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蝴蝶兰花质性状优良蝴蝶兰的分子育种技术建立与应用

花匠小妙招
2024-11-20 11:52

成果简介：

该项目属花卉基因工程和分子标记辅助性育种技术。素有“兰花皇后”美誉的蝴蝶兰，在观赏方面和国际花卉市场上都占有重要地位。蝴蝶兰栽培以及无性繁殖研究占据主导地位，但对其花质遗传特征在国内外领域中的研究却很薄弱。该项目系统地从组织培养体系建立、分离花质相关基因、基因表达与调控技术建立、基因工程培育新品系、分子标记辅助性育种获得花质特征优良的新品系以及应用。一方而丰富蝴蝶兰花质遗传特征的理论知识；另一方面也为科研单位如何适应市场经济摸索一条发展的途径，得以在上海市民乃至世人面前展示更加完美与丰富多彩的蝴蝶兰。该项目取得的主要成果为:1)获得了知识产权独立的蝴蝶兰花质相关基因。通过兼并引物设计、巢式PCR等方法，获得花色相关基因4个、花发育相关基因7个、花期相关miRNA2个，为遗传转化提供基因来源[专利1-6，论文1-5]。2)建立了蝴蝶兰花发育相关基因的组织表达特异性的研究平台。技术平台发表相关SCI文章前，国内外尚无对蝴蝶兰原位杂交技术的文章发表。台湾成功大学陈弘华教授咨询和借鉴，并对花发育其他家族成员进行报道[专利1-6，论文1-5]。3)建立了蝴蝶兰基因工程新品系获得的技术。花色和花发育相关基因的基因枪与农杆菌结合的转基因蝴蝶兰植株104株[应用证明-1]。4)物理诱变和分子标记辅助性育种相结合的综合育种技术物理诱变获得330株叶片变异蝴蝶兰；采用分子标记辅助性育种，培育出耐低温品种5075，创收经济效益总利润267万元[应用证明一2]进行SJ、JM和S的6个杂交组合，筛选出F2代花型大的JM711品系，创收经济效益总利润324万元[应用证明一3]。在上海市科委项目经费资助下，该项目共培养博士生4名，硕士生名名和本科生5名。该项目获得的新基因已全部收录GeneBank，申报6项国家发明专利，其中4项授权。结果发表在GenesandDevelopment,Planta,Genetica等学术期刊16篇，其中SCI收录8篇，他引178次(其中植物科学顶尖综述TrendsinPlantScience2008，共引用该项目发表的5篇文章)[引文检索]。反应出该项目进展与成果的最大效率化。在全世界范围内节约能源日益受到重视的今日，该项目的研究成果体现其环保低能耗的价值所在。蝴蝶兰基因组无测序、遗传操作难、培养周期长等困难下，并于2001.6-2004.6,2005.12-2007.12,2008.9-2010.9连续三次获得上海市科委项目资助，充分证明该研究具有一定的理论研究意义与应用价值，得到专家及科委的一致认可。该项目分离的新基因、组织表达水平的平台建立、基因工程，物理诱变以及分子标记辅助性育种相结合培育出蝴蝶兰的新品系，不仅贮备了优质新基因，同时也为其他兰科植物和其他花卉品种的分子育种所借鉴，更为培育出新优质蝴蝶兰花卉品种做出了一定的贡献，并且带来了一定的经济效益，合作单位上海鼎汉生物科技有限公司，在2009-2012年间经济效益的新增产值为1960万元，创收外汇合计139.9万元[应用证明一2,3]。