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《石河子大学》 2010年
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番茄花药和小孢子离体培养及转化雄性不育基因Barnase的研究

吴志苹  
【摘要】:番茄(Lycopersicon esculentum Mill)属于茄科番茄属,在世界各地广泛栽培,仅采用常规育种手段选育番茄新品种,进展缓慢,花药培养和游离小孢子培养技术可以获得纯系,有助于提高育种效率。同时,番茄是自花授粉作物,杂种优势十分明显,番茄雄性不育的研究对其杂交育种非常重要。本文对番茄花药培养与游离小孢子培养影响因素进行了研究,通过花药培养从‘里格尔87-5’、‘石番9号’、‘厚皮毛粉’中获得花粉植株;首次通过游离小孢子培养从‘里格尔87-5’、‘金冠’、‘钻石’和‘厚皮毛粉’获得了大量的球型胚、心型胚。同时,采用农杆菌介导法对烟草和番茄进行遗传转化,共获得25株转Barnase基因烟草和20株转Barnase基因番茄,并对转基因植株不育性生物学特征进行观察。具体结果如下: 1.建立了番茄花药愈伤组织诱导及植株再生的实验体系。本研究以6个番茄品种的花药为材料,研究了番茄花药胚胎发生与植株再生。研究表明基因型是番茄花药培养影响的决定因素,不同基因型的愈伤组织诱导率明显不同;培养基中加入马铃薯汁、活性炭,6个品种的愈伤组织平均诱导率较对照分别降低了35.14%、95.48%;培养基中添加1.0m/L的2,4-D和0.5mg/L的KT,‘里格尔87-5’和‘石番9号’的诱导率都达最高;培养基中加入30g/L的蔗糖,‘里格尔87-5’的愈伤组织诱导率达20.24%;培养基中加入10μmol/L的硝酸银,花药组织褐化率较对照降低了70.59%。番茄花药愈伤组织在MS+ZT1.5mg/L+ IAA0.2mg/L培养基上,不定芽诱导率高达40%,此配方是番茄花药愈伤组织再分化成不定芽的较优配方;在不定芽分化的培养基中加入2mg/L的三十烷醇,可以提高不定芽的质量及其分化率,显著提高了有效芽百分比;当不定芽长至3-4cm大小时,接入1/2MS+2.0mg/LIBA进行诱导生根,获得了番茄花粉植株。 2.番茄小孢子游离培养获得胚状体的研究。本实验采用两种不同方式的小孢子分离和培养系统,WM技术和SMC技术。结果表明,WM技术是番茄小孢子分离和培养的较优技术体系。SMC技术较WM技术相比,‘里格尔87-5’和‘金冠’的胚产量分别降低了53.56%、49.86%。不同基因型的胚胎发生能力差异很大。本实验的3个番茄品种在相同培养条件下,小孢子胚产量从高到低的依次为:‘里格尔87-5’、‘金冠’、‘钻石’、‘厚皮毛粉’、‘002’。其中,‘里格尔87-5’、‘金冠’和’钻石’较易形成胚状体,而在同一培养条件下,‘002’的胚产量仅有0.13个,不易产生胚状体。在番茄小孢子游离培养过程中,加入番茄的未成熟子房,5个品种的小孢子胚产量都明显高于对照。 3.转化雄性不育Barnase基因烟草、番茄植株的获得。通过冻融法转化根癌农杆菌LB4404,获得转Barnase基因烟草和转Barnase基因番茄。转Barnase基因烟草和转Barnase基因番茄经卡那霉素筛选,PCR, RT-PCR检测,表明Barnase基因已整合到烟草和番茄基因组中,并且能在植物中正常转录和表达。花器形态结构观察发现,转Barnase基因烟草的花丝明显缩短,花药扁平,经压片检查没有正常的花粉粒。转Barnase基因烟草不能结实。
【学位授予单位】:石河子大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:S641.2

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【引证文献】
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