小麦成熟胚组织培养再生体系的优化、高再生率基因型的筛选及转基因初步研究

论文摘要

小麦是我国乃至全世界上最主要粮食作物之一,利用转基因技术对小麦进行定向改良已经引起了人们的高度重视,它将逐渐成为优质、高产小麦新品种培育的有效辅助途径之一。与水稻、玉米等其它主要粮食作物相比,小麦的组织培养植株再生困难、而且遗传转化率低,这大大阻滞了转基因技术在小麦新品种培育中的应用步伐。因此,提高小麦组培再生率和遗传转化率是小麦转基因研究的重要基础工作。本研究选用近年来黄淮麦区的19个优良冬小麦品种和1个春小麦品种为试材,在前人研究的基础上优化建立适应多种基因型的小麦成熟胚高效再生体系,包括改善小麦愈伤组织质量、提高成熟胚的脱分化频率和再生率,改善再生苗的生根情况等;在此基础上,拟从供试品种中筛选出高再生率的优良基因型;最后,对高再生率小麦品种进行基因枪介导的遗传转化,试图获得转基因植株。本研究旨在为黄淮麦区小麦转基因研究奠定良好的工作基础。取得了以下的主要研究结果:1.小麦成熟胚组织培养再生体系优化:用纵半切的全胚进行愈伤组织诱导,其脱分化频率大于纵全切的半胚、横切的半胚、及刮碎的胚,且形成的愈伤组织质量较好;小麦成熟胚愈伤组织在以下3种激素配比,即:B. IAA 1.0mg/L,ZT 2mg/L;E. 2,4-D 0.1 mg/L,ZT 10mg/L;F. 6-BA 1mg/L,NAA 0.3mg/L,KT 4mg/L的培养基上分化再生成苗率较高;再生苗在不加生长素的1/2MS的培养基上生根效果较好。2.高再生率基因型的筛选:在供试的20个小麦品种中,有12个小麦品种的再生成苗率达到20%以上,其中有3个品种包括西农928、宁春16和西农889的再生成苗率分别高达77.6%、52.7%和36.9%;此外,B分化培养基对大部分基因型愈伤组织的分化培养具有比较好的通用性。本研究从黄淮麦区部分小麦品种中筛选出的高再生率的小麦品种可以用作黄淮区小麦转基因改良的受体材料。3.基因枪法介导的小麦成熟胚转基因初步研究:利用基因枪介导的共转化方法对西农928成熟胚愈伤组织进行遗传转化,轰击1200块愈伤组织块,最终得到28株再生植株;其中,有4株目标基因Zm-RS的PCR阳性植株,有14株Bar基因PCR阳性的植株;目标基因的转化率为0.33%,Bar基因转化率为1.2%。轰击靶距6cm适合西农928成熟胚的基因枪法转化研究。本研究表明西农928的成熟胚是非常好的转化受体材料,可用于小麦基因工程研究。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 主要作物基因工程研究及应用现状
• 1.1.1 烟草转基因研究及应用
• 1.1.2 大豆转基因研究及应用
• 1.1.3 玉米转基因研究及应用
• 1.1.4 棉花转基因研究及应用
• 1.1.5 油菜转基因研究及应用
• 1.1.6 水稻转基因研究及应用
• 1.2 小麦组织培养再生体系的研究进展
• 1.2.1 不同外植体组织培养研究概况
• 1.2.2 小麦成熟胚组织培养再生体系研究进展
• 1.3 小麦转基因方法研究进展
• 1.3.1 基因枪法
• 1.3.2 农杆菌介导法
• 1.3.3 花粉管通道法
• 1.4 小麦转基因技术应用现状及前景展望
• 1.5 本研究的目的和意义
• 第二章 小麦成熟胚组织培养再生体系的优化
• 2.1 引言
• 2.2 材料与方法
• 2.2.1 供试小麦材料
• 2.2.2 培养基
• 2.2.3 取材和组织培养方法
• 2.2.4 统计分析方法
• 2.3 结果与分析
• 2.3.1 成熟胚的不同处理方式对其脱分化及形成愈伤组织状态的影响
• 2.3.2 不同激素配比的分化培养基对愈伤组织分化的影响
• 2.3.3 不同生根培养基对再生苗生根及成活的影响
• 2.4 讨论
• 第三章 黄淮麦区部分小麦品种高组培再生率基因型的筛选
• 3.1 引言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 供试小麦材料
• 3.2.2 培养基
• 3.2.3 取材和组织培养方法
• 3.2.4 统计分析方法
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 不同基因型小麦成熟胚脱分化率比较
• 3.3.2 不同基因型小麦成熟胚愈伤组织的分化再生的结果
• 3.4 讨论
• 第四章 基因枪法介导的小麦成熟胚转玉米Zm-R-S 基因初步研究
• 4.1 引言
• 4.2 研究材料与方法
• 4.2.1 研究材料及培养基
• 4.2.2 试验方法
• 4.3 结果及分析
• 4.3.1 转基因植株的获得
• 4.3.2 转基因植株的PCR 鉴定
• 4.4 讨论
• 第五章 全文结论
• 5.1 本研究的结论
• 5.2 本研究创新点
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介