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花生(ArachishypogaeaL.)是重要的油料作物和经济作物,长期以来花生生产中存在的病、虫、草害等不利因素影响着花生的产量和品质。本论文对花生体细胞胚胎发生途径植株再生体系和农杆菌介导花生转Rs-afp1基因的转化条件进行了研究,试图为现代花生抗真菌病害的育种技术研究奠定基础,提高花生的产量和品质。
1.花生胚胎发生途径植株再生体系的优化
选用丰花2号、鲁花11和农大818三个花生栽培品种,研究基因型和2,4-D浓度对花生体细胞胚胎发生途径植株再生的影响,以丰花2号的胚小叶为外植体对诱导时间、激素对花生离体培养植株再生的影响进行研究。试验结果表明,以胚小叶为外植体诱导体细胞胚胎发生途径植株再生的最适2,4-D浓度为15mg/L,三个供试品种中丰花2号的再生能力较强,愈伤成苗率较高达到34%,是用于离体培养植株再生的理想品种。诱导时间不同,愈伤组织的分化能力不同,本研究表明,2,4-D诱导体细胞胚的最佳时间为21d。含30mg/L2,4-D的MSB继代培养基可有效保持愈伤组织的脱分化状态,将继代40d后的愈伤组织转入不合激素的MSB培养基中,愈伤组织仍具有较强的再分化能力,愈伤成苗率高达47.4%。不同的分化培养基对胚性愈伤的分化有影响,含5mg/LBA的MSB培养基分化效果最好,愈伤成苗率高达58%。Pic可诱导花生胚小叶脱分化产生质量很好的胚性愈伤组织,但愈伤组织的再分化能力差,未获得再生苗。
2.农杆菌介导途径进行花生基因转化影响因素的研究
对外源基因转化花生的筛选剂浓度、预培养时间、菌液浓度、侵染时间进行研究,结果表明:(1)用150mg/L的Kan便能抑制非转化胚性愈伤组织生长,故花生转基因胚性愈伤组织的筛选剂(Kan)的适宜浓度为150mg/L。(2)预培养不同天数的愈伤组织转化率有较大差异,以预培养15d所得愈伤组织为受体转化效果最好。(3)菌液浓度为OD600=0.60时转化效果最好,菌液浓度太低降低转化率,太高则抑菌困难,也会影响转化率。(4)侵染时间以12min为宜,此时转化率最高,侵染时间太短则降低转化率,侵染时间太长则抑菌困难。
3.Rs-afp1基因转入丰花2号
用农杆菌EHA105转化花生胚性愈伤组织,成功地将抗真菌的γ-硫堇蛋白(Rs-afp1)基因导入丰花2号,经过对组织培养阶段获得的部分抗性苗进行目的基因、标记基因和报告基因的PCR检测,证实有目的基因的整合,阳性率为37.5%,获得转基因植株。
4.农杆菌侵染花生胚性愈伤组织进行基因转化的技术规程
以丰花2号的胚小叶接种在MSB+15mg/L2,4-D培养基上预培养15d所得胚性愈伤组织为受体,用过夜培养活化的农杆菌悬浮液(OD+00=0.60)侵染12min,在MSB+15mg/L2,4-D培养基上共培养4d后,转接在含500mg/LCef+150mg/LKan+5.0mg/LBA的MSB培养基上筛选培养;每20d继代培养一次。筛选培养40d后,将存活的抗性愈伤组织转入含300mg/LCef的分化培养基MSB+5.0mg/LBA上培养。待分化出2-3cm长的芽时,置于MSB培养基中继续培养,待根系发育良好以后,移栽到营养钵中。