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石竹(Dianthus chinensis)(石竹科,石竹属),一二年生草花,广泛应用于园林绿化及花卉装饰之中。本研究从石竹杂种优势育种、再生体系建立及遗传转化三个方面对石竹新品种培育、品种改良等方面进行了研究,主要内容及结果如下：1.石竹属植物杂种优势育种。对课题组现有22个自交系进行进一步自交纯化,其中18个自交系已自交8代以上；利用系谱法选育新的石竹及须苞石竹自交系,得到8个性状不同的石竹自交系和4个须苞石竹优良自交系。选用7个纯合自交系亲本(Z号、5号、H号、1号、LHD号、31号、41号),按照GriffingⅡ进行石竹种内杂交,获得7个自交组合和21个杂交组合,分别对各组合单果结实数、发芽率进行比较,对21个杂交组合的观赏性状的杂种优势和遗传规律进行了研究。主要结果如下：(1)平均单果结实数最高的是自交系1b,每果72粒,结实数最低的是自交系5号,仅36粒,21个杂交组合的单果结实数处于两者之间；杂交组合的发芽率与亲本相比具有显著的杂种优势；(2)杂交组合观赏性状的杂种优势及遗传力分析：杂交组合在主要观赏性状上都具有明显的杂种优势,其中,开花密度、开花数、花头数、株高、株幅、花径,这些性状具有超亲优势；单朵花花期具有中亲优势；开花时间具有负向超亲优势；(3)优势杂交组合选育：通过对杂交组合各观赏性状的综合评价,筛选出10个优良F1代,分别是：H×31、H×41、H×LHD、LHD×31、LHD×41、5×31×5×H、Z×31、Z×H、31×41。2.石竹叶片愈伤组织诱导、再生及遗传转化研究。以课题组自交系1号叶片为材料进行叶片愈伤组织诱导及再生研究,结果表明：以叶片作为外植体进行愈伤组织诱导时,将叶片进行划伤处理,置于MS+2,4-D 1.Omg/L+NAA 0.3mg/L的培养基上诱导效率最高,为90-95%；MS+1.0 mg/LNAA+1.0 mg/LBA的培养基增殖效率最高,达到92%；在对愈伤组织进行状态调整时,1.0mg/L的2,4-D对愈伤组织的色泽和颗粒性有显著性影响,光照条件下,蔗糖浓度为60g/L时愈伤组织培养效果最好,愈伤组织色泽亮黄,颗粒性显著,无水渍化现象；愈伤组织在MS+BA 2.0mg/L+NAA0.1mg/L+活性炭1.0g/L的分化培养基中的分化率最高,为57.3%,再生芽长势健壮。将愈伤组织进行遗传转化研究,结果表明：石竹愈伤组织对Km的抗性筛选临界浓度为50mg/L,进行抑菌培养时宜设立Cef浓度为400 mg/L；预培养对瞬时表达率影响不显著,在进行愈伤组织遗传转化时可不进行预培养；侵染时间为10min瞬时表达率达80-85%,愈伤组织状态正常,颗粒性佳,分化能力强；共培养1d、2d的愈伤没有变蓝；共培养3d、4d、5d后均能不同程度的染上色,但4d后染上色的愈伤数量最多,5d后的愈伤状态变差,初步认为最佳共培养时间为4d。愈伤组织遗传转化体系为：预培养0d,侵染时间10-13min,黑暗条件下共培养4天；抗性愈伤进行再生培养后,提取再生植株基因组DNA进行PCR检测,阳性率36.4%。3.石竹叶片再生及遗传转化研究。以3个石竹自交系叶片为材料进行再生体系及转基因的研究。结果表明：叶片沿基部从茎段上撕下的再生率(65.2%)高于沿基部切下(再生率为0%)；20号和31号材料叶片以近轴面贴在培养基上的进行培养的再生效果更佳(再生率分别为40.1%和53.3%)；材料20和40的最优分化培养基为MS+BA1.0mg/L+NAA0.3mg/L,再生率分别达56.9%、93.2%；材料31号的分化培养基为MS+BA1.0mg/L+NAA0.5mg/L,再生率为66.6%。将再生植株进行生根培养,结果表明：20号和31号材料在基本的MS培养基中即可生根,生根率均为100%；40号在MS+0.1 mg/L IBA的培养基中,生根率达100%,平均根数5.17,平均根长3.69cm。无菌苗生根后经炼苗移栽至泥炭土+珍珠岩中的成活率(75.3%)明显高于另外两种移栽基质。用根癌农杆菌介导的方法对3个材料进行遗传转化体系的建立及目的基因的导入。结果表明：石竹叶片对潮霉素较敏感,20号、31号和40号的筛选压力分别为4mg/l、5mg/l、5mg/l。采用GUS瞬时染色方法,得出最适转化体系为：将叶片在分化培养基MS+BA1.0mg/L+NAA0.3mg/L上预培养2天；侵染10min；转移至共培培养基MS+BA1.0mg/L+N AA0.3mg/L+AS100mg/L中,共培养4天；再转移到选择培养基MS+BA1.0mg/L+NAA0.3mg/L+Hyg4-5mg/L+Cef 400mg/L中进行生根筛选培养。经Hyg筛选及PCR检测,抗性芽分化率20号、31号和40号分别为4.44%、20.2%和23.5%。抗性植株下地后,对20号和40号株系进行瓶插寿命和盆栽花期评价,结果表明：转化20号反义ACO基因的4个株系中,瓶插寿命均比对照延长5d左右；转化40号正义ACO基因的12个株系中,5个株系的瓶插寿命延长3-4d。20号反义ACO基因的4个株系盆栽单朵花花期延长3-5d；群体花期延长14-20d。40号正义ACO基因的12个株系中,5个株系的盆栽单花花期延长4-6d；群体花期延长9-15d。