向日葵染色体核型及其遗传转化的研究
向日葵染色体核型及其遗传转化的研究
【摘要】：向日葵是世界上重要的油料作物和生物能源材料,在中国人民的饮食结构中是食用油的主要来源之一。由于向日葵是公认的难转化作物,其转化频率不高,并且重复性差,其主要原因是从转化的细胞或组织分化再生植株困难。因此,本研究主要内容之一是探讨向日葵离体培养再生难的问题,以促进向日葵植株再生技术日臻完善,不断提高植株再生频率。研究结果表明,向日葵不同基因型外植体在含适宜IAA、6-BA等激素的培养基中均较易形成愈伤组织;但愈伤组织分化不定芽的能力则较困难;不同基因型向日葵外植体的不定芽诱导率依次为子叶节>下胚轴>子叶>真叶;诱导子叶节不定芽分化的适宜6-BA浓度为1.2mg/L,下胚轴为1.8mg/L,子叶为0.6mg/L,真叶却未见到诱导出不定芽;幼胚大小为≤2mm时,体细胞胚发生频率较高(45.5%);体细胞胚胎发生的适宜培养基为MS+0.4mg/L 2,4-D+120g/L蔗糖。核型分析是细胞遗传学、染色体工程、基因定位、细胞分类学以及现代进化理论等学科的基本研究方法,对向日葵染色体核型进行分析,这将为向日葵的细胞学分类、选择杂交亲本组合、培育新品种及转基因向日葵的细胞学检测等方面提供细胞学依据。结果表明,8个基因型向日葵的染色体数均为2n =2x = 34,除了RHA266之外,都为中部着丝粒或近中部着丝粒染色体;8个基因型向日葵具有2种核型:1B和2B,这表明不同基因型间染色体核型确实存在差异。随着生物技术的发展,转基因植物产业将成为21世纪新的经济增长点。我们的设想是在21世纪里,向日葵的基因工程将从单基因性状向多基因发展。也就是说把抗虫、抗病、高产等多种基因都组合在一起,得到更好的向日葵品种。同时还想利用转基因工程,把有益健康的基因转移到向日葵中去,以改良向日葵的品质,使向日葵生产的食品成为健康食品、功能食品、营养食品。另外,通过向日葵转基因工程,人们还想尽快培育出抗旱、抗碱、抗土地贫瘠、抗重金属污染的向日葵。由此看来,对转基因向日葵的研究和开发其前景是非常远大的。关于对类胡萝卜素合成的有关酶基因转化向日葵的研究,无论是国外,还是国内至今有关这方面的研究报道较少。本实验通过农杆菌介导法和花粉管通道法,用类胡萝卜素生物合成代谢途径中关键酶PSY和LycB基因转化向日葵,以期获得类胡萝卜素含量较高的优质油用向日葵,达到改善向日葵品质的目的。研究结果表明:转化受体筛选剂Hyg使用浓度为8mg/L较适宜;共培养时间3d为宜;侵染时间8min为宜;重悬液浓度OD600以0.6为佳;以干燥处理4h的子叶节为外植体进行遗传转化,子叶节抗性芽率较不处理有明显的提高;柱头滴加法和子房注射法导入目的基因较适宜的时间为授粉后4-6h;柱头滴加法的抗性植株率低于子房注射法;PCR、Dot blot及Southern的分子检测证明,目的基因PSY和LycB已整合进向日葵基因组中。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2007
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