四季海棠兼具观叶与观花的效果,是重要的花坛用花。通过组织培养可以在短期内提供大量优质种苗满足市场需求,也可为开展转基因研究奠定基础。四季海棠对水分需求量较大,这增加了生产成本,同时还制约了它的进一步推广和应用。异戊烯基转移酶(isopentenyl transferase,ipt)是细胞分裂素合成的关键酶,它可以增加植物内源性细胞分裂素含量,延缓植物叶片的衰老,增强植物的抗逆性。本课题利用ipt重组表达载体质粒,通过农杆菌介导法对四季海棠进行了遗传转化的研究,建立了遗传转化体系,并筛选出转ipt基因植株,经过分子生物学鉴定后,对其抗旱性进行了初步研究。主要实验结果如下:　　 ⑴建立了以幼叶为外植体的再生体系。通过在MS中加入不同浓度的NAA和6-BA,筛选出最适愈伤组织诱导和再生的培养基,即MS中加6-BA3 mg/L和NAA2.5 mg/L,pH值为5.8的培养基,研究表明:在该培养基中,四季海棠的愈伤组织诱导率为90％,并全部再分化形成芽；转入生根培养基,1/2MS+IBA0.5mg/L,培养7天后都能再生根,获得完整再生植株。　　 ⑵建立农杆菌介导的遗传转化体系。取四季海棠的无菌苗叶片,切成1 cm×1 cm小片,接种于MS+2,4-D0.5mg/L+6-BA0.1 mg/L培养基,26℃预培养3天；然后将叶片取出浸泡在OD600=0.8的农杆菌液中浸染0.5 h；取出后用无菌水冲洗3次,吸干表面水分,直接接种于Ms+NAA1.0 mg/L+6-BA0.1 mg/L培养基,黑暗环境下培养三天；然后将叶片接种于选择培养基MS+6-BA3 mg/L+NAA2.5 mg/L+Kan30 mg/L+Cef100 mg/L,26℃,光照12 h。通过两周培养,筛选出具有抗性的愈伤组织,再诱导芽和根。待根形成后,进行移栽。经统计,本实验方法获得的转化率为4.86％,适于四季海棠的转基因研究。　　 ⑶转基因植株鉴定。通过对转化植株进行PCR以及Southern印迹法检测,表明外源基因ipt已经整合到受体基因组DNA。同时应用ELISA方法检测转基因植株体内的细胞分裂素,发现其浓度平均增加了2.2倍,这说明转化植株中的外源ipt基因已经表达。　　 ⑷转基因植株抗旱性的分析。在细胞分裂素的调控下,转基因植株的高度、叶片面积均有不同程度的减小,但根系长度增加；在渗透胁迫条件下,转基因植株体内脯氨酸含量和SOD活性都明显增加。通过温室栽种,发现在同等情况下转基因植株的耐旱性明显强于非转基因植株,经过50天的干旱处理,转基因植株出现暂时萎蔫,恢复供应水分后,植株能恢复生长。而普通四季海棠在缺水三周后,开始出现萎蔫,并逐渐枯死。综上所述,利用遗传转化手段增加四季海棠体内细胞分裂素的含量,可以调节植株的生长发育,增强植物的抗旱性,这对于园艺生产实践有重要的意义。