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菠菜（Spinacia oleracea L.）营养物质丰富,是世界上重要的经济蔬菜作物之一。菠菜耐寒不耐热,菠菜生产受高温危害严重。本研究以耐热材料Sp75和热敏感材料Sp73作为研究材料,通过筛选最适外植体、最优愈伤组织诱导培养基、最适不定芽诱导培养基进而建立菠菜再生体系,再通过优化农杆菌菌液浓度,最终建立一个高效的根癌农杆菌介导的菠菜遗传转化体系。利用建立的菠菜遗传转化体系,将本实验室前期研究的关键耐热调控基因So MBF1c转化农杆菌并侵染菠菜,最终成功获得So MBF1c菠菜转基因植株。此外,通过生物信息学对菠菜SAPs家族基本特性进行分析。本研究主要研究结果如下:1.将菠菜叶片、叶柄、茎和毛状根4种外植体分别放在7种愈伤组织诱导培养基（S1-S6、GM）进行愈伤组织诱导。结果显示,对Sp75来说,茎段在S6上诱导率最高,为91.11%,毛状根在Gm上诱导率最高,为98.89%,叶柄在S2上的诱导率最高,为85.55%,叶片在S2上的诱导率最高,为81.11%。对Sp73来说,茎段在S6上诱导率最高,为96.67%,毛状根在Gm上诱导率最高,为91.11%,叶片在S2上诱导率最高,为91.11%,叶柄在S6上诱导率最高,为86.67%。愈伤组织诱导速率统计结果显示,Sp75毛状根＞Sp75茎段＞Sp75叶柄＞Sp75叶片;Sp73茎段＞Sp73毛状根＞Sp73叶片＞Sp73叶柄。总的来说,Sp75的4种外植体的诱导效率高于Sp73。2.将来源于4种外植体的愈伤组织分别放在3种芽分化培养基（F1、FT1和Gm）中进行芽诱导。结果显示,Sp75毛状根愈伤组织在FT1上分化率为47.09%,Sp75茎段愈伤组织在Gm上分化率为22.75%,Sp75叶柄愈伤组织在Gm上分化率仅为1.59%,Sp75叶片愈伤组织在3种芽分化培养基中均未形成不定芽。Sp73毛状根的愈伤组织在FT1上分化效率为18.52%,Sp73叶柄、叶片和茎愈伤组织最终无法分化成不定芽。总的来说,Sp75愈伤组织不定芽分化效率比Sp73的愈伤组织不定芽分化效率好。3.将上述诱导形成的不定芽移入1/2MS培养基种进行生根培养。结果显示,茎段愈伤组织分化的不定芽生根率最高,为30.81%;其次是毛状根愈伤组织分化的不定芽,生根率为26.74%。4.为了探索不同农杆菌不同OD值对转化效率的影响,我们使用了EHA105和GV3101两种根癌农杆菌并设置了OD600分别为0.1、0.2、0.3侵染液进行侵染。结果发现,使用根癌农杆菌EHA105进行侵染时,当OD600为0.1时,茎段愈伤组织的诱导率为37.22%,愈伤组织转化效率为34.45%;当OD600为0.2时,诱导率为36.11%,转化效率为60.55%;当OD600为0.3时,诱导率为16.67%,转化效率为94.87%。使用根癌农杆菌GV3101进行侵染时,当OD600为0.1时,茎段愈伤组织诱导率为78.33%,愈伤组织转化率为93.87%;当OD600为0.2时,诱导率为81.67%,转化率为98.79%;当OD600值为0.3时,诱导率为44.44%,转化率为91.28%。所以使用OD600为0.2的GV3101根癌农杆菌进行侵染能够获得最佳转化效率。5.利用拟南芥和水稻SAPs蛋白序列在菠菜基因组数据库中进行本地Blast,共得到8个菠菜So SAPs成员。系统进化树分析表明,菠菜So SAPs成员分布在Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅶ组中;基因结构分析可以将菠菜SAPs分为两类,第Ⅰ类SoSAP1、So SAP2、So SAP3、So SAP4、So SAP5和So SAP6基因不含有内含子;Ⅱ类So SAP7和So SAP8基因含有1个内含子和2个外显子;菠菜SAPs家族成员都具有保守的A20和AN1结构域,So SAP1、So SAP2、So SAP3、So SAP4、So SAP5在N端含有保守的A20结构域,在C端含有保守的AN1结构域,So SAP7和So SAP8在C端和N端都含有AN1结构域,而AN1结构域只存在于So SAP6的C端;菠菜SAPs启动子中含有多种非生物胁迫和植物激素应答的顺式作用元件,暗示着菠菜SAPs可能在多种胁迫过程中发挥作用。综上,本研究以菠菜Sp75和Sp73为研究材料,建立了根癌农杆菌介导的菠菜遗传转化体系,为探索菠菜基因功能鉴定奠定基础。同时,我们对菠菜SAPs基因家族进行了生物信息学分析,为开展菠菜分子设计育种奠定了理论基础。