谷子成熟胚再生体系建立及EPSPS基因遗传转化研究.doc

谷子成熟胚再生体系建立及EPSPS基因遗传转化研究谷子,其耐旱、抗逆性强、营养价值高的特性使其成为我国北方重要的粮食作物之一。随着世界人口的增加,对粮食的需求量也在快速增加;另一方面,谷子全基因组测序的完成,对谷子基因工程育种有了重要意义。而建立一套稳定、高效的谷子再生和转化体系是转基因技术培育谷子新品种,增加谷子产量的基础。本研究以晋谷21、晋谷40、晋谷45、晋谷57的成熟胚及茎尖为外植体,研究愈伤组织诱导、不定芽分化、成熟胚茎尖丛生芽诱导、生根培养,筛选再生能力强的谷子品种和培养基激素配比,建立成熟胚和茎尖高效离体再生系统;并对农杆菌介导EPSPS基因转化萌发的谷子茎尖进行了初步研究。结果表明:1.以谷子成熟胚为外植体进行愈伤组织的诱导和分化的研究表明,晋谷21成熟胚愈伤组织诱导最佳培养基为MS+2.0mg/L2,4-D+0.5mg/LKT+5%蔗糖,产生的愈伤组织在该培养基上继代一次后,愈伤变得致密,颜色淡黄,状态更佳,有利于进一步的分化;最佳分化培养基是MS+1.0mg/L6-BA+0.5mg/LNAA+1.5%蔗糖,分化率为75.71%。蔗糖对谷子成熟胚愈伤组织的诱导和分化有不同的影响,较高浓度蔗糖(5%)有利于高质量愈伤的诱导,较低浓度蔗糖(1.5%)有利于芽的分化。谷子离体再生体系在品种间存在差异,晋谷21、晋谷40、晋谷45、晋谷57在诱导培养基上均取得较好的出愈率,差异不显著;在分化率上,品种间差异显著,晋谷21的分化率最佳。2.以萌发的谷子茎尖为外植体进行丛生芽的诱导,结果表明,晋谷21的最佳萌发培养基为MS+3mg/LTDZ;最佳丛生芽增殖培养基为MS+3mg/LTDZ+0.5mg/LIBA;最佳生根培养基是1/2MS+1.0mg/LNAA。晋谷21、晋谷40、晋谷45、晋谷57四个谷子品种的丛生芽诱导存在显著差异,晋谷21丛生芽诱导率最高(79.17%)、每丛芽数达4.77个。3.农杆菌介导EPSPS基因转化谷子茎尖的研究表明,农杆菌菌液OD600值0.7,真空渗透时间10min为最佳农杆菌侵染条件;通过草甘膦筛选,获得了6株存活植株,存活率为3.33%。在四叶期用涂抹法对存活植株进行草甘膦抗性鉴定,转化植株离体叶片对草甘膦的抗性高于未处理谷子叶片。