半夏Pinelliaternata（Thunb.）Briet.为天南星科半夏属多年生宿根草本植物，以块茎入药，首载于《神农本草经》，是一种重要的中药材。半夏在生产栽培上存在一系列问题，例如在气温高于30℃时半夏地上部分随即枯萎，俗称“倒苗”。倒苗缩短了半夏的生长期，严重影响了半夏的产量。在生产技术上，筛选出与半夏栽培问题相关的基因，如抗高温、抗旱、抗虫、抗除草剂基因等，通过农杆菌介导的转基因技术，将相关基因导入半夏植株内，并培育出具有相应抗性的半夏苗，从而解决当前半夏资源短缺和品质低的问题。转基因技术以目的性强、周期短等优点为半夏优良品种的选育开辟了一条新途径。同时，对半夏的长期研究可知，半夏中也含有一些重要的功能基因，如抗高温倒伏基因、半夏凝集素基因等，可将这些新型基因转入烟草等其他模式植物中，验证其基因功能，为分子育种和品种创新提供基因资源。目前，关于半夏转基因技术体系报道较少，而开展转基因研究的前提是首先建立高效的遗传转化体系，国内对半夏的研究，多以叶片、叶柄和块茎作为研究对象。　　本课题利用植物组织培养技术和现代分子生物学的知识及手段，建立高效的半夏遗传转化再生体系，根据当前的情况筛选出一些重要的功能基因，并通过根癌农杆菌介导法法及PCR等手段，获得具有相应抗性的半夏的转基因试管苗，并验证其基因的功能。主要研究结果如下：　　（1）培育出优质的半夏试管苗，建立高效的半夏遗传转化再生体系。半夏叶柄及块茎再生体系的研究已非常成熟，而叶片再生体系的建立至今研究却很少，所以本实验再生体系的研究主要针对的是叶片。叶片在培养20d后，在6-BA浓度为1.5mg·L-1，IAA浓度为1.5mg·L-1，TDZ浓度为0.5mg·L-1这个梯度的半夏叶片再生形成试管小块茎的能力最强。此外研究表明，叶片的面积较大，比较容易侵染；而叶柄和块茎再生能力则较强、较快，所以应根据实际情况分别进行。　　（2）选取对半夏生长具有重要作用的高温基因，如小热激蛋白基因（sHSP），作为本试验的目的基因。　　（3）构建载体并与目的基因进行体外重组。构建载体的时候，通常应有筛选基因和报告基因的存在，以便于操作。此外还应含有35S强启动子，以利于目的基因的顺利表达。本实验所用的载体为PBI121，含有Kan抗性基因和gus报告基因。利用软件PrimerPremier5分析目的基因sHSP，发现sHSP适合的酶切位点为BamH1GGATCC或者Xba1TCTAGA。分别用限制性内切酶BamH1或Xba1与sHSP和载体质粒同时进行酶切反应，酶切液分别混合后加入T4连接酶继续反应。将最终的产物PCR并电泳或者生工测序，构建出我们需要的pBI121-sHSP重组质粒。　　（4）由于根癌农杆菌EHA105利于单子叶植株的转化，将重组质粒导入EHA105中，然后通过抗性筛选、PCR、生工测序等手段筛选出含有相应目的质粒的菌株。本实验以半夏叶柄作为研究模型，不经过预培养阶段，功率50HZ超声波辅助处理5min，直接用浓度A600nm＝0.5-0.6的根癌农杆菌菌液同时含AS40-80mg·L-1侵染半夏叶柄10-15min后共培养3-4d，然后将叶柄接到含有100mg·L-1Kan和350mg·L-1Carb的分化培养基上进行筛选培养，25d左右在叶柄的两端可分化出抗性的试管小块茎。试管块茎在分化培养基中10d左右就可以生根，20d后长成健壮的小苗。对抗性转化苗进行gus染色和PCR检测，结果表明外源基因sHSP已经整合到半夏基因组中。