【摘 要】
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核桃(Juglans regia)是我国重要经济树种,其产量品质与品种、立地、气候等多种因子有关。由于当前核桃响应逆境的分子机制不明,核桃良种评价、选育及栽植管理受到严重影响,不利于实现核桃的经济效益。本研究以建立有效的核桃组织培养体系为目标,选取茎段为外植体进行核桃组培体系探索,建立以农杆菌介导的遗传转化方法,并使用Jr WRKY7启动子及Jr GRAS5表达载体进行转化体系初步验证,以期为解析
【基金项目】
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国家自然科学基金(31800510); 陕西省自然科学基础研究计划项目(2018JQ3066); 中国博士后科学基金特别资助项目(2017T100782);
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核桃(Juglans regia)是我国重要经济树种,其产量品质与品种、立地、气候等多种因子有关。由于当前核桃响应逆境的分子机制不明,核桃良种评价、选育及栽植管理受到严重影响,不利于实现核桃的经济效益。本研究以建立有效的核桃组织培养体系为目标,选取茎段为外植体进行核桃组培体系探索,建立以农杆菌介导的遗传转化方法,并使用Jr WRKY7启动子及Jr GRAS5表达载体进行转化体系初步验证,以期为解析核桃的逆境适应分子机制提供基本保障。结果如下:1.以茎段为外植体的核桃组培体系的建立对不同消毒时间、外植体来源、启动培养基、分化培养基、生根培养基进行比较。得知,0.1%(m/v)Hg Cl2消毒10 min时,外植体褐变率及污染率较低,存活率高;苗圃带芽茎段污染率(接近70%)大于温室带芽茎段污染率(6.67%);以DKW培养基为启动培养基效果良好,外植体萌芽早、叶片嫩绿,叶面积大,其次为1/2MS、1/2DKW、MS;分化培养基选用1/2MS+2.5 mg/L 6-BA+0.1 mg/L IBA效果最好,生根培养基1/2MS+1.0 mg/L IBA+0.2 mg/L NAA诱导的愈伤组织明显,未能诱导生根。2.农杆菌介导的遗传转化体系的建立设计5种诱导条件,包括外植体类型、预培养时间、侵染浓度、侵染时间、头孢噻肟钠(Cef)浓度,探索建立发根农杆菌ATCC15834介导的遗传转化体系。结果显示,核桃无菌苗叶基经预培养1 d,浓度为0.4的ATCC15834侵染14 min,转接于含有200μmol/L乙酰丁香酮的固体培养基共培养3 d,脱菌后转接于含300μmol/L Cef的抑菌分化培养基效果最优。由此建立发根农杆菌介导的核桃遗传转化体系培养条件。3.转化体系的验证与应用将JrWRKY7启动子插入pCAMBIA1301构成重组载体pCAM-Jr WRKY7-P,导入农杆菌,制备工程菌后将其转入核桃组培苗。结果发现,pCAM-Jr WRKY7-P转基因株系叶片能显示GUS染色,且GUS活性达15.42 pmol·mg-1·protein·min-1,表明pCAM-Jr WRKY7-P启动子可通过发根农杆菌介导成功转入核桃。将JrGRAS5基因插入pROKⅡ表达载体,通过农杆菌介导转入核桃组培苗,对Jr GRAS5表达水平进行分析,发现转基因株系中Jr GRAS5基因相对内参基因18S RNA及未转化株系的相对表达量达到23.32,表明Jr GRAS5基因成功过量表达于上述核桃组培苗,获得的核桃遗传转化体系可以有效应用。
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