本试验研究了发根农杆菌Ri质粒转化烟草的各种影响因素,确定了最佳的转化条件,建立了烟草发根培养系统;对发根与非转化根的形态结构、生长动态进行了研究,并在悬浮条件下,进行了不同理化因子对烟草发根生长和烟碱合成调控的研究。主要结果如下: 1.本研究通过发根农杆菌工程菌Ar1334(含有野生型pRi1855质粒和pIG121HM双元载体质粒,编码NPT Ⅱ基因和GUS基因)转化烟草沙姆逊,获得了具有卡那霉素抗性烟草发状根,该发状根具有典型的发状根特性(多根毛、多分支、在无激素培养基上快速生长),通过根尖压片分析,烟草发状根不具备典型的根冠;发状根向培养液中释放烟碱,释放量最多时占总烟碱量的96.3%;在无激素的培养基上获得了再生植株。 2.对烟草发状根诱导的影响因子(诸如发根农杆菌菌株、烟草品种、叶片程度、菌液浓度、稀释倍数、浸染时间、共培养时间等)进行了研究,确定出最佳的组合条件。 3.悬浮培养中发根的生长和物质合成受多种理化因子的影响(培养基、pH值、装液量、蔗糖浓度、添加物等)的影响,本实验中,以1/2 MS液体为培养基,蔗糖20-30g/L,pH值6.0,装液量为容器体积的2/5,可添加水解酪蛋白(2g/L)和吲哚乙酸(IAA)(1mg/L),在27℃,110rpm下暗培养,25天左右收获,可达最佳效果。 4.烟草发状根培养中,激素对发状根生长和烟碱合成有较大影响。赤霉素(GA3)可显著增加发状根的生长量,但抑制烟碱的生成:IAA在合适浓度(1mg/L)既能增加发状根的生长又能促进烟碱的合成;萘乙酸(NAA)对发状根生长量和烟碱的生成无明显促进作用。