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小麦是我国最重要的粮食作物之一,小麦产业的健康发展关系到整个国民经济的健康发展。而小麦品种新品种培育是保障小麦产业健康发展最重要的基础。由于常规育种存在育种周期长,受遗传资源限制的缺点,基于分子遗传学的基因工程正被国内外科学家们广泛应用到小麦的品种改良过程中,但青海省还没有开展这方面的研究工作。本研究中通过对4个青海省栽培品种、外植体来源、愈伤诱导分化培养基的筛选,建立适宜青海省小麦高效再生体系,同时构建花青素调节基因ZmR和ZmC1的PGIR、PGIC1,进行了小麦转基因的初步研究。在研究中获得以下主要结果:
1,青海省4个栽培品种和小麦组织培养模式品种Bobwhie中,幼胚出愈率最高的是阿勃,为84.2％,其次为Bobwhite(72.52%)、高原142(71.08%)、高原437(63.48%)、高原448(61.64%)。分化培养时,5个品种分化率在40%-44%之间,差异不显著。阿勃具有最高的愈诱导,并且品种间分化率差异不大,因此可以被作为幼胚培养的适宜品种。培养基其它组分为MS+0.2 mg/L KT+500mg/L Pro+500 mg/L Glu+300 mg/L CH+150 mg/L As时,2mg/L2,4-D愈伤诱导率显著大于4mg/L、1mg/L。而在培养基其它组分为MS+1mg/L6-BA+0.2 mg/LKT+1mg/L CC+500 mg/L Pro+500 mg/L Glu+300 mg/L CH+150 mg/L Asn时,0.5mg/LNAA诱导的分化率优于,1mg/L、0mg/L。
2,Bobwhite、高原448、高原142、高原437和阿勃成熟胚愈伤诱导的效率分别为50.2%、45.8%、39.5%、39.4%和35.4%;而它们的分化诱导的效率分别为30%、26%、21.5%、19.5%和24.5%。与其它品种相比,高原448的成愈率和分化诱导率高于其它品种,因此可以作为成熟胚组织培养的候选品种。在培养基其它组分为MS+0.2 mg/L KT+500 mg/L Pro+500 mg/L Glu+300 mg/LCH+150 mg/L As时,4mg/L2,4-D愈伤诱导率显著大子6mg/L、2mg/L。而在培养基其它组分为MS+1mg/L6-BA+0.2 mg/L KT+1mg/L CC+500 m g/L Pro+500 mg/L Glu+300 mg/L CH+150 mg/L Ash时,1mg/LNAA诱导的分化率优于0.5mg/L、0mg/L。
3,引进调控花青素合成代谢的玉米bHLH基因ZmR和MYB基因ZmC1,设计带酶切位点的引物,将ZmR和ZINC1构建到胚乳特异表达的高分子量谷蛋白Glu1Bx14启动子下,获得ZmR和ZmC1基因的胚乳特异型载体PGIR、PGIC1。
4,通过不同浓度Basta对愈伤组织致死率的评价,筛选抗除草剂的最适浓度:3mg/L。以Actin-bar质粒为筛选标记质粒,与PGIR、PGIC1进行共转化2000个愈伤组织,在3mg/L Basra筛选14天后,仍存活500个愈伤,后续的分化实验仍在进行中。