日本结缕草植株再生体系优化及根癌农杆菌介导的遗传转化的初步研究

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日本结缕草(Zoysia japonica Steud.)是一种优良的草坪草,它具有耐践踏、抗高温干旱、抗寒、耐瘠薄、抗盐碱和低维护等特性,同时其独特的地下根茎具有强大的固土护坡和防治水土流失的功能。但作为草坪草,结缕草存在着抗虫、抗病性差等弱点,尤其绿期短在一定程度上制约了该草种的应用。传统的有性杂交育种能在一定程度上改良该草种,但其种子不易萌发、雌花早熟等问题增加了获得杂种后代的难度。因此,有必要借助现代生物技术育种手段加速该草种的遗传改良进程。 在前人的研究基础上,本研究进一步优化了日本结缕草的植株再生体系,成功地保存了一个具有分化能力的愈伤系,截止2005年4月已达17个月,该愈伤系在继代培养过程中能保持较高的分化能力;通过对长期继代的愈伤组织进行组织学切片观察,分析了愈伤组织分化成苗的发生途径;在此基础上利用gus报告基因对影响根癌农杆菌介导日本结缕草遗传转化的条件进行了初步研究,建立了日本结缕草愈伤组织遗传转化体系,为结缕草基因工程改良奠定了一定的基础。主要研究结果如下: 1.日本结缕草植株再生体系的优化。以日本结缕草种子为外植体进行愈伤组织诱导,其中诱导培养基中生长素2,4-D最佳有效浓度范围为2.0-3.0mg/L,加入低浓度细胞分裂素BA(0.01-0.02mg/L)有利于诱导的愈伤组织进一步的长期继代和分化。结果表明,愈伤组织诱导的最佳培养基为:基本培养基Ⅰ+2,4-D 2.0-3.0mg/L+BA(0.01-0.02mg/L)。 继代培养基中适当降低2,4-D浓度和添加一定量的KT(0.5mg/L)有利于愈伤组织的保存和分化状态愈伤组织的成熟。实验结果表明,愈伤组织继代的最佳培养基为:基本培养基Ⅱ+2,4-D 2.0mg/L+KT0.5mg/L。 愈伤组织成苗的最佳培养基为:MS+NAA 0.3mg/L+KT 0.5mg/L+BA 1.0mg/L。 2.在愈伤组织成苗过程中,大多数经过器官发生途径,同时也存在着体细胞胚胎发生途径,通过组织切片观察到了体细胞胚的多个时期。 3.初步建立了以愈伤组织为转化受体的根癌农杆菌介导的遗传转化体系。以本研究诱导出的愈伤组织为转化受体进行gus报告基因的遗传转化,在转化过程中对根癌农杆菌菌液浓度、细菌悬浮培养液、侵染时间、以及共培养时间、共培养方式等转化条件进行了摸索。实验表明:日本结缕草的愈伤组织选择压力(潮霉素)为45-60mg/L;转化过程中将活力旺盛的愈伤组织在根癌农杆菌菌液(OD600值为
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