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玉米(Zea mays L.)是世界上重要的农物之一,种植面积广泛。随着需求量的不断增长,急需提高玉米的产量。玉米分子育种的快速发展,使得这种需求成为现实,尤其遗传转化技术的应用,将许多功能基因转入玉米改良目标性状。所以不断寻找优良遗传转化受体、研究其发生的遗传学规律,利用优良受体进行功能基因的遗传转化具有重要的理论和现实意义。本实验室前期选育出玉米抗冷自交系W9816,从中克隆了冷响应基因ZmSec14p(accession no.KT932998),并证明了其抗冷功能。玉米自交系Y423是本实验室选育的高体细胞胚胎诱导材料。在此基础上,本研究优化Y423体细胞胚胎诱导体系、遗传转化体系,进行了ZmSec14p基因的遗传转化、并对Y423体细胞胚胎发生进行了遗传分析。具体研究结果如下:1.优化了Y423体细胞胚胎发生体系。当继代培养天数为16天,继代培养次数为T3代时体细胞胚胎的发生率最高。当继代培养基中甘露醇浓度达到7.5g/L时,可将Ⅲ型愈伤组织转化成Ⅱ型胚性愈伤组织。在Y423成熟种子中成功诱导出胚性愈伤组织并分化成苗。2.优化了农杆菌介导的Y423遗传转化体系并进行了ZmSec14p基因的遗传转化。当农杆菌侵染Y423玉米愈伤组织热激时间为3min,热激温度为42℃时,再生植株阳性转化效率最高。利用此种方法侵染幼胚和愈伤组织共获得131株阳性苗,阳性率分别为4.21%和6.11%。在共培养基中加入150mg/L半胱氨酸时,可以有效地提高转化率。3.不依赖于组培的遗传转化体系的研究。授粉16小时后利用花粉管通道法将ZmSec14p基因转入到Y423中,转化率为0.67%,显著高于8小时(转化率为0.22%)和12小时(转化率为0.31%)。利用农杆菌介导法侵染花丝、花药以及授粉后合子,成功获得阳性植株,转化率分别为0.63%、0.12%和0.52%,且这三种方法中侵染花丝的染菌率最低。4.Y423体细胞胚胎发生的遗传分析。以体细胞胚胎发生材料Y423与不易于组织培养的自交系MO17杂交,以授粉双亲、F1代与F2代的幼胚进行愈伤组织诱导,研究体细胞胚胎发生的遗传规律:初生愈伤组织的诱导率与基因型无关。愈伤组织的诱导受多基因性状控制,F1代体细胞胚胎的发生具有杂种优势,F2代发生表型分离。