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《湖南农业大学》 2000年
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苎麻的分子育种研究

蒋建雄  
【摘要】: 为了提高苎麻育种效率,创造高产优质的苎麻新种质材料,本研究探索了将植物 基因工程技术和外源总DNA导入技术应用于苎麻品种改良的可行性,并获得了如下结 果。 1.建立了高效的苎麻转基因植株再生体系 对“湘苎3号”苎麻的茎段、子叶、带柄子叶、下胚轴等外植体的不定芽分化能 力进行了比较,结果认为下胚轴分化频率高,材料制备容易,适宜用作苎麻遗传转化 的受体,但从下胚轴上产生丛生芽的频率比较低。不同的组织培养条件下,下胚轴上 不定芽分化频率高低依次为昼夜变温光照培养(日温26-28℃,夜温18-20℃)>恒温暗 培养(26-28℃)>恒温光照培养(26-28℃),说明下胚轴再分化对温度变化的敏感性高于 光照。研究还表明,苎麻外植体极易分化出根,但这个过程仍需要外源生长素的诱导。 在仅添加了BA的分化培养基上,下胚轴脱分化和再分化都比较困难,而BA和IAA 配合使用时却能很好地促进下胚轴的脱分化和再分化。不同BA和IAA配比组合中下 胚轴的不定芽分化率存在差异,其中以BA2.0-3.0mg/l+IAA0.5mg/l组合的不定芽分 化率最高,均达到了70%左右。此外,分化培养基中添加1mg/lAgNO_3在一定程度上 也可以促进下胚轴上不定芽的分化。 2.实现了农杆菌介导抗除草剂基因转化苎麻 通过对影响根癌农杆菌转化效率的因素进行优化,建立了农杆菌介导外源抗除草 剂Bar基因转化苎麻的遗传转化体系。结果表明,苎麻是一种对除草剂很敏感的植物, 其耐除草剂“Basta”的临界浓度约为0.3mg/l,而且Basta对不定芽分化的抑制尤为明 显。羧苄青霉素可以促进下胚轴上丛生芽的发生,但对不定芽生根的抑制作用不明显。 同时苎麻下胚轴对根癌农杆菌菌株的敏感性高,容易被感染和转化,下胚轴与农杆菌 共培养1-2d后其GUS瞬间表达率均接近100%。EHA105菌株比较适宜用于苎麻下胚 轴的遗传转化,其合适的感染方式是将下胚轴外植体在用1/2MS液体培养基重新悬浮 并稀释至浓度为OD_(600)=0.1-0.2的菌液中感染5min。下胚轴的预培养时间以及下胚轴 与农杆菌的共培养时间对转化效率的促进作用都比较大,其中以预培养6-9d和共培养 4d的转化效果达到最佳。试验还表明GUS瞬间表达率和GUS稳定表达率以及抗性愈 伤组织中阳性转化体的百分率三者之间并不总是呈紧密的平行关系,因此综合考虑这 三个参数来优化苎麻遗传转化体系是很有必要的。此外,本研究发现通过在X-Gluc缓 冲液中加入6%PVP,可以有效地防止GUS组织化学显色过程中苎麻材料的严重褐化, 而对其显色效果无不良影响。通过筛选培养,最后获得了21株抗性植株,经GUS组 织化学显色和DNA点杂交鉴定出8株含有抗除草剂草丁磷的Bar基因同源片段的转基 因芒麻植株。 3.棉花总 DNA导入芒麻引起了性状变异 应用超干胚浸渍法,成功地将棉花总DNA导入到芒麻细胞内,在D;代获得了两 株叶型发生奇特变异的新材料97-24和97-25。其中97-24的D。代发生分离,大部分子 代植株恢复了受体性状,只有少数子代植株叶型的变异比D;代植株更加明显。而由 97.24地下茎发生的分株上则呈现自下而上叶型变异逐渐恢复的趋势。在另一植株 97-28的D。代中又筛选到一株叶背无茸毛的变异株,其生长势弱,叶色黄绿,易受虫 害。它在D。代也发生了分离,只有约l/4的子代植株仍保持了上一代的变异。但从97-28 的D。代植株地下茎发生的分株却均能稳定地保持这些变异性状,说明外源总DNA导 入引起的变异在低世代即可通过无性繁殖方式固定下来,这非常有利于缩短芒麻育种 周期。在试管苗快速繁殖中,大多数变异材料在H基本培养基上生根良好,但在MS 基本培养基上则生根困难,这从细胞学的角度证明变异后代在遗传基础上确实发生了 改变。IEInPD分析结果也证明部分棉花DNA片段已经整合入芒麻基因组,并导致芒麻 基因组序列发生了一定的变化。
【学位授予单位】:湖南农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2000
【分类号】:S563.103

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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【参考文献】
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
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