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小麦是一种全世界广泛种植的粮食作物,其产量和种植面积居于栽培作物的前列。小麦赤霉病主要是由禾谷镰刀菌引起的世界范围内广泛分布具有毁灭性的真菌病害。该病菌感染小麦不仅能导致小麦产量下降,而且造成成熟麦粒中真菌毒素的积累,严重威胁人畜健康。传统育种是改良小麦农艺性状,提高小麦赤霉病抗性的重要手段。但是天然的赤霉病抗性种质资源十分匮乏,因此通过传统育种的方法获得具有赤霉病抗性小麦品种十分困难。随着植物基因工程技术的发展和植物组织培养技术的完善,利用转基因的方法将抗赤霉病基因导入小麦提高小麦的赤霉病抗性,为丰富小麦抗赤霉病种质资源,培育抗赤霉病小麦新品种开辟了一条崭新的道路。本研究以主推小麦品种郑麦9023、扬麦158和小麦品系襄麦76幼胚愈伤为受体,通过基因枪介导的方法将抗赤霉病相关基因导入,以Bar或PMI为筛选标记基因,用Bialaphos或甘露糖筛选体系进行筛选后,对抗性苗进行鉴定,均获得了转基因植株。主要研究成果如下:1.Lem2-UEch42-D2和Ubi-AFP2基因共转化扬麦158。利用基因枪法,将赤霉病抗性基因Lem2-UEch42-D2和Ubi-AFP2的最小表达框及筛选标记基因Bar导入扬麦158中,经过Bialaphos筛选和PCR鉴定,T0代共得到3株阳性植株。经T1代PCR鉴定只有1株同时含有Lem2-UEch42-D2和Ubi-AFP2的转基因植株能够稳定遗传。T2代PCR鉴定表明,外源基因能够稳定遗传,RT-PCR鉴定表明目的基因能够在RNA水平上表达。T2代温室单花接种结果显示,转基因植株赤霉病抗性得到一定程度的提高。2.Cmps-Fen A和Cmps-Fen B基因共转化郑麦9023。利用基因枪法,将丰源素合成酶基因Cmps-Fen A和Cmps-Fen B的最小表达框及筛选标记因基因Bar导入郑麦9023中,经Bialaphos筛选和PCR鉴定,T0代共得到同时含有Cmps-Fen A和Cmps-Fen B基因的阳性植株1株。经T1~T2代PCR鉴定,Cmps-Fen B基因发生分离,Cmps-Fen A基因在后代中得到稳定遗传。T3代PCR鉴定表明,转基因后代目的基因分离比不断减小,且出现筛选标记基因发生分离的阳性植株。3.Lem2-UEch42-D2、Ubi-Blf-A6和Amt-Blf基因共转化襄麦76。利用基因枪法,将赤霉病抗性基因Lem2-UEch42-D2、Ubi-Blf-A6、Amt-Blf和筛选标记基因PMI的最小表达框导入襄麦76中,经甘露糖筛选体系筛选和PCR鉴定,T0代共得到阳性植株5株,其中3株同时含有Lem2-UEch42-D2和Ubi-Blf-A6基因,2株同时含Lem2-UEch42-D2、Ubi-Blf-A6和Amt-Blf基因。T1~T2代PCR鉴定表明,目的基因在4个正常结实单株的后代中稳定遗传。T3代RT-PCR鉴定表明,目的基因Lem2-UEch42-D2和Ubi-Blf-A6在RNA水平上得到表达。4.Ubi-Pkc As3-Chs3As4、Amt-Blf基因共转化襄麦76。利用基因枪法,将赤霉病抗性基因Ubi-Pkc As3-Chs3As4、Amt-Blf和筛选标记基因PMI的最小表达框导入襄麦76中,经甘露糖筛选体系筛选和PCR鉴定,T0代共得到阳性植株3株,其中1株含有目的基因Ubi-Pkc As3-Chs3As4,2株同时含有目的基因Ubi-Pkc As3-Chs3As4和Amt-Blf。T1~T2代PCR鉴定表明,转基因植株目的基因发生丢失或整合,得到2个含有目的基因Ubi-Pkc As3-Chs3As4的稳定遗传株系,1个同时含有目的基因Ubi-Pkc As3-Chs3As4和Amt-Blf的稳定遗传株系。T3代温室单花接种试验表明,转基因植株的赤霉病抗性得到增强。5.Dubiubi-Chs3As3-Chs3As4基因转化襄麦76。利用基因枪法,将赤霉病抗性基因Dubiubi-Chs3As3-Chs3As4和筛选标记基因PMI的最小表达框导入襄麦76中,经甘露糖筛选体系筛选和PCR鉴定,T0代共得到阳性植株4株。经温室加代和PCR鉴定,目的基因在3个阳性植株后代中稳定遗传。