牡丹再生及遗传转化体系构建的研究进展

组织培养和转基因技术是当今植物研究的热点。近年来,关于牡丹再生体系的建立仍存在再生体系不完善、再生效率低、生根难、褐化率高等问题。而转基因研究是以成熟的再生体系的建立为基础,因此,关于牡丹的转基因研究更为匮乏。为了建立高效的再生体系和遗传转化体系,本研究综述了国内外近年来关于牡丹组织培养的方法,分析了不同方法的诱导效率,同时提出了防止褐化,提高生根率的对策。     

大豆体细胞胚胎组织培养及遗传转化研究进展

大豆体细胞胚胎遗传转化体系是提高外源基因遗传稳定性,克服嵌合体的有效途径,因此建立高效稳定的大豆体细胞胚胎组织培养体系并广泛应用于大豆的遗传转化是完善大豆遗传转化研究的重要研究内容。本文从大豆体细胞胚胎再生体系研究和转基因研究方法两个方面阐述了大豆体细胞胚胎再生体系的研究进展,并对影响大豆体细胞胚胎遗传转化的影响因素进行了探讨。     

菜豆再生体系及遗传转化体系研究进展

菜豆分子育种及功能基因组学分析需要高效稳定的再生体系和遗传转化体系。归纳了近年来国内外菜豆再生体系及遗传转化体系的研究进展。首先阐述了菜豆再生方法及研究现状,其中包括基于器官发生和体细胞胚发生不同途径菜豆再生体系的建立和相关的影响因素。其次概括了农杆菌介导法在菜豆遗传转化方面的研究进展,并分析了影响农杆菌介导遗传转化效率的主要因素,包括受体外植体类型和外植体损伤、农杆菌菌株及菌液浓度、共培养条件(时间、温度、光照时间)、乙酰丁香醇浓度等。然后叙述了有关基因枪介导菜豆遗传转化的研究进展。最后对目前菜豆再生体系和遗传转化体系存在的难题进行了总结,以期为建立菜豆的高效离体再生体系和遗传转化体系提供重要参考。     

农杆菌介导谷子遗传转化的研究进展

通过基因工程方法可以得到产量稳定增长、营养品质更高、适应能力更强的谷子品种。为了解目前谷子遗传转化体系研究的现状,本文归纳了影响谷子组织培养、农杆菌侵染和转化再生体系的关键因素,同时总结了谷子遗传转化体系的研究现状。最后指出了谷子遗传转化的瓶颈问题,展望了农杆菌介导谷子转化技术的前景,为建立稳定高效的谷子遗传转化体系提供了有益线索。     

菜豆组织培养及遗传转化研究进展

笔者概述了近年来国内外菜豆组织培养及菜豆遗传转化研究进展。重点阐述了菜豆组织培养过程中外植体选择、分生组织培养、愈伤组织的诱导、不定芽的诱导、生根培养及移栽等方面的研究成果。同时总结了农杆菌介导法和基因枪法2种遗传转化方法在菜豆转基因方面的应用情况。指出了基因型的差异是菜豆组织培养及遗传转化的主要限制因素,因此如何建立一套不存在基因型差异的菜豆再生体系,是今后菜豆组织培养和遗传转化的研究重点。     

葡萄体细胞胚发生及遗传转化体系研究进展

葡萄因其优良品质被广泛种植,是世界上重要的果树之一。随着现代生物技术的研究与应用,一个稳定高效的再生体系和遗传转化体系是进行葡萄相关生物技术研究的基础。葡萄体细胞胚发生具有遗传物质稳定、单细胞再生为植株等特点,适合作为一个稳定高效的再生途径;而葡萄的遗传转化体系的建立则是近年来葡萄生物技术的研究与应用的重要核心。本综述在讨论体细胞胚发生与遗传转化之间关系的基础上,综述了葡萄体细胞胚发生和遗传转化的研究进展。总结讨论了多年来葡萄体细胞胚发生和遗传转化过程中的不同方法及影响因素。此外,还阐述了体细胞胚发生和遗传转化共有的一些问题如:效率低、植株再生难等,在此基础上对两大体系的改良及发展进行了展望,为后续遗传转化研究提供指导。     

花生组培再生及农杆菌介导遗传转化研究进展

农杆菌介导法是花生遗传转化最常用的转化方法,近年来,花生农杆菌介导转化技术日渐成熟,但仍存在再生体系不完善,以及转化效率低和基因型限制等难题。为了建立高效的再生和遗传转化体系,本文归纳了近十几年来国内外花生组织培养及农杆菌介导转化方法,分析了不同方法的诱导效率和转化效果,认为花生体胚转化体系可以提高外源基因的遗传稳定性,并克服嵌合体等问题。在现有的组培再生基础上,对花生体胚诱导再生进一步优化,建立高频的花生体胚再生体系,进一步提高花生的转化效率,建立标准化、规模化、工厂化以及可重复的安全高效转化体系,是花生遗传转化的发展趋势。     

