳两大类群.在籼稻群内,不育系培矮64S单独成为一个分支,7个安农S衍生的不育系与恢复系余红1号聚为一个亚类群,5个籼稻恢复系有3个聚类在一起,另外2个分散在不育系中间;在粳稻群内,不育系HN5S单独成为一个分支,3个粳稻恢复系聚为一类,与粳稻不育系区分开.比较5个籼型恢复系与培矮64S之间的遗传距离,"9311"与培矮64S之间的遗传距离最大,说明两优培九具有较强的杂种优势与两亲本间的遗传距离大小有一定关系.     

Studies on Heteroses of Pei‘ai 64S／Javanica Rice

Agronomic traits and heteroses of javanica varieties and the indica/javanica hybrids in Changsha are reported. Javanica rice exhibits long panicles, big grains, less panicles per plant, a long growth duration and high plant height in Changsha. The hybrid of Pei'ai 64S/javanica possesses positive heterobeltiosis in culm height, panicle length, panicles per plant, spikelets per panicle, grains per panicle, yield per plant, theoretic yield per hectare and actual yield per hectare; performs negative heterobeltiosis in days to flower, seed setting rate and 1000-grain weight. There are significant linear regression relations between culm height of the hybrid and panicle length of its male parent, panicle length of the hybrid and that of its male parent, spikelets per panicle of the hybrid and spikelets per panicle and panicle length of its male parent, grains per panicle of the hybrid and spikelets per panicle of its male parent, 1000-grain weight of the hybrid and spikelets per panicle of its male parent, respectively. In general, significant differences at 1% level are seen in most traits except grains per panicle and theoretic yield per hectare between the indica/javanica hybrid and Pei'ai 64S/Teqin (CK). Compared with the check, the indica/javanica hybrids have positive standard heterosis in culm height, panicle length, spikelets per panicle, grains per panicle and 1000-grain weight but negative standard heterosis in days to flower, panicles per plant, seed setting rate, theoretic yield per hectare and actual yield per hectare. For the individuals, 11.1% hybrids possess > 40% standard heterosis in theoretic yield per hectare, 3.7% possess >40% standard heterosis in actual yield per hectare. The javanica restorer line 770 derives from a single cross of Pei'ai 64S/Moroberekan B-51-4-9-2. The hybrid 43S/770 possesses an elite plant type and strong heterosis.