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菘蓝(Isatisin digotica Fort.)为十字花科(cruciferae)菘蓝属(Isatis Linn)2年生草本植物。在中药中,菘蓝的干燥根称为板蓝根,干燥叶为大青叶。褪黑素在植物中广泛存在,文献报导褪黑素可作为植物激素调节植物生长；保护植物免受胁迫环境的伤害,增加植物的抗逆性。本试验以菘蓝为研究材料,在建立离体培养再生体系的基础上,将哺乳动物褪黑素生物合成途径中的酶AANAT和HIOMT基因转入菘蓝,获得表达异源褪黑素的转基因菘蓝；高效液相色谱法检测转基因植株中褪黑素和靛玉红含量；同时探究了外源褪黑素对菘蓝分化、生根的影响以及冷胁迫处理菘蓝种子萌发的保护作用。本研究的具体研究成果如下：(1)以菘蓝的根段、下胚轴、叶片为外植体,置于不同激素配比的MS培养基上均可建立菘蓝离体培养再生体系。根段可在附加不同浓度的6-BA和NAA的MS固体培养基,100%分化产生丛生芽,且分化时间短至3-7 d,形成的丛生芽茁壮；在含IBA 0.4mg/L的MS培养基上生根。确定菘蓝的根段为菘蓝离体培养的最佳外植体。(2)获得转褪黑素合成酶基因的菘蓝：通过农杆菌介导法将褪黑素合成酶AANAT和HIOMT基因导入菘蓝根段外植体。经A6000.5-0.7的农杆菌菌液浸染根段6 min,共培养3 d,而后转移至附加50 mg/L Gen.的筛选培养基上培养,获得转化再生植株。PCR、RT-PCR检测证明基因AANAT和HIOMT已经整合到菘蓝的基因组中并表达。(3)从菘蓝植株中提取褪黑素和靛玉红,高效液相色谱法检测转基因植株、田间苗和种子苗中的褪黑素和靛玉红含量,其中转基因植株中褪黑素含量最高可达对照的4倍,但低于田间苗含量。探讨了菘蓝中褪黑素和主效成分靛玉红含量与生长环境的关系。(4)外源褪黑素对菘蓝的生理作用：菘蓝叶片在附加MT 0.2 mg/L的MS培养基可形成单体完整植株；不定芽在附加MT 0.4 mg/L的MS培养基生根率是90.8%,与同等浓度IBA作用一致。表明褪黑素可促进菘蓝叶片分化,不定芽生根,具有调节植物生长特性。100μM的MT处理菘蓝种子可以保护菘蓝种子免受胁迫伤害,萌发率与未受冷胁迫相当。