苎麻组织培养和遗传转化研究进展

苎麻是优良的精纺纤维,也是重要植物蛋白饲料资源和新型生物质产业的基础材料,本文从组织培养和遗传转化两个方面,结合本实验室工作综述了苎麻组织培养和遗传转化研究的最新进展。在苎麻组织培养的外植体中以下胚轴和子叶最适宜,而在激素使用以6-BA诱导器官分化的效率最高,并以此为基础建立了苎麻再生体系。在苎麻遗传转化方面,目前以农杆菌介导法应用最多。本文还指出了苎麻转基因研究中存在的问题,并对生物技术培育苎麻新品种和促进苎麻生产的可能性进行了讨论。     

棉花组织培养高效植株再生体系的建立

通过对影响棉花体细胞胚胎发生和植株再生关键因素的研究,建立了适用于广泛基因型的棉花组织培养高效胚胎发生与植株再生体系。从中棉所12、中棉所19、泗棉3号等20余个主栽品种诱导获得了胚胎发生和植株再生,有效地突破了棉花组织培养植株再生的基因型控制,使占我国棉田面积50%以上的品种均能诱导获得胚胎发生和再生植株。首次诱导获得直接胚胎发生,使棉花组织培养的周期由180d缩短到120d左右,减少了培养过程中变异的发生。该结果的获得必将大大促进植物细胞工程和基因工程在棉花遗传改良上的应用。     

高粱BTx623幼胚遗传转化及再生体系的建立

高粱是世界上仅次于小麦、水稻、玉米和大麦的重要作物之一,虽然高粱基因组已经完成了测序,但是针对高粱测序品种BTx623,高效、稳定的遗传转化和再生体系的缺乏,阻碍了高粱遗传育种和功能基因组研究发展。本研究以高粱基因组测序品种BTx623幼胚为外植体材料,利用农杆菌介导的方法以抗草铵膦的Bar基因为筛选标记进行高粱遗传转化。通过筛选愈伤组织对不同浓度草铵膦的适应性,确定了高粱品种BTx623遗传转化中合适的草铵膦浓度为2.5 mg/L。以BTx623幼胚为外植体转化材料,通过农杆菌遗传转化方法,获得抗性愈伤组织。通过在分化培养中添加浓度为0.006 7 mg/L的ZNC,建立了高粱品种BTx623的植株再生体系,获得了再生植株。因此,本研究成功获得了抗性愈伤组织和再生植株,建立了高粱品种BTx623遗传转化及再生体系,这对高粱功能基因组研究和遗传育种技术发展具有重要意义。     

甘蓝型油菜带节子叶再生体系的建立及遗传转化应用

优良再生体系的建立是农杆菌介导植物遗传转化的基础。本研究建立以甘蓝型油菜含部分子叶节的子叶为外植体的再生体系,该再生体系为:切取5日苗龄甘蓝型油菜含部分子叶节的带柄子叶为外植体,置于添加3 mg/L6-BA的MS基本培养基中培养5天,外植体再生出丛生不定芽,不定芽再生率为100%。基于新建立的带节子叶再生体系,通过农杆菌介导,成功地将用p FGC5941载体构建的Bn TFL1基因干扰载体转入甘蓝型油菜中,从播种到得到生根抗性苗,整个转化周期只需要60~70天,较传统甘蓝型油菜以不带节子叶为外植体100~130天的转化周期大大缩短。     

Agrobacterium-mediated Cry1A(b) gene transfer in Punica granatum L. cv. Kandhari Kabuli using different In Vitro regeneration pathways

Three different regeneration systems, viz. regeneration through callus cultures using embryonic explant, direct regeneration using shoot bud/nodal segments as explant and regeneration through cell suspension culture using cotyledonary explant (for the induction of transgenic callus for suspension culture) were evaluated to see their effect on transfer of Cry1A(b) gene to Punica granatum L. cv. Kandhari Kabuli through Agrobacterium mediated transformation. Pre-conditioning and co-cultivation durations had a marked effect on transformation frequency of different explants. Out of different explants used (embryo, shoot bud, and cotyledon) for different regeneration systems cotyledonary explant showed highest putative transformation frequency (13.54%) inducing callus on selective medium for carrying out cell suspension culture to regenerate transgenic shoots. Despite of the highest transformation frequency obtained from the cotyledon explant, the plating efficiency of the transgenic cells generated through the transgenic callus (callus formed from the cotyledonary explant) during cell suspension culture was found to be very low (0.7%). Thus the plating efficiency has also played worth mentioning role in the regeneration of transformants following cell suspension culture. Among the three regeneration systems, regeneration through callus cultures using embryonic explant was found to be best for regeneration of transformants. The highest per cent regeneration of 23.33 was obtained from the putative transgenic embrogenic calli. Successful genetic transformation in the transformed plantlets was confirmed by PCR analysis. The transformation system thus developed is valuable and may be used to produce insect resistant trees.     

