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甘薯体细胞胚胎再生及遗传转化的初步研究

向发云  
【摘要】: 甘薯(Ipomoea batatas Lam.)是一种重要的粮食和经济作物,其块根和茎叶所含营养均十分丰富,用途极广,既可以作为人类的粮食、食品和蔬菜,又能作为工业原料和饲料。甘薯遗传上的高度杂合性和多倍性,种间、种内广泛存在的杂交不亲和性和低结实率。严重制约了甘薯生产发展,培育高产、优质、抗逆性强、无病毒、耐储藏的优良甘薯品种,仍是育种工作者的首要任务。常规育种技术在甘薯品种改良方面有其局限性,遗传转化技术在提高甘薯的产量、品质和病虫害抗性方面有很大潜力。 建立一个有效的再生体系,是遗传转化成功的必备条件。与其它植物相比,甘薯是一种再生比较困难的植物。甘薯的再生频率基因型间差异很大,尚未建立一个基因型适用性较广的植株再生系统。甘薯有1100多个品种,目前被研究过的不过数十种,报道有较高植株再生频率并成功进行遗传转化的甘薯材料仅十余种,如“Jewel”、“White Star”、“栗子香”、“高系14”等。绝大多数甘薯主栽品种的再生频率很低。因而,虽然甘薯的基因工程研究取得了一定的进展,但甘薯至今没有一例转基因植株进入商品化的应用。 向甘薯基因组中导入外源基因的方法有多种,其中农杆菌介导法最为有效,转入的外源基因多以单拷贝插入,便于育种工作的利用。川薯34,是西南地区的一个优良主栽品种。本试验建立了川薯34等品种较高频率的体细胞胚胎再生体系。在此基础上,利用GUS-intron融合基因的瞬时表达,研究了川薯34有效的遗传转化条件,为进一步通过基因工程改良其品质奠定了良好的基础。主要实验结果如下: 1.通过对不同植物激素组合及甘薯不同再生途径的比较试验,建立了3个甘薯基因型较高频率的体细胞胚胎再生体系,其中川薯34、川薯8129-4、徐薯18的最高植株再生率分别达到了49.9%、29.7%、14.7%。 2.从川薯34的体胚苗中,筛选出了L22、L8两个高频体胚发生材料,可以为遗传转化工作提供良好的受体。 3.通过GUS-intron融合基因的瞬时表达,确定了川薯34有效的遗传转化条件。优化后的遗传转化条件为:用O.D.值为0.5的农杆菌LBA4404/pIG121菌液侵染川薯34的叶片、叶柄60min,侵染时用超声波辅助处理受体材料1min,在侵染液和共培养培养基中都附 西南农业天学硕下学位论又 摘要 加200腼ol/LAS,黑暗下共培养3d。采用此转化条件GUS报告基因瞬时转化频率可达30% 左右,井可以进一步稳定表达。


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