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第一章农杆菌介导短柄草遗传转化的建立短柄草(Brachypodium distachyon)因其植株矮小、生活周期短、基因组小和简单的生长条件成为除水稻之外的新型模式植物。另外,短柄草在寄主与病原菌互作、细胞遗传学、突变体和BAC文库的构建、易于组织培养和遗传转化技术的扩展以及通过EST分析它与小麦的近缘关系,证明了它作为模式植物的价值。本试验以二倍体ABR 6和六倍体ABR 102短柄草的未成熟胚为外植体,研究了培养基、糖类、2,4-D、染色体组倍性、激素、潮霉素筛选浓度和农杆菌接种浓度对愈伤组织诱导、分化、生根及转化效率的影响。结果表明,愈伤组织最佳诱导培养基:LS+2,4-D 2.5 mg·L-1+麦芽糖30 g·L-1+琼脂6.5 g·L-1;愈伤组织继代培养基:LS+2,4-D 1.0 mg·L-1+BA 0.2 mg·L-1+麦芽糖30 g·L-1+琼脂6.5 g·L-1;愈伤组织分化培养基:LS+KT 0.2mg·L-1+ CuSO4 0.6 mg·L-1+麦芽糖30 g·L-1+琼脂6.5 g·L-1;愈伤组织生根培养基:LS+IAA 0.6 mg·L-1 +麦芽糖20 g·L-1+琼脂7.0 g·L-1。来源于未成熟胚的胚性愈伤组织在LS培养基上诱导率高达65.47%。愈伤组织在含有30 g·L-1麦芽糖的培养基上,出愈率最高可达96.67%,在含有0.2 mg·L-1 KT的培养基上,分化率最高为71.25%。利用ABR 6作为农杆菌转化材料,hpt筛选剂最佳筛选浓度为40 mg·L-1,农杆菌菌液OD600为0.6时,是农杆菌转化的最高效浓度,转化频率为5.0%,对12株抗性植株PCR分子生物学检测分析,7株可以在845 bp(hpt)和535 bp(mGFP5*)扩增出条带。转基因植株叶片在荧光显微镜下观察发现,绿色荧光蛋白表达,进一步证明了转基因植株的可靠性。试验优化了愈伤组织培养条件,建立了农杆菌介导短柄草的遗传转化体系。第二章小麦TaOZR基因的克隆和特征分析由小麦条锈菌(Puccinia striiformis f. sp. Tritici)引起的小麦条锈病是我国小麦生产上一个重要病害,严重影响着小麦产量和品质。研究证明,目前最有效的防治小麦条锈病的方式是培育抗病品种,而揭示小麦与条锈菌互作的分子机理是培育抗病品种的理论前提。本试验通过电子克隆及RT-PCR方法,从条锈菌侵染的小麦水源11中分离出1个编码OZR的cDNA序列。利用生物信息学对cDNA序列及其编码的蛋白序列进行分析;采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析该基因在小麦与条锈菌互作、外源激素处理以及非生物胁迫下的诱导表达情况,研究其在小麦抗条锈病防御反应及非生物胁迫过程中的作用。电子克隆获得小麦OZR,命名为TaOZR。其ORF长240 bp,编码80个氨基酸;蛋白序列理论分子量8.67 kD,等电点9.34;具有信号肽和跨膜区,可能为分泌蛋白;与水稻OZR相似性达76%;TaOZR受条锈菌诱导后在亲和互作中差异不显著,在非亲和互作中诱导表达;外源植物激素水杨酸、乙烯、脱落酸、茉莉酸均诱导TaOZR的积累并上调表达;低温、干旱、高盐非生物胁迫下TaOZR表达差异不明显。本试验首次克隆到一个条锈菌诱导的小麦TaOZR,TaOZR可能通过水杨酸、乙烯、脱落酸和茉莉酸信号途径协同参与小麦对条锈菌的早期防御。