杜梨子叶离体再生体系的建立

为梨树品种改良、遗传转化及功能验证奠定基础,以杜梨(Pyrus betulaefolia)子叶外植体为试验材料,研究了基本培养基、植物生长调节剂、暗培养时间、碳源、外植体等因素对其再生能力的影响,筛选出适合杜梨不定芽分化的培养及生根培养条件,建立杜梨子叶的再生体系。结果表明,子叶诱导不定芽生长最佳培养基为NN69+6-BA5mg/L+IBA0.05mg/L+蔗糖35g/L,再生频率为100%;出芽后最佳继代培养基为MS+6-BA1.0mg/L+NAA0.1mg/L,平均再生芽数4.84;诱导不定芽生根最佳培养基为1/2MS+IBA1.0mg/L+蔗糖30g/L,生根率为80%。通过上述条件的优化,建立了杜梨子叶高效的再生体系。     

5个酿酒葡萄品种组织培养及再生体系的建立

为了建立酿酒葡萄离体培养及植株高效再生体系,以5个酿酒葡萄品种花药和茎尖为外植体,利用组织培养法,研究了外源激素、基因型对外植体培养及再生的影响。结果表明,茎尖愈伤组织诱导及分化均优于花药。茎尖愈伤组织诱导培养基为：B5+NAA 0.5 mg/L+6-BA 1.0~2.0 mg/L;在此培养基上添加AgNO3 10 mg/L或PVP 1000 mg/L对花药愈伤组织诱导较好。茎尖愈伤组织分化培养基为：B5+NAA 0.01 mg/L+6-BA 0.5 mg/L+GA3 0.2 mg/L,最高分化率达100%。本试验成功地建立了酿酒葡萄茎尖愈伤组织诱导、再分化芽苗再生体系,该结果可为酿酒葡萄良种快繁以及遗传转化体系建立奠定良好的基础。     

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。     

羊踯躅离体叶片再生体系的建立

为了建立羊踯躅规模化无性繁殖和高效遗传转化体系,以羊踯躅试管苗叶片为外植体,探讨了基本培养基类型、叶片切割方式、叶位、暗培养时间及不同激素组合等因素对叶片再生不定芽的影响。结果表明：WPM培养基为最适基本培养基。垂直于主脉切割一刀并去除叶柄和叶稍的叶片再生不定芽的频率最高。羊踯躅试管苗中、上部叶片的再生能力较强,其中第5和第6位叶的不定芽诱导效果最佳。初始暗培养有利于叶片再生,暗培养10~15天的效果最佳。诱导羊踯躅试管苗叶片再生不定芽的适宜培养基为WPM+TDZ 1.0 mg/L+IAA 1.0 mg/L,其不定芽分化率和平均分化芽数分别达到82.3%和7.2个。     

棉花组织培养与植株再生

棉花是世界上重要的纤维和油料作物。现代生物技术的不断发展为棉花育种和种质创新提供了新的技术手段,极大地推动了棉花育种的进程。现代生物技术在植物育种中的成功应用大多是依靠有效的再生体系的建立。因此棉花组织培养及其再生技术在品种改良、种质资源的繁殖和保存、杂种优势的固定和遗传转化等方面具有重要作用,颇受各国研究者的重视。本文综述了棉花的体细胞培养、花药培养、茎尖培养、胚珠和胚培养以及原生质体培养等方面近年来的主要研究进展,并提出了棉花组织培养中存在的主要问题及今后的研究方向。     

小对叶植株再生及遗传转化体系构建

为了利用生物技术方法开发及改良水生植物小对叶,以小对叶（Bacopa monnieri）叶片为外植体,建立其组织培养再生体系及根癌农杆菌介导的遗传转化体系。结果表明：小对叶叶盘最佳愈伤组织诱导培养基是MS+6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.02 mg/L;最佳分化培养基是MS+6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.05 mg/L;最佳生根培养基是1/2MS+IBA 0.1 mg/L。最佳的根癌农杆菌介导的小对叶遗传转化条件是：外植体预培养2天,侵染菌液OD600为0.5,侵染时间7 min、共培养4天和延迟筛选4天,可获得最高转化率21.4%。